第一章 自动控制系统概述

自动控制原理党晓圆

课程类型：专业基础必选 理论学时：64 实验学时：8

课程设计：24

用到的知识：电机拖动、模拟电路、 信号与系统、复变函数……

考核方式本课程考核为期末闭卷笔试、实验课成绩和平时 考核相结合。学生的课程总评成绩由平时成绩 (占20%)、实验课成绩(20%)和期末考试成 绩(占60%)三部分构成。

学习重点1、自动控制系统分析： (1)实际控制系统的数学建模(传递函数); (2)线性连续系统在时域、频域、复频域中的

分析方法；2、自动控制系统设计和校正： (1)线性连续系统设计； (2)线性连续系统校正；

第一章 自动控制系统概述目的 对学科有一个初步的概念上的了解，懂得其重要性,引起学习兴趣，了解恰当的学习 方法。

内容掌握控制系统的基本概念及基本术语 掌握控制系统的基本结构 掌握对控制系统的一般要求 了解控制理论的发展

§1.1 引 言自动控制在没有人的直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象的特性自动地按照预先规定 的规律运行或使它的某些参数按预定的要求 变化。

自动控制系统

控制装置

被控对象

自动控制系统

自动控制系统举例

自动控制原理是自动控制学科的基础理论，是研究各类 控制系统共性的一门技术基础科学。 研究一般规律 提供基本方法

一种思想方法

§1.2 开环控制与闭环控制开环控制引例：电 位 器

V+功率 放大器

电动机

负载

结构图：输入 控制器 控制量 被控对象 输出

特点：控制量与输出量之间仅有前向通路，信号 的传递是单方向的，输出对输入没有影响. 缺点：自身没有能力根据系统的输出量来修正控 制量的的数值，控制精度取决于器件精度， 系统抗干扰能力差

电 位 器

V+功率 放大器

电动机

负载

人工闭环系统

如何用装置来替人？

闭环控制 引例：电 位 器 V+ 功率 放大器 电动机 负载

测速发电机

结构图：

u gdufn

-

功率 放大

u反馈元件

电动机

n

特点：不仅有从输入至输出之间前向通路，同时 具有从输出返回至输入端的信号传递通道。信号 的传递构成闭合回路. 优点：控制精度高，系统抗干扰能力强.

§1.3 自动控制与自动控制系统1.3.1 自动控制系统的组成被控对象电动机 功率 放大器 负载

自动控制中的常用术语 给定量电 位 器 V+

控制量

扰动量

测速发电机

被控量

反馈量

自动控制系统的基本结构控制量 扰动量

输入量

偏差

输出量

r + - b

控制器 Gc 反馈量

u

n受控对象 Go

c

反馈环节 H

1.3.2

自动控制系统的分类

根据控制系统的结构分类 开环控制 闭环控

制 扰动控制 复合控制

给定值 根据给定参考输入信号分类 给定值为 不变， 未知的时 克服干 间函数 扰

随动控制系统 恒值控制系统

根据系统数学性质分类 线性系统是否满足 叠加定理

非线性系统