【正文】 當(dāng) uiub時(shí)，偏差 ue為正，該信號(hào)經(jīng)放大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)，進(jìn)而使記錄筆及滑塊正向移動(dòng)，此時(shí)偏差 ue逐漸減小，直至為 0；第一章 緒論 反之，當(dāng) uiub時(shí)，偏差 ue為負(fù)，記錄筆及滑塊負(fù)向移動(dòng)，直至 ue為 0。第一章 緒論解：為了記錄電壓信號(hào)，記錄筆的位移需要進(jìn)行控制，因此，記錄筆為控制對(duì)象。反之，合上關(guān)門開關(guān)時(shí)，電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)絞盤使大門關(guān)閉；開、關(guān)門位置 電位器 放大器 電動(dòng)機(jī) 絞盤 大門實(shí)際位置第一章 緒論例 分析圖示鋼板厚度控制系統(tǒng)工作原理并繪 制系統(tǒng)功能框圖放大器 1放大器 2厚度檢測(cè)器減速器直線執(zhí)行器ua?uu1u3u2vbda鋼板第一章 緒論解： 穩(wěn)態(tài)給定電壓 u1比例于被軋鋼板要求的厚度；厚度檢測(cè)器輸出 u2比例于軋制后鋼板的厚度， u2放大后得到 u3并與 u1比較得到偏差信號(hào)； 若系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)后由于擾動(dòng)致厚度加大，則偏差小于零，偏差放大后控制電機(jī)通過減速器直線執(zhí)行器減小軋棍間距離；反之，加大軋棍間距離，實(shí)現(xiàn)厚度的閉環(huán)調(diào)節(jié)。系統(tǒng)控制方框圖如下圖所示：第一章 緒論例 分析圖示液位自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理并繪 制系統(tǒng)功能框圖 節(jié)流閥節(jié)流閥 H(t)放大器+E+E.電動(dòng)機(jī)減速器第一章 緒論解： 電位器滑動(dòng)觸點(diǎn)位于中間位置，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，閥門保持原有開度，水箱中流入水量與流出水量相等，液面保持在希望的高度。水的實(shí)際溫度是被控制量，或稱為系統(tǒng)的輸出量，輸入量為用戶希望的溫度（給定值），由于放出熱水并注入冷水或水箱散熱等原因而使水箱內(nèi)水溫下降成為該系統(tǒng)的主要干擾。為了保持希望的溫度，由溫控開關(guān)接通或斷開電加熱器的電源。 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和校正第一章 緒論十、習(xí)題自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖的繪制步驟 (重點(diǎn)掌握 )：（ 1）分析控制系統(tǒng)的工作原理，找出被控對(duì)象。 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立216。 選擇性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)控制器216。第一章 緒論控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)一般包括：216。 第一章 緒論l 1956年：蓬特里亞金（ Pontryagin）提出極大 值原理l 1957年： R. I. Bellman提出動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論l 1960年： R. E. Kalman提出卡爾曼濾波理論l 1960～ 1980年：確定性系統(tǒng)的最優(yōu)控制、隨機(jī) 系統(tǒng)的最優(yōu)控制、復(fù)雜系統(tǒng)的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí) 控制l 1980迄今：魯棒控制、 H?控制、非線性控制、 智能控制等第一章 緒論九、本課程的任務(wù)及主要內(nèi)容l 本課程的任務(wù)216。l 1892年： A. M. Lyapunov提出李雅普諾夫穩(wěn)定 性理論。216。 快速性 輸出量和輸入量產(chǎn)生偏差時(shí)，系統(tǒng)消除這種偏差的快慢程度。 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所決定，與外界因素?zé)o關(guān)。 機(jī)械、電氣、機(jī)電、液壓、氣動(dòng)、熱力等控制系統(tǒng)216。 非線性系統(tǒng)系統(tǒng)中有非線性元件，輸入輸出間不具有疊加性和均勻性性質(zhì)。離散控制系統(tǒng)通常采用差分方程描述。 連續(xù)控制系統(tǒng)系統(tǒng)中各部分傳遞的信號(hào)為隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。216。 如：恒溫箱控制、電網(wǎng)電壓、頻率控制等。實(shí)際的控制系統(tǒng)中， 擾動(dòng) 總是不可避免的，擾動(dòng)分為 內(nèi)部擾動(dòng)和 外部擾動(dòng) ，但在控制系統(tǒng)中，擾動(dòng)集中表現(xiàn)在控制量與被控量的偏差上，因此，可以將控制系統(tǒng)的擾動(dòng)等效為對(duì)控制對(duì)象的干擾。 執(zhí)行元件 直接對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行操縱的元件；如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等； 216。216。第一章 緒論216。 控制器 對(duì)象或過程輸入量 輸出量測(cè)量元件閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖反饋量216。第一章 緒論缺點(diǎn) ： 精度通常較低、無自動(dòng)糾偏能力控制器 對(duì)象或過程輸入量 輸出量開環(huán)控制系統(tǒng)框圖216。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)第一章 緒論216。負(fù)反饋控制是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制最基本的方法。 這種基于反饋原理，能對(duì)輸出量與參考輸入量進(jìn)行比較，并力圖保持兩者之間既定關(guān)系的系統(tǒng)。將輸出量的實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比 較得出偏差； 216。 輸出量的返回過程稱為 反饋 。216。當(dāng)溫度偏高時(shí)，動(dòng)觸頭向減小電流的方向 運(yùn)動(dòng)，反之加大電流，直到溫度達(dá)到給定值為 止，此時(shí)，偏差 ?u＝ 0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。大腦 手 調(diào)壓器 恒溫箱眼睛實(shí)際溫度期望溫度人工控制恒溫箱系統(tǒng)功能框圖溫度計(jì)第一章 緒論加熱電阻絲~220V調(diào)壓器熱電偶給定信號(hào)比較 電壓放大器功率放大器執(zhí)行電動(dòng)機(jī)減速器u2u1++?u恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)例：第一章 緒論恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理：216。 觀測(cè)恒溫箱內(nèi)的溫度（被控制量）216。 “+”表示信號(hào)相加； “”表示信號(hào)相減。內(nèi)反饋是系統(tǒng)內(nèi)部的信息交互，反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。 內(nèi)反饋：在系統(tǒng)或過程中存在的各種自然形成的反饋，稱為內(nèi)反饋。第一章 緒論 動(dòng)態(tài)模型反映系統(tǒng)在迅變載荷或在系統(tǒng)不平衡狀態(tài)下的特性，現(xiàn)時(shí)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。而數(shù)學(xué)模型又包括靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)，其輸入和輸出分別稱為 “激勵(lì) ”和 “響應(yīng) ”。當(dāng)初態(tài)不為 0時(shí)，即使無輸入，系統(tǒng)的狀態(tài)也不斷改變，這就是自由運(yùn)動(dòng)。2)系統(tǒng)確定并已知時(shí)，對(duì)系統(tǒng)施加何種輸入，能使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的響應(yīng)。　　這一過程中， 系統(tǒng) 及其 輸入 、 輸出 三者之間的 動(dòng)態(tài)關(guān)系 即為系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問題。第一章 緒論系統(tǒng)框圖如下 : 系統(tǒng)的層次性和相對(duì)性：系統(tǒng)的組成元素也可以是一個(gè)系統(tǒng)（子系統(tǒng)），整個(gè)系統(tǒng)又可以是更上一層系統(tǒng)的組成元素?？刂迫兀罕豢貙?duì)象、控制目標(biāo)、控制裝置控制論強(qiáng)調(diào)：1)所研究的對(duì)象是一個(gè)系統(tǒng)；2)系統(tǒng)在不斷地運(yùn)動(dòng)（經(jīng)歷動(dòng)態(tài)歷程、包括內(nèi)部狀態(tài)和外部行為）；3)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的條件是外因（外界的作用：輸入、干擾）4)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的根據(jù)是內(nèi)因（系統(tǒng)的固有特性）第一章 緒論控制論與其它學(xué)科結(jié)合，形成眾多的分支學(xué)科。 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。智能控制是驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器自主地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過程，對(duì)自主機(jī)器人的控制就是典型的例子而環(huán)境的復(fù)雜性則表現(xiàn)為變化的不確定性和難以辨識(shí)。大系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展和開創(chuàng)性階段。如（ 1）現(xiàn)代頻域方法 以傳遞函數(shù)矩陣為數(shù)學(xué)模型，研究線性定常多變量系統(tǒng)；（ 2）自適應(yīng)控制理論和方法 以系統(tǒng)辨識(shí)和參數(shù)估計(jì)為基礎(chǔ)，在實(shí)時(shí)辨識(shí)基礎(chǔ)上在線確定最優(yōu)控制規(guī)律；（ 3）魯棒控制方法 在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和其它性能基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)不變的魯棒控制器，以處理數(shù)學(xué)模型的不確定性。1956年龐特里雅金（ ）提出極大值原理216。因而在實(shí)際應(yīng)用中有很大局限性。 應(yīng)該指出的是，反饋控制是一種