第1章 自动控制的基本概念自动控制原理Principles of Automatic Control普通高等教育“十一五”国家级规划教材机械工业出版社Chapter 1 Fundamental Concepts of Automatic Control自动控制原理2第1章 自动控制的基本概念本章介绍自动控制的基本概念、自动控制系统的构成和特点、自动控制系统的几种类型等。 11 概述12 自动控制的
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1-1 概述现代控制理论主要用于研究:测量元件EII当系统闭环后则空载时测得:8一按输入信号的特征分类1线性系统与非线性系统一对控制系统的一般要求二 设计的基本问题3若结果不能满足要求应能指明改善系统性能的途径
第1章 自动控制绪论 自动控制系统的基本概念放大变换输出其作用是把测量元件检测到的实际输出值与给定环节给出的输入值进行比较求出它们之间的偏差常用的电量比较元件有差动放大器电桥电路等 202339 开关闭合后不同的输入电压 u 对应于不同的温度 t被控对象开关11反 馈: 输出量送回至输入端并与输入信号比较的过程负反馈: 反馈的信号与输入信号相减而使偏差越来越小 自动控制的基本方式
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定义:控制系统的输入和输出之间动态关系的数学表达式即为数学模型用途: 1)分析实际系统2)预测物理量3)设计控制系统特点:环节中有两个独立的储能元件并可进行能量交换其输出出现振荡实例:RLC电路的输出与输入电压间的传递函数1)是按数学模型的共性建立的与系统元件不是一一对应的2)同一元件取不同的输入输出量有不同的传递函数有不同的传递函数3)环节是相对的一定条件下可以转化4)基本环节适合线性定常系统数
1何为自动控制 由内部互相联系的部件按照一定规律组成能够完成一定功能的有机整体控制量实例:淋浴器直流电动机 例子: 电加热炉的炉温控制 对比上述人工控制和自动控制的过程可以看出二者在控制机理上是完全一致的只不过在自动控制的过程中用设备和仪器代替了人的功能受控对象Go 1常用术语 2设计步骤及原则频率分析法 图表根轨迹分析法 分析数学工
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不可变部分频域:谐振峰值Mr截止频率ωc相角裕度? 谐振频率ωr带宽频率ωb低频变化缓慢频率到某数值时出现谐振 控制器被控对象GO(s)积分控制(I) 预先作用?抑制阶跃响应 缩短 降低抗高频干扰能力一个积分环节? 提高系统的稳态精度(系统型别提高)一个开环零点弥补积分环节对系统稳定性的不利影响H (s)校正装置相位滞后—超前校正装置0o设计关键思路:让uo(t)串联校正时系
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