控制工程基础-第1章

控制工程基础,自动控制原理

控制工程基础

北京科技大学信息工程学院自动化系

2011年11月13日7时16分

北京科技大学信息工程学院自动化系

控制工程基础,自动控制原理

教材与主要参考书1、田作华、陈学中、翁正新.工程控制基础， 、田作华、陈学中、翁正新 工程控制基础 工程控制基础， 北京：科学出版社， 北京：科学出版社，2005 2、刘豹.现代控制理论(第三版),北京：机 、刘豹 现代控制理论(第三版),北京： 现代控制理论 ),北京 械工业出版社， 械工业出版社，2006 3、吴麒.自动控制原理 3、吴麒.自动控制原理-上、下册(第二版), 自动控制原理-上 下册(第二版), 北京：清华大学出版社， 北京：清华大学出版社，2006 4、董景新 控制工程基础，北京：清华大学出 控制工程基础， 、董景新.控制工程基础 北京： 版社， 版社，2006

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1、绪论1.1 课程介绍 1.2 自动控制理论与技术的产生与发展 1.3 控制系统的基本概念和原理 1.4 控制系统的组成和基本环节 1.5 自动控制系统的分类 1.6自动控制系统基本要求 自动控制系统基本要求2011年11月13日7时16分 北京科技大学信息工程学院自动化系 3

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本章学习要点了解自动控制的起源和发展； 了解自动控制的起源和发展； 了解闭环控制系统的组成和基本环节； 了解闭环控制系统的组成和基本环节； 了解反馈控制的工作原理； 了解反馈控制的工作原理； 掌握反馈控制系统的基本要求； 掌握反馈控制系统的基本要求； 掌握相应的概念及技术术语； 掌握相应的概念及技术术语；

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1.1 课程介绍 自动控制技术是人类在认识世界和发明创新的过程中 发展起来的一门重要的科学技术。依靠它， 发展起来的一门重要的科学技术。依靠它，可以完成 许多人类自身无法完成的工作，对于提高精度、质量、 许多人类自身无法完成的工作，对于提高精度、质量、 性能及效率起到关键性的作用。同时还可以使人类从 性能及效率起到关键性的作用。 笨重、重复性的劳动中解放出来， 笨重、重复性的劳动中解放出来，从事更富创造性的 工作 自动控制技术是当代发展迅速，应用广泛，最引人瞩 自动控制技术是当代发展迅速，应用广泛， 目的高新技术之一， 目的高新技术之一，是推动新的技术革命和新的产业 革命的关键技术。 革命的关键技术。 自动控制理论则是研究自动控制共同规律的技术科学。 自动控制理论则是研究自动控制共同规律的技术科学。 控制工程基础是一门专业基础课程，主要介绍系统的 控制工程基础

是一门专业基础课程，主要介绍系统的 建立、分析与设计等基本理论及方法的课程 等基本理论及方法的课程； 建立、分析与设计等基本理论及方法的课程；是本学 科的技术基础课。 科的技术基础课。

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1.1 课程介绍过程控制 通讯技术 电力电子技术 计算机技术

自动控制原理

自动控制理论现代控 制理论

古典控 制理论

复变函数2011年11月13日7时16分

积分变换

微积分

线性代数6

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1.2 自动控制技术的产生与发展自动控制理论的发展大致经历了以下几个过程： 自动控制理论的发展大致经历了以下几个过程： 萌芽阶段：如果要追朔自动控制技术的发展历史, 一、 萌芽阶段：如果要追朔自动控制技术的发展历史 早在两千年前中国就有了自动控制技术的萌芽。 早在两千年前中国就有了自动控制技术的萌芽。1. 两千年前我国发明的 指南车， 指南车，就是一种开 环自动调节系 统。

指 南 车

水 运 仪 象 台2011年11月13日7时16分

2. 公元1086-1089年 公元1086 1089年 1086- 北宋哲宗元祐初年), (北宋哲宗元祐初年), 我国发明的水运仪象台 水运仪象台， 我国发明的水运仪象台， 就是一种闭环自动调节系 统。北京科技大学信息工程学院自动化系 7

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1.2 自动控制技术的产生与发展二、 起步阶段 随着科学技术与工业生 产的发展，到十八世纪， 产的发展，到十八世纪， 自动控制技术逐渐应用到 现代工业中。 现代工业中。其中最卓越 的代表是瓦特 J.Watt) 瓦特( 的代表是瓦特(J.Watt) 发明的蒸汽机离心调速器， 发明的蒸汽机离心调速器， 加速了第一次工业革命的 步伐。 步伐。

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1.2 自动控制技术的产生与发展1895年劳斯(Routh) 1895年劳斯(Routh)与赫尔 年劳斯 维茨(Hurwitz) 维茨(Hurwitz)针对高阶微分 方程描述的更复杂的系统,提出 方程描述的更复杂的系统, 了两个著名的稳定性判据：劳 了两个著名的稳定性判据： 赫尔维茨判据和赫尔维茨 斯—赫尔维茨判据和赫尔维茨 赫尔维茨判据和 判据。 判据。基本上满足了二十世纪 初期控制工程师的需要。 初期控制工程师的需要。赫尔维茨(Hurwitz) 赫尔维茨(Hurwitz)

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1.2 自动控制技术的产生与发展美国福特(Ford Motor)汽车公司建成最 美国福特(Ford Motor)汽车公司建成最 早的汽车装配流水线(1913) 早的汽车装配流水线(1913) 美国N. Minorsky研制出用于船舶驾驶的 美国N. Minorsky研制

出用于船舶驾驶的 PID控制方法 伺服结构，提出PID控制方法( 伺服结构，提出PID控制方法(1922) 美国MIT的Vannevar Bush研制成第一台大型模拟计算 Bush研制成第一台大型模拟计算 美国MIT的 MIT 机(Differential Analyzer)(1928) Analyzer)(1928)

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1.2 自动控制技术的产生与发展美国H.S. Black提出放大器性能的负反馈方法 提出放大器性能的负反馈方法(Negative 美国H.S. Black提出放大器性能的负反馈方法(Negative Feedback Amplifier) (1927)

H. S. Black

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1.2 自动控制技术的产生与发展三 经典控制理论阶段 由于第二次世界大战需 要控制系统具有准确跟踪与 补偿能力，1932年奈奎斯特 补偿能力，1932年 H.Nyquist) (H.Nyquist)提出了频域 内研究系统的频率响应法， 内研究系统的频率响应法， 为具有高质量的动态品质和 静态 准确度的军用控制系 统提供了所需的分析工具。 统提供了所需的分析工具

奈奎斯特

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1.2 自动控制技术的产生与发展1948年伊万斯(W.R.Ewans)提出了复数域内研究 年伊万斯( 年伊万斯 ) 系统的根轨迹法。 系统的根轨迹法。 建立在奈奎斯特的频率响应法和伊万斯的根轨 迹法基础上的理论，称为经典( …… 此处隐藏：2970字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……