自动控制原理 自动控制的一般概念
自动控制原理 第一章 自动控制的一般概念
1.1引言 1.2自动控制系统示例 1.3闭环控制和开环控制 1.4自动控制系统的分类 1.5对自动控制系统的基本要求
• 1.1 引言 • 1.3闭环控制和开环控制 • 1.2自动控制系统示例 • 1.4自动控制系统的分类 • 1.5对自动控制系统的基本要求
1.1引言 历史的回顾 指南车复原模型
历史的回顾 指 南 车 复 原 模 型 1.1 引言
指南车是中国古代用来指示方向的一种具有 能自动离合的齿轮系装置的车辆。 其结构为马拉的双轮独辕车,车箱上立一个 伸臂的木人。车箱内装有能自动离合的齿轮系。 当车子转弯偏离正南方向时车辕前端就顺此方向 移动,而后端则向反方向移动,并将传动齿轮放 落,使车轮的传动带动木人下的大齿轮向相反方 向转动,恰好抵消车子转弯产生的影响。 齿轮系 车辆 转弯 方向 车身 木人
指南车是中国古代用来指示方向的一种具有 能自动离合的齿轮系装置的车辆。 其结构为马拉的双轮独辕车，车箱上立一个 伸臂的木人。车箱内装有能自动离合的齿轮系。 齿轮系 车辆 转弯 方向 车 身 木 人 当车子转弯偏离正南方向时车辕前端就顺此方向 移动，而后端则向反方向移动，并将传动齿轮放 落，使车轮的传动带动木人下的大齿轮向相反方 向转动，恰好抵消车子转弯产生的影响
中立贯心轮 高8尺径3寸 左小平轮 右小平轮 左小轮石小f 竹绳 中心大“轮 指南车原理 左附足立子轮右附足立f轮 左足轮 右足轮 6尺
指南车原理
18世纪, James Watt 为控制蒸汽 机速度设计 的离心调节 器,是自动 控制领域的 第一项重大 成果
• 18世纪， James Watt 为控制蒸汽 机速度设计 的离心调节 器，是自动 控制领域的 第一项重大 成果
932年, Nyquist提出了一种根据 系统的开环频率响应(对稳态正弦 输入),确定闭环系统稳定性的方 法 1934年, Heze提出了用于位置控 制系统的伺服机构的概念,讨论 了可以精确跟踪变化的输入信号 的机电伺服机构
• 1934年，Hezen提出了用于位置控 制系统的伺服机构的概念，讨论 了可以精确跟踪变化的输入信号 的机电伺服机构。 • 1932年，Nyquist提出了一种根据 系统的开环频率响应(对稳态正弦 输入)，确定闭环系统稳定性的方 法
19世纪40年代,频率响应法为 闭环控制系统提供了一种可行 方法, Evans提出并完善了根轨 迹法。 19世纪50年代末,控制系统设 计问题的重点从设计许多可行 系统中的一种系统,转到设计 在某种意义上的最佳系统
• 19世纪40年代，频率响应法为 闭环控制系统提供了一种可行 方法，Evans提出并完善了根轨 迹法。 • 19世纪50年代末，控制系统设 计问题的重点从设计许多可行 系统中的一种系统，转到设计 在某种意义上的最佳系统
·20世纪60年代,数字计算机的出现为 复杂系统的基于时域分析的现代控制 理论提供了可能。 从1960年到1980,确定性系统、随机 系统的最佳控制,及复杂系统的自适 应和学习控制,都得到充分的研究。 从1980年到现在,现代控制理论进展 集中于鲁棒控制、H∞控制及其相关课 题
• 20世纪60年代，数字计算机的出现为 复杂系统的基于时域分析的现代控制 理论提供了可能。 • 从1960年到1980，确定性系统、随机 系统的最佳控制，及复杂系统的自适 应和学习控制，都得到充分的研究。 • 从1980年到现在，现代控制理论进展 集中于鲁棒控制、H∞控制及其相关课 题
经典控制理论现代控制理论 以传递函数为以状态空间法 基础,研究单输为基础,研究多 入-单输出一类定输入-多输出、时 常控制系统的分变、非线性一类 析与设计问题。控制系统的分析 这些理论由于其与设计间题。系 发展较早,现已统具有高精度和 臻成熟。 高效能的特点
经典控制理论 以传递函数为 基础，研究单输 入-单输出一类定 常控制系统的分 析与设计问题。 这些理论由于其 发展较早，现已 臻成熟。 现代控制理论 以状态空间法 为基础，研究多 输入-多输出、时 变、非线性一类 控制系统的分析 与设计问题。系 统具有高精度和 高效能的特点