【自控笔记】1 控制系统导论

一、自动控制系统的基本原理二、.自动控制系统的分类三、自动控制系统的基本要求

(资料图)

一、自动控制系统的基本原理

1、基本概念

自动:就是不需要人的介入。

控制：使某个（某些）量按一定的规律变化。

自动控制:在脱离人的直接干预下，利用控制装置，使被控对象按照预定的规律运行。

自动控制系统:将被控的对象和实现控制功能的控制装置组合起来称为自动控制系统。

2、相关术语

被控对象：（也称被控过程、被控系统）它可能是一个设备，多数由一些机器零件有机地组合在一起，其作用是完成一种特定的操作。

被控参数：（也称为系统输出）体现系统控制目的的物理量。（距离、方位角度等）

控制参数：由控制器改变的量，对被控参数有较好的调节能力。（阀门开度、电枢电压等）

系统输入：作用于被控对象或系统输入端，并可使系统具有预定功能或预定输出的物理量。（如给定温度）

扰动：一种对系统的输出量产生影响的信号。(水箱出水、负载等）

开环控制：输出量对输入量(控制作用)没有影响的系统。

闭环控制：将输出量与参考输入量进行比较，并且 将它们的偏差作为控制手段，以保持两者之间预定关系的系统，也称为反馈控制系统。

负反馈：反馈的加入，使偏差越来越小。

正反馈：反馈的加入，使偏差越来越大。（振荡发生器）

典型的控制系统结构图：

二、.自动控制系统的分类

分类原则： 不遗漏，不重叠

1、按输入信号的变化规律分

定值控制： 参考输入为一个恒定的值。（如速度控制、 液位控制等）

程序控制： 参考输入为一个已知的时间函数。（如自动驾驶、热处理过程等）

随动控制： 参考输入为一个随机变化的函数。（雷达天线跟踪系统等）

2、按系统中传递信号的特点分

连续系统： 系统中传递的信号都是时间轴上连续的信号。描述对象的数学模型是微分方程。

离散系统： 系统中某一处或几处信号为脉冲序列或时间轴上不连续的信号。描述此类系统的数学模型为差分方程。

线性系统: 组成系统的所有元件或子系统都是线性的。

非线性系统：系统中至少有一个元件或子系统是非线性的。

3、按系统输入输出数量分

单输入单输出：（经典控制理论）电动机速度控制系统 多输入多输出：（现代控制理论）

三、自动控制系统的基本要求

稳快平准

1.稳定性 稳定性是保证控制系统能够正常工作的先决条件。

2.快速性 要求被控制量由初始值变为另一希望值，某些控制系统可以快速响应。

3.平稳性 当被控制量由初始值变为另一个希望值时，被控制量会平稳地达到希望值，不出现大幅的摆动。

4.准确性 如果要求被控制量由初始值变为另一个希望值时，在变化过程结束后，被控制量能够达到希望值，说明该系统具有很好的准确性。