【正文】 統(tǒng)不平衡狀態(tài)下的特性，現(xiàn)時輸出還由受其以前輸入的歷史的影響，一般以微分方程或差分方程描述。對于機械系統(tǒng)，其輸入和輸出分別稱為 “激勵 ”和 “響應 ”。2)系統(tǒng)確定并已知時，對系統(tǒng)施加何種輸入，能使系統(tǒng)實現(xiàn)預期的響應。第一章 緒論系統(tǒng)框圖如下 : 系統(tǒng)的層次性和相對性：系統(tǒng)的組成元素也可以是一個系統(tǒng)（子系統(tǒng)），整個系統(tǒng)又可以是更上一層系統(tǒng)的組成元素。 例 .[鋼鐵軋制 ]:軋出厚度一致的高精度鐵板存在溫度控制 ,生鐵成分控制 ,厚度控制 ,張力控制 ,等等。大系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展和開創(chuàng)性階段。1956年龐特里雅金（ ）提出極大值原理216。 應該指出的是，反饋控制是一種最基本最重要的控制方式，引入反饋信號后，系統(tǒng)對來自內部和外部干擾的響應變得十分遲鈍，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和控制精度。216。所 謂 自 動 控制指的是在 沒 有人直接 參與 的情 況 下，利用控制器自 動調節(jié) 和控制機器設備 或生 產(chǎn)過 程的工作 狀 態(tài) ，使之保持不變 或按 預 定的 規(guī) 律 變 化 這樣 一 種 現(xiàn) 象，叫做自 動 控制。成績主要由平時成績、作業(yè)成績和考試成績三部分組成。第一章 緒論機械工程控制基礎 主講人 :鐘金豹 內蒙古科技大學機械工程學院第一章 緒論 專業(yè)技術基礎課 (選修）課程性質 :服務對象 : 大學機電類專業(yè)課程特點 ： 內容豐富，技術更新快，緊密聯(lián)系實際，應用非常廣泛。每項說明如下：：到課率、遲到早退情況、回答問題情況、上課情況等。第一章 緒論補充知識 自動控制理論的發(fā)展 自動控制理論是研究自動控制共同規(guī)律的技術科學。 1895年，數(shù)學家勞斯（ Routh）和赫爾威茨（ Hurwitz）分別獨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)。與此同時，反饋作用又帶來了系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，正是這個曾一度困擾人們的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題激發(fā)了人們對反饋控制系統(tǒng)進行深入研究的熱情，推動了自動控制理論的發(fā)展與完善。1960年卡爾曼（ )提出多變量最優(yōu)控制和最優(yōu)濾波理論 在數(shù)學工具、理論基礎和研究方法上不僅能提供系統(tǒng)的外部信息（輸出量和輸入量），而且還能提供系統(tǒng)內部狀態(tài)變量的信息。 第一章 緒論智能控制 是近年來新發(fā)展起來的一種控制技術，是人工智能在控制上的應用。 自動控制 :在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱為控制裝置或控制器），使機器、設備或生產(chǎn)過程（通稱被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動地按照預定的規(guī)律運行。 廣義系統(tǒng)：具備系統(tǒng)要素的一切事物或對象，如機器系統(tǒng)、生命系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、思維、學習等。3)對于確定的輸入，系統(tǒng)應具有什么特性，才能使系統(tǒng)實現(xiàn)預期的響應 。 第一章 緒論系統(tǒng)模型: 模型是研究系統(tǒng)、認識系統(tǒng)與描述系統(tǒng)、分析系統(tǒng)的一種工具。例 :可見書 P6圖 。系統(tǒng)方框圖及其組成 系統(tǒng)方框圖由許多對信號（量）進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)與外界之間進行信息交換的過程。 與要求的溫度（給定值）進行比較，得到溫度 偏差的大小和方向第一章 緒論216。系統(tǒng)功能框圖如下所示 ：第一章 緒論給定信號電壓功率放大器控制電機減速器調壓器恒溫箱(控制對象 )熱電偶?u1u2?u ua n v u溫度 t(被控量)擾動恒溫箱自動控制系統(tǒng)功能框圖從恒溫箱控制系統(tǒng)功能框圖可見 ：216。返回的全部或部 分輸出信號稱為 反饋信號 。稱為 反饋控制系統(tǒng) 。 開環(huán)控制系統(tǒng)特點 ： 系統(tǒng)僅受輸入量和擾動量控制；輸出端 和輸入端之間不存在反饋回路；輸出量 在整個控制過程中對系統(tǒng)的控制不產(chǎn)生 任何影響。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)特點 ： 反饋信號通過系統(tǒng)內部的中間信號獲得。 比較元件 對給定信號和反饋信號進行比較，產(chǎn)生偏差信號； 216。第一章 緒論輸出變化規(guī)律分類216。 隨動系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）輸入量的變化規(guī)律不能預先確知，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，準確地復現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律。 第一章 緒論 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)216。 溫度、壓力、位置等控制系統(tǒng)第一章 緒論七、對控制系統(tǒng)的基本要求穩(wěn)定性 系統(tǒng)動態(tài)過程的振蕩傾向及其恢復平衡狀態(tài)的能力。快速性表征系統(tǒng)的動態(tài)性能。第一章 緒論l 1895年： A. Hurwifz提出赫爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)。 建立控制對象的數(shù)學模型（線性化模型）216。 控制系統(tǒng)的時域分析216。在使用熱水時，水箱中流出熱水并補充冷水。 若系統(tǒng)收到擾動使液面升高，則浮子相應升高，通過杠桿作用使電位器滑動觸點下移，給電動機提供一定的控制電壓，驅動電動機通過減速器減小閥門開度，使輸入流量減小，液位下降，直到電位器滑動觸點回到中間位置，液面恢復給定高度；第一章 緒論 若系統(tǒng)收到擾動使液面下降，則系統(tǒng)會自動加大閥門開度，使輸入流量增加，液面恢復到給定高度。 記錄筆的實際位移 Lo為輸出，與電壓信號 Ui對應的理想位移Li=Kui為輸入。 記錄筆的實際位移 Lo通過帶動電位器 R2的滑塊，使橋式電路輸出電壓 Ub進行測量，于是在放大器兩端形成偏差電壓信號 ue=uiub，利用的大小和正負對記錄筆的位置進行控制。與此同時，與大門連在一起的電位器滑動觸頭上移，直至橋路達到平衡（ u1＝ u2），電機停止轉動，大門開啟。解： 在電熱水器系統(tǒng)中，水箱內的水溫需要控制，即水箱為被控對象。 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析216。 選擇控制方案（開環(huán) /閉環(huán)；線性 /非線性等）216。l 1945年： H. W. Bode提出反饋放大器的一般設 計方法l 1948年： N. Wiener發(fā)表 《 控制論 》 ，標志經(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，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，進一步充 實了經(jīng)典控制論；第一章 緒論l 1954年：錢學森發(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，主要分析和研 究多輸入 多輸出 ( MIMO )、時變、非線性等 系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)濾波、系統(tǒng)辨識、自適 應控制、智能控制等問題；控制理論研究的重 點開始由頻域移到從本質上說是時域的狀態(tài)空 間方法。 不同性質的控制系統(tǒng)，對穩(wěn)定性、精確性和快 速性要求各有側重。穩(wěn)定性是控制系統(tǒng)正常工作的先決條件。216。 按系統(tǒng)中傳遞信