《自动控制原理》《自动控制原理》
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绪论第一章主要内容：1.自动控制、自动控制系统的概念2.自动控制的两种基本方式3.自动控制系统的类型4.自动控制系统的要求和分析设计5.自动控制理论的发展概况
2 第一章 绪论 主要内容： 1.自动控制、自动控制系统的概念 2.自动控制的两种基本方式 3.自动控制系统的类型 4.自动控制系统的要求和分析设计 5.自动控制理论的发展概况
第一章绪论S1-1引言S1-2 自动控制的基本知识S1-3 自动控制系统的基本控制方式S1-4 自动控制系统的分类及基本组成S 1-5 对控制系统的要求和分析设计S1-6 自动控制理论的发展况
3 第一章 绪论 §1-1 引言 §1-2 自动控制的基本知识 §1-3 自动控制系统的基本控制方式 §1-4 自动控制系统的分类及基本组成 §1-5 对控制系统的要求和分析设计 §1-6 自动控制理论的发展概况
1-1 引言1.控制理论的基础观念控制理论是建立在有可能发展一种一般方法来研究各式各样系统中控制过程这一基础上的理论。2.控制理论的研究对象控制理论研究的对象可狭义地定义为这样一种信息系统，即根据期望的输出来改变输入，使系统的输出能有某种预期的效果，3.控制论与数学及自动化技术的关系
4 1.控制理论的基础观念 控制理论是建立在有可能发展一种一般方法来研 究各式各样系统中控制过程这一基础上的理论。 2.控制理论的研究对象 控制理论研究的对象可狭义地定义为这样一种信 息系统，即根据期望的输出来改变输入，使系统的输 出能有某种预期的效果。 3.控制论与数学及自动化技术的关系
1.2自动控制的基本知识1.2.1自动控制问题的提出一个简单的水箱液面，因生产和生活需要，希望液面高度h维持恒定。当水的流入量与流出量平衡时水箱的液面高度维持在预定的高度上当水的流出量流入增大或流入量减小，平衡则被破水箱坏，液面的高度不能自然地维持流出恒定
5 1.2.1 自动控制问题的提出 一个简单的水箱液面，因生产和生活需要，希望 液面高度h 维持恒定。当水的流入量与流出量平衡时， 水箱的液面高度维持在预定的高度上。 水箱 流出 流入 h 当水的流出量 增大或流入量减 小，平衡则被破 坏，液面的高度 不能自然地维持 恒定
这种出水量与进水量的不平衡现象必然要经常发生的。这使得这种“水位恒定的要求”变得难以实现了。所谓控制就是强制性地改变某些物理量（如上例中的进水量），而使另外某些特定的物理量（如液面高度h）维持在某种特定的标准上。人工控制的例子。流入TA这种人为地强制性地改变进水量，而水箱使液面高度维-持恒定的过程h流出即是人工控制过程
6 这种出水量与进水量的不平衡现象必然要经常发 生的。这使得这种“水位恒定的要求”变得难以实现 了。 所谓控制就是强制性地改变某些物理量（如上例 中的进水量），而使另外某些特定的物理量（如液面 高度h）维持在某种特定的标准上。人工控制的例子。 水箱 流出 流入 h 这 种 人 为 地 强 制 性 地 改 变 进 水 量 ， 而 使 液 面 高 度 维 持恒定的过程， 即 是 人 工 控 制 过程
1.2.2自动控制的定义及基本职能元件1. 自动控制的定义自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象（或过程）的某些物理量（或状态）自动地按预先给定的规律去运行当出水与进水的平衡被破坏时，水箱控制水位下降（或上升），器出现偏差。这偏差由流入浮子检测出来，自动+浮子控制器在偏差的作用水箱下，控制阀门开大(或h关小)，对偏差进行修流出：关↓正，从而保持液面高度不变
7 1.2.2 自动控制的定义及基本职能元件 1.自动控制的定义 自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用 控制器使被控对象（或过程）的某些物理量（或状态） 自动地按预先给定的规律去运行。 水 箱 流出 流入 h 控制 器 浮子 当出水与进水的 平衡被破坏时，水箱 水位下降(或上升)， 出现偏差。这偏差由 浮子检测出来，自动 控制器在偏差的作用 下，控制阀门开大(或 关小)，对偏差进行修 正，从而保持液面高 度不变
2.自动控制的基本职能元件自动控制的实现，实际上是由自动控制装置来代替人的基本功能，从而实现自动控制的。画出以上人工控制与自动控制的功能方框图进行对照。控制器验风流入流入浮子水箱水箱h流出流出L浮子眼睛大脑自动控制器肌肉、手执行元件
8 2. 自动控制的基本职能元件 自动控制的实现,实际上是由自动控制装置来代替人 的基本功能，从而实现自动控制的。画出以上人工控制 与自动控制的功能方框图进行对照。 水箱 流出 流入 h 水箱 流出 流入 h 控制器 浮子 眼睛 浮子 大脑 自动控制器 肌肉、手 执行元件
实际液位希望液位肌肉和大脑水箱阀门眼睛希望液位实际液位气动控制器水箱阀门浮子比较两图可以看出，自动控制实现人工控制的功能存在必不可少的三种代替人的职能的基本元件：
9 比较两图可以看出，自动控制实现人工控制的功能， 存在必不可少的三种代替人的职能的基本元件： 气 动 阀 门 希望液位 实际液位 浮 子 控制器 水 箱 肌肉和 阀门 希望液位 实际液位 大 脑 水 箱 眼 睛
测量元件与变送器（代替眼晴）：自动控制器（代替大脑）；执行元件（代替肌肉、手）。这些基本元件与被控对象相连接，一起构成一个自动控制系统。下图是典型控制系统方框图扰动输入参考输入输出执行对象控制器元件测量变送元件10
10 执 行 元 件 参考输入 输出 测量变 送元件 控制器 对 象 扰动输入 测量元件与变送器（代替眼睛）； 自动控制器（代替大脑）； 执行元件（代替肌肉、手）。 这些基本元件与被控对象相连接，一起构成一个自 动控制系统。下图是典型控制系统方框图