西安电子科技大学：《智能控制原理与应用 Intelligent Control》课程教学资源（讲义）第二章 经典控制论

经典控 王晓甜 xtwang@ mail.xid 人工智能学院

经典控制论 王晓甜 xtwang@mail.xidian.edu.cn

毛拌牧 XI UNIVERSITY 目录 Contents 基本概念系统性能分析稳态误差 PID 小结

目录 Contents 基本概念 系统性能分析 稳态误差 PID 小结 02

第一章 SECTION 毛拌牧 XI UNIVERSITY 基本概念

基本概念 03 第一章 SECTION

历毛子技大字 自动控制 XI UNIVERSITY 自动控制是在没有人的直接干预下,利用物理装置对生产设备和 工艺过程进行合理的控制,使被控制的物理量保持恒定,或者按照一 定的规律变化,例如矿井提升机的速度控制、轧钢厂加热炉温度的控 制等等。 自动控制系统 自动控制系统是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有 机组合体。 扰动信号 输出信号 输入信号 控制器 受控系统 (被控量) 国m圈圖 控制量 对象 比较元件 b(0 主反馈信号 反馈装置 (测量元件)

•自动控制 – 自动控制是在没有人的直接干预下，利用物理装置对生产设备和 工艺过程进行合理的控制，使被控制的物理量保持恒定，或者按照一 定的规律变化，例如矿井提升机的速度控制、轧钢厂加热炉温度的控 制等等。 •自动控制系统 – 自动控制系统是为实现某一控制目标所需要的所有物理部件的有 机组合体

系统的数学模型 历毛子技大字 XI UNIVERSITY d c()+a1 d dt rcG)+…+an1,c()+anc m(t)+acm-"(t)+a2c2()+…+an1C(1)+anc() d bomr()+b1mr+…+bm-1元,r()+bnr( =bor(m(t)+br(m-(t)+b, rm-2(0)+.+b-r()+b,r() C(sbs+6,s"+,+65+ K (xs+1x22+2r2s+1)…(rs+1) R(s)ans"+a1s"+…+an1+an(Ts+1)(T2+2r2+1)…(Ts+ K·(+1) (x22+2r2S+1) S+ T2s2+2r,S+1 任何复杂的系统均可看成是若干称为典型环节的基本因子的乘 积,一般认为典型环节有6种,这些典型环节,对应典型电路。 这样划分对系统分析和研究带来很大的方便

系统的数学模型 ( ) ( 1) ( 2) 1 2 1 ( ) ( 1) ( 2) 0 1 2 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) n n n n n m m m m m c t a c t a c t a c t a c t b r t b r t b r t b r t b r t                                                          2 1 1 ( 2 1) 1 1 ( 1) ( 1) ( 2 1) ( 1) ( 1) ( 2 1) ( 1) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 1 1 0 1 1 1 0 1 T s s s s T s K s T s T s s T s s s s s K a s a s a a b s b s b s b R s C s G s j i n n n n m m m m          任何复杂的系统均可看成是若干称为典型环节的基本因子的乘 积，一般认为典型环节有6种，这些典型环节,对应典型电路。 这样划分对系统分析和研究带来很大的方便

毛拌牧 XI UNIVERSITY 常用输入信号

常用输入信号

常用输入信号 历毛子技大字 XI UNIVERSITY r() r() r() Re2 (c) ()4 r()

常用输入信号 r(t) R·1(t) 0 t (a) r(t) Rt 0 t (b) 0 t r(t) 2 2 1 R t (c) t r(t) h 1 0 r(t) 0 1 (d) h (e) r(t) 0  2   t (f) t

历忠毛子种技大字 XI UNIVERSITY n(4 r(t) (a) R·1(1)t≥0 Rt≥0 r() t≥0 r() 0 t<0 0t<0 r(s=L[r(tJ r(s)=L[r(o] r(s)=L[r() L[R·1()] =LIR.t L[A []

        0 0 1( ) 0 ( ) t R t t r t ( ) [ ( )] [ 1( )] 1 r s L r t L R t s            0 0 0 ( ) t Rt t r t 2 ( ) [ ( )] [ ] r s L r t L R t A s             0 0 0 ( ) 2 2 t t Rt r t 2 3 ( ) [ ( )] [ ] 2 r s L r t L A t A s    

历忠毛子种技大字 XI UNIVERSITY r(t) (f) r(t)=Asin O t=0 6(1)=r(t) 0t≠0 (t)d=1 r(s)=L[r() LLAsin(at ) r(s)=L[r(tl A/(s2+ =LD()]

         0 0 0 ( ) ( ) t t  t r t ( ) 1     t dt ( ) [ ( )] [ ( )] 1 r s L r t L t     r(t)  Asint 2 2 ( ) [ ( )] [ sin( )] / ( ) r s L r t L A t A s       

毛拌牧 XI UNIVERSITY 典型环节

典型环节