控制系統(tǒng)導(dǎo)論ppt課件(已修改)
2025-01-29 15:03 本頁面
【正文】 自動(dòng)控制原理 教材：現(xiàn)代控制系統(tǒng) 謝紅衛(wèi) 對于我們每個(gè)人來說，最重要和最有成效的學(xué)習(xí)方法是，重新發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新前人已有的答案和方法。 教學(xué)的最佳境界則是，向?qū)W生提供方法、技能、案例和機(jī)會(huì)， 由學(xué)生自己去尋求答案。 這樣，他們就可以自豪地說，他們所學(xué)到的知識(shí)都是自己所發(fā)現(xiàn)的。 第一講：控制系統(tǒng)導(dǎo)論 （ 23 學(xué)時(shí)） １、控制系統(tǒng)導(dǎo)論 ２、課程及教學(xué)安排 ３、控制歷史回顧與啟示 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)概要 控制系統(tǒng)是能夠提供 預(yù)期響應(yīng) 的系統(tǒng)。通俗地說， 控制 就是使被控對象按照我們 預(yù)定的方式 工作。 人類的支配欲無限，因此，被控對象有多種多樣，如， ● 工程技術(shù)對象，簡單如家電，復(fù)雜如 工業(yè)自動(dòng)化、精確制導(dǎo)、 航天等 ● 社會(huì)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng) ● 生態(tài)系統(tǒng)和生物系統(tǒng) 被控對象 輸入 輸出 圖 被控對象 控制： 通俗地說， 控制 就是 使 被控對象 按照我們預(yù)定的方式工作 被控對象 :有什么共同的特點(diǎn)？ 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)概要 被控對象 :數(shù)學(xué)上怎么來描述？ 被控 對象 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?, , ,x t s t x t v t x t a t? ? ?位置 速度 加速度 微分描述變化： 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)概要 被控對象的基本描述：微分方程 被控 對象 ? ?, , , , , , 0f y y y r r r ?輸出 y(t) 輸入 r(t) 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)概要 求解微分方程，是整個(gè)控制理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) （ 1） （ 2） （ 3） ? ? vtx ??? ? atx ???? ? ? ? 03 ?? txtx?勻速運(yùn)動(dòng) 勻加速運(yùn)動(dòng) 一般運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)概要 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)概要 變化的被控對象 多種多樣 ，這導(dǎo)致了控制理論應(yīng)用的廣泛性，甚至出現(xiàn)了具有哲學(xué)意義的控制論。 例如： 錢老提倡的新三論（控制論、系統(tǒng)論、信息論） 管理中體現(xiàn)的控制論原理，等等 結(jié)論：學(xué)習(xí)本課程益處多多 ! 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)概要 但是！ 只有恰當(dāng)?shù)貙?shí)施了控制，才能得到預(yù)期的響應(yīng)。這是控制系統(tǒng)的核心和難點(diǎn)，也是本課程的主要內(nèi)容。 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)基本概念 ? 被控對象 （部件或系統(tǒng)）：具有因果關(guān)系的物理過程（或工程對象），是指要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程，如宇宙飛船，火炮操瞄裝置、飛機(jī)駕駛系統(tǒng)以及工業(yè)生產(chǎn)的某種過程等。 ? 自動(dòng)控制 ：沒有人 直接 參與的情況下，利用 控制裝置 使 被控對象 的某一 物理量（被控量） 自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。 導(dǎo)論 控制系統(tǒng)基本概念 ? 控制裝置 ：常被歸納成執(zhí)行機(jī)構(gòu)、觀測器等。 ? 反饋 ：把輸出量送回到輸入端并與輸入信號比較的過程。分為負(fù)反饋和正反饋 。 ? 控制系統(tǒng) ：為了達(dá)到 預(yù)期的目標(biāo) （響應(yīng)）而設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng)，它由相互關(guān)聯(lián)的部件組合而成，主要由控制裝置和被控對象組成。 導(dǎo)論 開環(huán)控制與閉環(huán)控制 控制方式（結(jié)構(gòu)）粗略地可以分為兩種： 開環(huán)控制和閉環(huán)控制 執(zhí)行 被控對象 預(yù)期輸出 實(shí)際輸出 圖 （無反饋） 信號的單向傳遞 圖 電風(fēng)扇的控制 電機(jī) （執(zhí)行機(jī)構(gòu)） 風(fēng)扇葉片 （控制對象）
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