控制系統(tǒng)的基本概念(參考版)
2025-05-17 22:15本頁面
【正文】 返回總目錄 。 縱觀控制工程發(fā)展歷程，它是與控制理論、計算機技術(shù)、 現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展息息相關(guān)的。特別是 近十幾年來，在計算機技術(shù)和現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)高速發(fā)展的推動下， 現(xiàn)代控制理論在最優(yōu)濾波、系統(tǒng)辨識、自適應(yīng)控制、智能控制等 方面又有重大進展。 維納發(fā)表著名的控制論 馬克斯威爾首先提出反饋控制的概念 瓦特發(fā)明蒸汽機飛球調(diào)速器 子計算機技術(shù)的成熟，控制理論發(fā)展到了一個新的階段，產(chǎn)生了 現(xiàn)代控制理論。 1948年 威納 （ ）發(fā)表了著名的 《 控制 論 》 ，從而基本上形成了經(jīng)典控制理論，使控制工程有了扎實的 理論支撐。 銅壺滴漏計時器 用于測定天體的赤道坐標(biāo)、黃道經(jīng)度和地平坐標(biāo)的渾儀 二次世界大戰(zhàn)前，控制系統(tǒng)的設(shè)計因缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo)而 多采用 試湊法 。即使從 1788年瓦特（ ）發(fā)明蒸汽機飛球調(diào)速器算起，控制工程也已有了二百多年的歷史。它的理論基礎(chǔ)是 工程控制論 。例如，調(diào)速系統(tǒng)對穩(wěn)定性要求 較嚴(yán)格，而隨動系統(tǒng)則對快速性提出較高 的要求?？焖傩院玫南到y(tǒng)，它消除偏差的過渡過程時間就短，就能復(fù)現(xiàn)快速變化的輸入信號，因而具有較好的動態(tài)性能。如 數(shù)控機床的加工誤差小于 mm，一般恒速、恒溫控制系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)誤差都在給定值的 1%以內(nèi)。所 謂穩(wěn)態(tài)誤差是指以一定變化規(guī)律的輸入信號作用于系統(tǒng)后，當(dāng)調(diào) 整過程結(jié)束而趨于穩(wěn)定時，輸出量的實際值與期望值之間的誤差 值，它反映了動態(tài)過程后期的性能。 穩(wěn)定性 乃是保證 控制系統(tǒng)正常工作的先決條件。穩(wěn)定性就是指系統(tǒng)動態(tài)過程的振蕩傾向及其恢復(fù)平 衡狀態(tài)的能力。 多自由度控制器、機器人等都是隨動系統(tǒng) 。 由于連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)的信號形式有較大區(qū)別， 因此在分析方法上也有明顯的不同。 2．離散控制系統(tǒng) 系統(tǒng)中某一處或數(shù)處的信號是脈沖序列或數(shù)字量傳遞的系統(tǒng) 稱為離散控制系統(tǒng)（也稱數(shù)字控制系統(tǒng)）。連續(xù)控制系統(tǒng)又有線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)之分。因此，這是一個隨動（伺服）系統(tǒng)。當(dāng)閥 心偏離中位，例如向前伸出時，節(jié)流口 4保持關(guān)閉，節(jié)流口 3打開，壓力油經(jīng)節(jié)流口 3進入液壓缸前腔，而其后腔的油液經(jīng) 節(jié)流口 1流回油箱，缸體帶動刀具向前運動；同樣，當(dāng)閥心偏離 中位向后收縮時，節(jié)流口 3關(guān)閉， 4打開，壓力油經(jīng)節(jié)流 口 2進入液壓缸后腔，而缸前腔的油液則經(jīng)節(jié)流口 4流回油箱， 缸體帶動刀具向后運動。 圖 液壓仿形車床工作原理圖 圖 。當(dāng)輸入量發(fā)生 變化時，則要求輸出 量迅速而平穩(wěn)地跟隨 著變化，且能排除各 種干擾因素的影響， 準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)控制信號 的變化規(guī)律（此即伺 服的含義）。 圖 程序控制系統(tǒng) a) 上圖為開環(huán)控制 b) 下圖為閉環(huán)控制 3．隨動系統(tǒng) 隨動系統(tǒng)在工業(yè)部門又稱 伺服系統(tǒng) 。
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