【正文】 智能控制是從 “仿人 ”的概念出發(fā)的。 自動(dòng)控制 :在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱為控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程（通稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行?？刂普摻?jīng)濟(jì)學(xué)社會(huì)學(xué)生物學(xué)工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)控制論社會(huì)控制論生物控制論工程控制論機(jī)械工程 機(jī)械工程控制論共同的本質(zhì)特點(diǎn)：通過信息的傳遞、處理與反饋進(jìn)行控制。 廣義系統(tǒng)：具備系統(tǒng)要素的一切事物或?qū)ο螅鐧C(jī)器系統(tǒng)、生命系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、思維、學(xué)習(xí)等。例 .彈簧－質(zhì)量－阻尼單自由度系統(tǒng)。3)對(duì)于確定的輸入，系統(tǒng)應(yīng)具有什么特性，才能使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的響應(yīng) 。工程控制論的內(nèi)容可歸納為如下 5個(gè)方面：（ 1）已知系統(tǒng)和輸入，求系統(tǒng)的輸出，即系統(tǒng)分析問題； （ 2）已知系統(tǒng)和系統(tǒng)的理想輸出，設(shè)計(jì)輸入，即最優(yōu)控制問題； （ 3）已知輸入和理想輸出時(shí)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)，即最優(yōu)設(shè)計(jì)問題； （ 4）輸出已知，確定系統(tǒng)，以識(shí)別輸入或輸入中的有關(guān)信息，此即濾波與預(yù)測(cè)問題； （ 5）已知系統(tǒng)的輸入和輸出，求系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)，即系統(tǒng)辨識(shí)問題。 第一章 緒論系統(tǒng)模型: 模型是研究系統(tǒng)、認(rèn)識(shí)系統(tǒng)與描述系統(tǒng)、分析系統(tǒng)的一種工具。動(dòng)態(tài)模型在一定的條件下可以轉(zhuǎn)換成靜態(tài)模型。例 :可見書 P6圖 。它是系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)元素之間相互耦合的結(jié)果。系統(tǒng)方框圖及其組成 系統(tǒng)方框圖由許多對(duì)信號(hào)（量）進(jìn)行單向傳遞的元件方框和一些連線組成，表征了系統(tǒng)各元件之間及系統(tǒng)與外界之間進(jìn)行信息交換的過程。 　 　 元件方框：方框中寫入元、部件的名稱，進(jìn)入箭頭表示其輸入信號(hào)；引出箭頭表示其輸出信號(hào)。 與要求的溫度（給定值）進(jìn)行比較，得到溫度 偏差的大小和方向第一章 緒論216。恒溫箱實(shí)際溫度由熱電偶轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓 u2 216。系統(tǒng)功能框圖如下所示 ：第一章 緒論給定信號(hào)電壓功率放大器控制電機(jī)減速器調(diào)壓器恒溫箱(控制對(duì)象 )熱電偶?u1u2?u ua n v u溫度 t(被控量)擾動(dòng)恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)功能框圖從恒溫箱控制系統(tǒng)功能框圖可見 ：216。 被控制量位于系統(tǒng)的輸出端，稱為 系統(tǒng)輸出量 。返回的全部或部 分輸出信號(hào)稱為 反饋信號(hào) 。用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得 輸出量維持期望的輸出。稱為 反饋控制系統(tǒng) 。第一章 緒論六、系統(tǒng)的分類及對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求開環(huán)控制與閉環(huán)控制實(shí)際的控制系統(tǒng)根據(jù)有無反饋?zhàn)饔每煞譃槿悾?16。 開環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn) ： 系統(tǒng)僅受輸入量和擾動(dòng)量控制；輸出端 和輸入端之間不存在反饋回路；輸出量 在整個(gè)控制過程中對(duì)系統(tǒng)的控制不產(chǎn)生 任何影響。 閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn) ： 輸出端和輸入端之間存在反饋回路，輸 出量對(duì)控制過程有直接影響。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn) ： 反饋信號(hào)通過系統(tǒng)內(nèi)部的中間信號(hào)獲得。 反饋元件 測(cè)量被控制量（輸出量），產(chǎn)生反饋信號(hào)。 比較元件 對(duì)給定信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號(hào)； 216。 校正元件 用以改善系統(tǒng)控制質(zhì)量的裝置。第一章 緒論輸出變化規(guī)律分類216。216。 隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）輸入量的變化規(guī)律不能預(yù)先確知，其控制要求是輸出量迅速、平穩(wěn)地跟隨輸入量的變化，并能排除第一章 緒論各種干擾因素的影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化規(guī)律。連續(xù)控制系統(tǒng)通常采用微分方程描述。 第一章 緒論 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)216。用非線性微分方程來表述。 溫度、壓力、位置等控制系統(tǒng)第一章 緒論七、對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求穩(wěn)定性 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過程的振蕩傾向及其恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定性由控制系統(tǒng)內(nèi)部儲(chǔ)能元件的能量不可能突變所產(chǎn)生的慣性滯后作用所導(dǎo)致。快速性表征系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性、快速性相互制約，應(yīng) 根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。第一章 緒論l 1895年： A. Hurwifz提出赫爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)。 控制系統(tǒng)性能分析動(dòng)態(tài)性能：過渡過程分析、穩(wěn)定性分析等穩(wěn)態(tài)性能：控制精度（穩(wěn)態(tài)誤差）216。 建立控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型（線性化模型）216。 全系統(tǒng)性能分析、仿真216。 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析216。 （ 2）分清系統(tǒng)的輸入量、輸出量。在使用熱水時(shí)，水箱中流出熱水并補(bǔ)充冷水。第一章 緒論當(dāng) To=Ti時(shí)，水箱的實(shí)際水溫經(jīng)測(cè)溫元件檢測(cè)，并將實(shí)際水溫轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)，與溫控開關(guān)預(yù)先設(shè)定的信號(hào)進(jìn)行比較而得到的偏差為零，此時(shí)電加熱器不工作，水箱中的水溫保持在希望的溫度上。 若系統(tǒng)收到擾動(dòng)使液面升高，則浮子相應(yīng)升高，通過杠桿作用使電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)下移，給電動(dòng)機(jī)提供一定的控制電壓，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過減速器減小閥門開度，使輸入流量減小，液位下降，直到電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)回到中間位置，液面恢復(fù)給定高度；第一章 緒論 若系統(tǒng)收到擾動(dòng)使液面下降，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加大閥門開度，使輸入流量增加，液面恢復(fù)到給定高度。由于系統(tǒng)不是直接測(cè)量軋輥處厚度，而是相距 d 處的厚度，因此系統(tǒng)存在測(cè)量延遲，延遲時(shí)間 ?=d/v。 記錄筆的實(shí)際位移 Lo為輸出，與電壓信號(hào) Ui對(duì)應(yīng)的理想位移Li=Kui為輸入。 這樣，再配合勻速走紙機(jī)構(gòu)，就能在紙上記錄出電壓信號(hào)的波形。 記錄筆的實(shí)際位移 Lo通過帶動(dòng)電位器 R2的滑塊，使橋式電路輸出電壓 Ub進(jìn)行測(cè)量，于是在放大器兩端形成偏差電壓信號(hào) ue=uiub，利用的大小和正負(fù)對(duì)記錄筆的位置進(jìn)行控制。試說明其工作原理，并繪制其控制方框圖。與此同時(shí)，與大門連在一起的電位器滑動(dòng)觸頭上移，直至橋路達(dá)到平衡（ u1＝ u2），電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，大門開啟。于是電源接通，電加熱器開始對(duì)水箱內(nèi)的水進(jìn)行加熱，使水溫上升，直到 To=Ti時(shí)為止。解： 在電熱水器系統(tǒng)中，水箱內(nèi)的水溫需要控制，即水箱為被控對(duì)象。（ 4）按信息流動(dòng)的方向?qū)⒏鱾€(gè)環(huán)節(jié)用元件方框和連線連接起來第一章 緒論例 。 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析216。 試驗(yàn)驗(yàn)證第一章 緒論l 本課程主要內(nèi)容介紹經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)，包括：216。 選擇控制方案（開環(huán) /閉環(huán)；線性 /非線性等）216?？刂葡到y(tǒng)的性能分析和設(shè)計(jì)通常是交替進(jìn)行的。l 1945年： H. W. Bode提出反饋放大器的一般設(shè) 計(jì)方法l 1948年： N. Wiener發(fā)表 《 控制論 》 ，標(biāo)志經(jīng)典 控制理論基本形成；經(jīng)典控制理論以傳遞函數(shù) 為基礎(chǔ)，主要研究單輸入 — 單輸出（ SISO）系 統(tǒng)的分析和控制問題； l 1950年： W. R. Evans提出根軌跡法，進(jìn)一步充 實(shí)了經(jīng)典控制論；第一章 緒論l 1954年：錢學(xué)森發(fā)表 《 工程控制論 》 ； l 50年代末 60年代初：現(xiàn)代控制理論形成；現(xiàn)代 控制理論以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，主要分析和研