§1.1機械工程控制論的研究對象與任務§1.2系統及其模型§1.3

反饋§1.4控制系統基本組成§1.5系統分類及對控制系統的基本要求§1.6機械制造的發展與控制理論的應用§1.7控制理論發展的簡單回顧

§1.8本課程的特點與學習方法1自動控制

在無人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱為控制裝置或控制器），使機械、設備、或生產過程（被控對象）的工作狀態或稱為某一個物理量（被控量）按預定的規律（給定量）運行。課程回顧

控制:對被控對象施加某種操作，使其產生期望的行為。2人工控制自動控制人工與自動3反饋的概念定義:系統的輸出不斷地，直接或間接地、全部或部分地返回，并作用于系統，其實質就是信息的傳遞與交互。反饋4開環向閉環控制的轉換樣例液位控制閉環系統示意圖如右圖所示，在開環液位控制系統中，增加一個液位的自動測量與比較裝置。5

控制系統的輸出量對系統的控制作用有影響，或控制器與控制對象之間既有順向作用又有反向聯系，故這種控制系統稱為閉環控制系統。需要說明的是：

輸出量對系統的控制作用的影響稱為“反饋”。6開環控制示意圖計算執行受控對象給定值干擾被控量比較控制驅動受控對象檢測給定值干擾被控量閉環控制示意圖7

把輸出量送回到系統的輸入端并與輸入信號比較的過程。若反饋信號是與輸入信號相減而使偏差值越來越小，則稱為負反饋；反之，則稱為正反饋。

負反饋控制是一個利用偏差進行控制并最后消除偏差的過程，又稱偏差控制。同時，由于有反饋的存在，整個控制過程是閉合的，故也稱為閉環控制。8例：m-c-k系統9顯然這是一個內反饋，因為沒有附加反饋控制裝置。內反饋是系統內部的信息交互，反映了系統的動態特性。例：m-c-k系統10內反饋與外反饋外反饋：在自動控制系統中，為達到某種控制目的而

人為加入的反饋，稱為外反饋。

內反饋：在系統或過程中存在的各種自然形成的反饋，

稱為內反饋。它是系統內部各個元素之間相

互耦合的結果。內反饋是造成機械系統存在一定的動態特性的根本原因紛繁復雜的內反饋的存在使得機械系統變得異常復雜。11§1.1機械工程控制論的研究對象與任務§1.2系統及其模型§1.3

反饋§1.4控制系統基本組成§1.5系統分類及對控制系統的基本要求§1.6機械制造的發展與控制理論的應用§1.7控制理論發展的簡單回顧

§1.8本課程的特點與學習方法12基本控制方式開環/閉環/復合控制

一個典型的液位控制系統，H為液面高度(又稱液位)，控制的目的在于保持液面高度不變13課程回顧

爐溫控制系統方框圖爐溫控制系統方框圖14控制系統被控對象控制裝置測量元件比較元件放大元件執行機構校正裝置給定元件15控制系統的組成

16控制系統的組成水溫調節系統工作原理圖17水溫調節系統水溫調節系統方框圖18水溫調節系統

將系統的輸出信號引回輸入端，與輸入信號相比較，利用所得的偏差信號進行控制，達到減小偏差、消除偏差的目的。

____構成閉環控制系統的核心

閉環(反饋)控制系統的特點：

(1)系統內部存在反饋，信號流動構成閉回路

(2)偏差起調節作用

19負反饋原理1.穩：（基本要求）

要求系統要穩定2.準：（穩態要求）

系統響應達到穩態時，輸出跟蹤精度要高3.快：（動態要求）系統階躍響應的過渡過程要平穩，快速演示控制系統的基本要求1.按給定信號的形式恒值系統/隨動(伺服)系統/程控系統2.按是否滿足疊加原理線性系統/非線性系統3.按參數是否隨時間變化定常系統/時變系統4.按信號傳遞的形式連續系統/離散系統5.按輸入輸出變量的多少單變量系統/多變量系統

21控制系統的分類經典控制理論

(19世紀初—20世紀50年代)

時域法復域法(根軌跡法)

頻域法現代控制理論(20世紀60年代—)

線性系統自適應控制預測控制最優控制魯棒控制滑模控制最佳估計容錯控制大系統復雜系統系統辨識集散控制非線性系統理論

智能控制理論(20世紀70年代—)

專家系統遺傳算法模糊控制多智能體神經網絡自動控制理論發展簡史22控制工程基礎課程的任務與體系結構23基礎知識分析方法基本概念控制系統結構體系控制系統數學模型工程控制技術時域分析頻域分析系統穩定性判據工程應用系統性能指標系統校正主要教