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《自动控制理论》
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sys=tf(num,den)

t(transfer) f(function传递函数

residue 剩余

Series 系列

Parallel  并联

Feedback   反馈

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按给定输入信号的性质分类:恒值系统、随动系统、程控系统

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1 阶跃函数  

2 斜坡函数  

3 抛物线函数 

4 脉冲函数 

5 正弦函数 

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                1.2 自动控制系统的控制方式

1.2.1 开环、闭环与复合控制系统

1. 开环控制系统

   如果控制系统的被控量对系统没有控制作用,这种控制系统称为开环控制系统。

开环控制系统的控制原理如下所示:

 

                              控制量           扰动

                                \downarrow                 \downarrow

参考输入  \Rightarrow控制器 \to \Rightarrow 被控对象\to被控量

 

2.闭环控制系统或反馈控制系统

定义:如果系统的被控量直接或间接地参与控制,这种系统称为闭环控制系统或更直接地称为反馈控制系统。

                            控制量    扰动

                                             \downarrow

                                \downarrow

参考量\to控制器\to被控对象\to被控量

                                                               \downarrow

       \uparrow                       反馈环节

 

 

庇护那口子也称为反馈控制。 在反馈控制系统中,控制装置对被控对象施加的控制作用是取自被控量的反馈信息,不断修正被控量与输入量被控量与输入量之间的偏差,从而实现对被控对象进行控制的任务,这就是反馈控制原理。

反馈控制实质上是一个按偏差进行控制的过程,因此,又称为按偏差的控制。

人的一切活动都体现出反馈控制原理,例如,人用手去拿桌上的书,这个动作就渗透着反馈控制的原理。

书的位置是手运动的指令信息,一般称为输入信号手是被控对象,手的位置是被控量,产生控制作用的机构是眼睛、大脑、手臂,统称为控制系统。

 

输入信号

                  \Longrightarrow眼睛\Longrightarrow大脑\Longrightarrow   书的位置                                    \swarrow

                                             \swarrow                     \Downarrow

                                   \swarrow                     手臂、手

                                   \swarrow                          \Downarrow

                                      \Longleftrightarrow                      被控量

 

                               眼睛   \Longleftarrow   手的位置               

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                           自动控制理论

                             第一讲

                     自动控制理论课程

                 第一章 自动控制的基本概念

1.1 自动控制系统

     飞球调节器的发明进一步推动了蒸汽机的应用,促进了工业生产的发展。

 例1.1  热力系统

通过调节蒸汽阀门,使流出的热水保持一定的温度。如果由手工控制,就要求控制者观测温度计的指示值,调节阀门开关的开度。

调节方法:如果温度计的指示值高于期望值,则关小阀门,降低热水温度;否则,开大阀门,升高热水温度,从而使流出的热水保持设定的温度。

例1.2  直流电动机调速控制系统

       控制目标是使电动机稳定在要求的转速上运行。对应滑动电阻器的触点的某一位置,有一给定电压,经过放大器放大为,即为电动机电枢电压。在没有任何扰动的情况下,对应滑动电阻器的触点的某一位置,则有电机转速与之对应

上述两个系统都是人工控制的,可以看出,人在控制过程中起三个作用:

1、观测:用眼睛去观测温度计和转速表的指示值;

2、比较与决策:人脑把观测得到的数据与要求的数据相比较,并进行判断,根据给定的控制规律给出控制量;

3、执行:根据控制量用手具体调节,如调节阀门开度、改变触点位置。

  在自动控制中,用控制装置代替人来完成上述功能。

   所谓自动控制是在没有人参与的情况下,系统的控制器自动地按照人预定的要求控制设备或过程,使之具有一定的状态和性能。具有自动控制功能的系统统称为自动控制系统。

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参考输入,控制器,控制量,被控量

 

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按给定输入信号的性质分类:恒值系统、随动系统、程控系统。

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调节方法:如果温度计的指示值高于期望值,则关小阀门,降低热水温度。否则,开大阀门,升高热水温度,从而使流出的热水保持设定的温度。

人在控制过程中起三个作用:观测、比较与决策、执行。

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几种典型的输入函数 

1 阶跃函数  L(s)=\frac {A} {s}

2 斜坡函数  L(s)=\frac {A} {{s}^{2}}

3 抛物线函数 L(s)=\frac {2A} {{s}^{3}}

4 脉冲函数 L(s)=A

5 正弦函数 

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框的一端为相应环节的输入信号,另一端为输出信号,用箭头标识信号传递的方向,并在框内表明相应环节的传递函数。

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