1、自动控制原理 Automatic Control Systems,第一章 自动控制概论 1.1 自动控制系统的组成、分类和发展,开环系统,例：直流电动机调速系统,优点：简单 缺点：对扰动没有抑制能力,1.1 自动控制系统的组成、分类和发展,反映了控制量与被控制量相互间的矛盾,动静性能得到提高。,闭环系统：,负反馈：构成按偏差调节的闭环系统,按偏差调节：nub( ug-ub)ud n,例：直流电动机调速系统,1.1 自动控制系统的组成、分类和发展,控制量：ud = K (ug-ub) 偏差信号：ug-ub,1.1 自动控制系统的组成、分类和发展,1 经典控制理论 4050年代形成 SISO系统
2、基于：二战军工技术 目标：反馈控制系统的镇定 基本方法：传递函数，频率法，PID调节器 (频域),2 现代控制理论 6070年代形成 MIMO系统 基于： 冷战时期空间技术，计算机技术 目标：最优控制 基本方法：状态方程 （时域）,控制理论的发展：（工业控制理论）,3 智能控制技术 90年代开始发展专家系统 模糊控制神经网络,4 正在发展的各个领域 自适应控制大系统理论H鲁棒控制非线性控制（微分几何，混沌，变结构）,1.1 自动控制系统的组成、分类和发展,1.2 “自控原理”课程的特点和要求,学习系统的分析方法,了解现代控制理论的基本观点状态空间方法最优控制方法 了解控制系统仿真软件的应用 (
3、 Matlab ),系统稳定性,经典控制论分析系统的方法：,系统的动态和稳态性能,用传递函数分析 用频率特性图分析,第二章数学模型及系统求解,2.2 传递函数与系统结构图,线性系统 满足叠加原理,设单输入单输出线性定常系统:,u(t) 输入量 y(t) 输出量 在零初始条件下:,拉氏变换:,传递函数:,n个,m个,nm,方框图,输入输出模式 参数模型,Y(s)=G(s)U(s),2.2 传递函数与系统结构图,ur,K1,ud,n m,ub,e,i,mL,例：枢控直流电动机调速系统,输入量 ur 输出量 (n),建立数学模型： 由局部（元件） 系统,ud为输入量，为输出量， i、 m中间变量,1
4、，放大器 ud = K1(urub) = K1ue,2, 直流电动机 e = Kem = Kmi,消去中间变量得:,2.2 传递函数与系统结构图,2.2 传递函数与系统结构图,令:,电磁时间常数,机电时间常数,为两输入系统，有叠加原理，设mL = 0 (空载) ：,2.2 传递函数与系统结构图,3, 测速电机 ub =K2,传递函数结构图：子方框图 系统结构图既保留子系统的原貌，又反映系统的结构,2.2 传递函数与系统结构图,传递函数结构图的组成：信号线(变量)，函数方框图， 综合点，分支点,2.2 传递函数与系统结构图,典型环节的传递函数,比例环节 惯性环节（一阶） 振荡环节（二阶） 积分环节 领先滞后环节 延时环节,K,e -s,非线性环节的处理,
