【正文】 入量之間產(chǎn)生偏差時(shí)，消除這種偏差的快慢程度稱為快速性。 單位階躍信號(hào)作用下 ， 穩(wěn)定系統(tǒng)的典型輸出響應(yīng)曲線 圖 113 穩(wěn)定系統(tǒng)的 典型單位階躍響應(yīng)曲線 控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ? 含有大量的矩陣運(yùn)算 Fortan /C 科學(xué)計(jì)算 ? 頻域、時(shí)域分析 ? 控制模型圖形化 ： ?以計(jì)算機(jī)為工具，進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真分析 ? Matatlab軟件 — m文件 算法分析 — 建模、分析和仿真 課后作業(yè)： ? 課本 p23 ? 、 、 、 下星期一交！ 。穩(wěn)定系統(tǒng)的數(shù)學(xué)特征是其輸出量具有非發(fā)散性；反之，系統(tǒng)是不穩(wěn)定系統(tǒng)。同時(shí)把可以進(jìn)行線性化處理的系統(tǒng)或元件特性稱為非本質(zhì)非線性特性。 ? 例如：爐溫、水溫控制系統(tǒng)等 ? 內(nèi)反饋 (自然形成的反饋 ) ? 例如： 4. 反饋控制系統(tǒng)的分類 （ 1） ? 恒值系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)（按參考輸入形式分類） 恒值系統(tǒng) 是指參考輸入量保持常值的系統(tǒng)。從而自動(dòng)控制系統(tǒng)也稱為負(fù)反饋控制系統(tǒng)。 ? 控制器有兩個(gè)輸入量 ： 一個(gè)稱為給定值；另一個(gè)輸入量來(lái)自測(cè)量變送器的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的傳遞方向是從其輸出端回到輸入端，所以稱為反饋信號(hào)。 ? 上圖是 液面 高度自動(dòng)控制系統(tǒng)， 系統(tǒng)由 水箱 、 齒輪減速器、電動(dòng)機(jī)、浮子 和 電位器等 組成。 ? 因此只要出現(xiàn)偏差，就能自動(dòng)糾偏， 用它可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的控制 ,因此 ,它是自動(dòng)控制系統(tǒng)工作的主要方式。 人作為閉環(huán)系統(tǒng)的方框圖 反饋的概念 ? 反饋： 把輸出量送回到系統(tǒng)的輸入端并與輸入信號(hào)比較的過(guò)程 。 驅(qū) 動(dòng) 控 制閥 水 槽輸 入 液 面 H i 輸 出 液 面 H o圖 1－ 3 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)框圖 開(kāi)環(huán)控制的特點(diǎn) ?由于開(kāi)環(huán)控制的特點(diǎn)是控制裝置只按照給定的輸入信號(hào)對(duì)被控制量進(jìn)行單向控制 ， 而不對(duì)控制量進(jìn)行測(cè)量并反向影響控制作用 。 信號(hào)線 方框 信號(hào)線 輸入信號(hào) 輸出信號(hào) 控制系統(tǒng)的基本概念 一般術(shù)語(yǔ)及方框圖 人類自然信息狀態(tài)（不借助任何工具和技術(shù)的原始狀態(tài)） ? 輸入（獲取）：看、聽(tīng)、聞、嘗、感 ? 存儲(chǔ)：大腦 ? 控制：大腦，世間最強(qiáng)大的處理控制器 ? 傳輸：聲音、手勢(shì) ? 輸出（表達(dá)）：語(yǔ)言、手勢(shì)、表情 控制技術(shù)與工具 和人類發(fā)明了機(jī)械和交通技術(shù)和工具一樣（主要是材料和能量技術(shù)），人類也發(fā)明了非常豐富多彩的控制技術(shù)和工具： ? 輸入（獲取） ：望遠(yuǎn)鏡、傳感器（發(fā)展較晚） ? 傳輸： 烽火臺(tái)、旗語(yǔ)、鼓語(yǔ)、郵遞、書籍、交通、電報(bào)、電話、無(wú)線電、電視、 Inter ? 存儲(chǔ)： 結(jié)繩計(jì)數(shù)、文字、繪畫、紙和印刷（非常偉大的發(fā)明，現(xiàn)代技術(shù)很多方面都沒(méi)有超過(guò)它）、照相、錄音、錄像、數(shù)字存儲(chǔ) ? 輸出（表達(dá)）： 文字、繪畫、聲音（音響）、圖形、圖像（顯示技術(shù)）（包括電影電視） ? ★ 處理控制： 算籌、算盤、計(jì)算器、 微處理器、 計(jì)算機(jī) ? ★ 控制理論：經(jīng)典、現(xiàn)代、大系統(tǒng)理論 現(xiàn)象：數(shù)字化控制技術(shù)大潮 ? 世紀(jì)之交的技術(shù)大轉(zhuǎn)移：數(shù)字化大轉(zhuǎn)移 ? 時(shí)間：世紀(jì)之交前后 50年 ? 50年前開(kāi)始， 50年后成熟，信息領(lǐng)域數(shù)字技術(shù)一統(tǒng)天下 ? 目前正是轉(zhuǎn)移的高峰期： ? Inter、計(jì)算機(jī)、數(shù)字錄音、數(shù)據(jù)通訊（目前主干，即將用戶）、數(shù)字電視、數(shù)字廣播、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像、數(shù)字城市、數(shù)字流域、數(shù)字地球 …… ... 數(shù)字化控制、數(shù)字化生存 ? 專家預(yù)言： 50年后，不是數(shù)字的信息產(chǎn)品很難見(jiàn)到（成熟） 數(shù)字化控制技術(shù)大有用武之地！ 控制技術(shù)應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn) 所有應(yīng)用，均基于控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 ? 處理、控制 ? 存儲(chǔ) ? 接口應(yīng)用－輸入、輸出等 ? 還有一個(gè)重要特點(diǎn)： 在于信息量的輸出，不在于能量的獲取。 大系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展和開(kāi)創(chuàng)性階段 。 隨著航天事業(yè)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展 ， 20世紀(jì) 60年代初 ， 在經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)上 ， 以線性代數(shù)理論和狀態(tài)空間分析法為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論迅速發(fā)展起來(lái) 。 ? 二戰(zhàn)期間 （ 19381945年 ） 奈奎斯特 （ ） 提出了頻率響應(yīng)理論 1948年 ， 伊萬(wàn)斯 （ ） 提出了根軌跡法 。例如機(jī)電行業(yè)，機(jī)電一體化的產(chǎn)品。 控制對(duì)象 控制裝置 則是指對(duì)被控制對(duì)象起控制作用的設(shè)備總體。它一般由控制裝置和被控對(duì)象組成 。 控制論為理論基礎(chǔ)，研究機(jī)械工程中廣義系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題；同時(shí)，它又是一種方法論。機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 主講人：車暢 專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課 課程性質(zhì) : 課程特點(diǎn)： 內(nèi)容豐富， 技術(shù)更新快， 緊密聯(lián)系實(shí)際， 應(yīng)用非常廣泛。（測(cè)試技術(shù)課程涉及有） 課外交流聯(lián)系方式 : 授課人 ： 車 暢 辦公室 ： 5教樓 417室 通訊方式： 13689080088 EMAIL : 《 工程控制基礎(chǔ) 》 課程說(shuō)明 教學(xué)目標(biāo)： 1. 對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中存在的問(wèn)題能夠以控制論的觀點(diǎn)和思維 方法進(jìn)行科學(xué)分析，以找出問(wèn)題本質(zhì)和有效的解決方法 2. 如何控制一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)，使之按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，以 達(dá)到預(yù)定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)最佳控制打下基礎(chǔ)。 ?自動(dòng)控制系統(tǒng) ：是指能夠?qū)Ρ豢貙?duì)象的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng) 。 被控制對(duì)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(guò)程例如船舶、柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、鍋爐或熱力過(guò)程等。我國(guó)是 1954年，科學(xué)家錢學(xué)森在美國(guó)運(yùn)用控制理論的思想和方法，用英文出版了 《 工程控制論 》 ，首先把控制論推廣到工程技術(shù)領(lǐng)域。 ? 1895年，數(shù)學(xué)家勞斯（ Routh）和赫爾威茨（ Hurwitz）分別獨(dú)立地提出了高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)，即 Routh和 Hurwitz判據(jù)。 因而在實(shí)際應(yīng)用中有很大局限性 。它是一個(gè)多輸入 、 多輸出 、 多干擾 、 多變量的系統(tǒng) 。 小結(jié) 控制技術(shù)的應(yīng)用范圍廣，與我們的工作、生活密切相關(guān)，在現(xiàn)實(shí)世界中可謂無(wú)處不在，掌握好控制技術(shù)有著非常重要的意義！ 方框圖的有關(guān)概念 ?方框 控制裝置和被控對(duì)象分別用方框表示 ?信號(hào)線 方框的輸入和輸出以及它們之間的聯(lián)接用帶箭頭的信 號(hào)線表示 ?輸入信號(hào) 進(jìn)入方框的信號(hào) ， 控制量 ?輸出信號(hào) 離開(kāi)方框的信號(hào) ， 被控量 注：干擾或者破壞系統(tǒng)預(yù)定性能的輸入信號(hào)稱為擾動(dòng) 。 ? 這種 輸出量對(duì)控制作用沒(méi)有任何影響 ，或者說(shuō) 控制器與控制對(duì)象之間只有單向作用而沒(méi)有反向作用的控制系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)， 框圖 如圖 13所示。 人本身就是一個(gè)具有高度復(fù)雜控制能力的閉環(huán)系統(tǒng) 。