【正文】 給定 裝置 校正 裝置 放大 元件 執(zhí)行 機(jī)構(gòu) 受控 對象 反饋裝置 (測量元件 ) 輸出 c： 反饋控制系統(tǒng)的被控制量，即被控制對象的輸出量； ?閉環(huán)控制 系統(tǒng)的方框圖 被控量 偏差 信號 () 參考 輸入信號 r(t) 調(diào)節(jié)器 (或控制器 ) u(t) 受控系統(tǒng) e(t) c(t) 反饋信號 控制量 擾動 給定 裝置 校正 裝置 放大 元件 執(zhí)行 機(jī)構(gòu) 受控 對象 反饋裝置 (測量元件 ) 比較環(huán)節(jié)： 將參考輸入與主反饋信號進(jìn)行比較的環(huán)節(jié)，它的輸出等于參考輸入與主反饋信號的差值，即偏差 e,比較環(huán)節(jié)又稱為偏差檢測器。 ?閉環(huán)控制 系統(tǒng)的方框圖 被控量 偏差 信號 () 參考 輸入信號 r(t) 調(diào)節(jié)器 (或控制器 ) u(t) 受控系統(tǒng) e(t) c(t) 反饋信號 控制量 擾動 給定 裝置 校正 裝置 放大 元件 執(zhí)行 機(jī)構(gòu) 受控 對象 反饋裝置 (測量元件 ) 控制對象： 被控制的機(jī)器，設(shè)備，過程或系統(tǒng)； ?閉環(huán)控制 系統(tǒng)的方框圖 被控量 偏差 信號 () 參考 輸入信號 r(t) 調(diào)節(jié)器 (或控制器 ) u(t) 受控系統(tǒng) e(t) c(t) 反饋信號 控制量 擾動 給定 裝置 校正 裝置 放大 元件 執(zhí)行 機(jī)構(gòu) 受控 對象 反饋裝置 (測量元件 ) 控制器： 用來對被控制對象施加控制作用的裝置；反饋環(huán)節(jié)：將輸出量轉(zhuǎn)化為主反饋信號的裝置；反饋環(huán)節(jié)中通常含有信號檢測裝置 。 反饋控制系統(tǒng)的組成、名詞術(shù)語和定義 (2) ? 參考 (給定 )輸入 r: 輸入到控制系統(tǒng)中的指令信號； ? (主 )反饋 b: 與輸出成正比或某種函數(shù)關(guān)系且與參考輸入量綱相同的反饋信號； ? 偏差 e: 參考輸入與主反饋之差 ， 即 e=rb。 ? 控制量 u: 從控制器輸出并作用于被控制對象的信號； ? 擾動 n： 來自系統(tǒng)內(nèi)部或外部 ， 對系統(tǒng)輸出產(chǎn)生不利影響的信號； 反饋控制系統(tǒng)的組成、名詞術(shù)語、定義（ 2） ?輸出 c： 反饋控制系統(tǒng)的被控制量，即被控制對象的輸出量； ?比較環(huán)節(jié)： 將參考輸入與主反饋信號進(jìn)行比較的環(huán)節(jié) ， 它的輸出等于參考輸入與主反饋信號的差值 ，即偏差 e,比較環(huán)節(jié)又稱為偏差檢測器 。 ?控制對象： 被控制的機(jī)器，設(shè)備，過程或系統(tǒng)； ?控制器： 用來對被控制對象施加控制作用的裝置；反饋環(huán)節(jié)：將輸出量轉(zhuǎn)化為主反饋信號的裝置；反饋環(huán)節(jié)中通常含有信號檢測裝置 。 3. 反饋控制系統(tǒng)的分類 ? 外反饋 （人為的反饋） ? 為達(dá)到一定的控制目的而有意設(shè)計的反饋。 ? 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)。其任務(wù)是消除或減少擾動信號對系統(tǒng)輸出的影響，使被控制量（即系統(tǒng)的輸出量）保持在給定或希望的數(shù)值上。例如： 隨動系統(tǒng) 是指參考輸入量隨時間任意變化的系統(tǒng)。其任務(wù)是要求輸出量以一定的精度和速度跟蹤參考輸入量，跟蹤的速度和精度是隨動系統(tǒng)的兩項主要性能指標(biāo)。例如： 恒值系統(tǒng) 隨動系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的分類 （ 2） ? 線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)（按照組成系統(tǒng)的元件特性分類） 線性系統(tǒng) 是指構(gòu)成系統(tǒng)的所有元件都是線性元件的系統(tǒng)。其動態(tài)性能可用線性微分方程描述，系統(tǒng)滿足疊加原理。例如： 非線性系統(tǒng) 是指構(gòu)成系統(tǒng)的元件中含有非線性元件的系統(tǒng)。其只能用非線性微分方程描述，不滿足疊加原理。同時把可以進(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。反之，稱之為本質(zhì)非線性，它只能用非線性理論分析研究。例如： 控制系統(tǒng)的分類 （ 3） ? 連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng) （ 按照系統(tǒng)內(nèi)信號的傳遞形式分類 ） 連續(xù)系統(tǒng) 是指系統(tǒng)內(nèi)各處的信號都是以連續(xù)的模擬量傳遞的系統(tǒng) 。 如果系統(tǒng)內(nèi)某處或數(shù)處信號是以脈沖序列或數(shù)碼形式傳遞的系統(tǒng)則稱為 離散系統(tǒng) 。其脈沖序列可由脈沖信號發(fā)生器或振蕩器產(chǎn)生 ， 也可用采樣開關(guān)將連續(xù)信號變成脈沖序列 ， 這類控制系統(tǒng)又稱為采樣控制系統(tǒng)或脈沖控制系統(tǒng) 。 而用數(shù)字計算機(jī)或數(shù)字控制器控制的系統(tǒng)又稱為數(shù)字控制系統(tǒng)或計算機(jī)控制系統(tǒng) 。 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) 1. 穩(wěn)定性 系統(tǒng)在受到擾動作用后自動返回原來的平衡狀態(tài)的能力。如果系統(tǒng)受到擾動作用（系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)外）后，能自動返回到原來的平衡狀態(tài)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。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)。 ?對控制系統(tǒng)的基本要求一般可以歸納為： 穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性， 統(tǒng)稱為系統(tǒng)動態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能。 穩(wěn)定性示意圖（ 112） ? ? 系統(tǒng)穩(wěn)定工作時，系統(tǒng)輸出量與給定輸入量之間產(chǎn)生偏差時，消除這種偏差的快慢程度稱為快速性。 ? ? 準(zhǔn)確性是指在過渡過程結(jié)束以后輸出量與給定的輸入量（或同給定輸入量相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)輸出量）的偏差，它又被稱為靜態(tài)偏差或穩(wěn)態(tài)精度。 指穩(wěn)定系統(tǒng)在完成過渡過程后的穩(wěn)態(tài)輸出偏離希望值的程度 。 開環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差通常與系統(tǒng)的增益或放大倍數(shù)有關(guān) ， 而反饋控制系統(tǒng) （ 閉環(huán)系統(tǒng) ） 的控制精度主要取決于它的反饋深度 。 穩(wěn)態(tài)誤差越小 ， 系統(tǒng)的精度越高 ，它由系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)反映出來 。 系統(tǒng)動、靜態(tài)性能相關(guān)概念 在時域中 ， 常用單位階躍信號作用下 ， 系統(tǒng)輸出的超調(diào)量 ?p ,上升時間 Tr,峰值時間 Tp,過渡過程時間 （ 或調(diào)整時間 ） Ts和振蕩次數(shù) N等特征量表示 。 單位階躍信號作用下 ， 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)的計算機(jī)輔助設(shè)計 ? 含有大量的矩陣運算 Fortan /C 科學(xué)計算 ? 頻域、時域分析 ? 控制模型圖形化 ： ?以計算機(jī)為工具，進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真分析 ? 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！