第一章引论(控制理论的一般概念) 第一节概述 自动控制:在没有人直接参与的情况下,利用控制装置使被控对象的某一物理量自动地按照预定的规律运行的 控制,称为自动控制 前提:没有人直接参与 目标:被控对象(某一物理量) 手段:利用控制装置 自动控制的发展: 本世纪20-40年代,一些国防和通信自动化系统的研制,终于形成了以时域法、频率法和根轨迹法为支柱 的"古典"控制理论 60年代以来,随着计算机技术的发展和航天等高科技的推动,在古典控制理论的基础上,又产生了基于状 态空间模型的所谓现代"控制理论。同时,随着自动化技术的发展,人们力求使设计的控制系统达到最优的性 能指标,为了使系统在一定的约東条件下,其某项性能指标达到最优而实行的控制称为最优控制。而当对象或 环境特性变化时,为了使系统能自行调节,以跟踪这种变化并保持良好的品质,又出现了自适应控制。 尽管岀现的各种理论都精辟而透彻,但在实践中常常发现仍是古典频域法最为适用。究其原因,在于复杂 理论所基于的精确模型难以得到。真正优良的设计必须允许模型的结构和参数不精确并可能在一定范围内变 化,即具有鲁棒性。另外,使理论实用化的一个重要途径就是数学模拟(仿真)和计算机辅助设计(CAD) 目前谈到的主要是针对线性系统的线性理论。近年来,在非线性系统理论离散事件系统,大系统和复杂系 统理论等方面均有不同程度的发展。智能控制在实用方面也得到了很快的发展,它主要包括专家系统、模糊控 制和人工神经元网络等内容 我们向大家介绍的古典控制理论是自动控制理论中最基本也是最重要的内容,它在工程实践中用的最多, 也是进一步学习自动控制理论的基础 自动控制例子: 1。化工反应塔恒温恒压控制 2。数控机床 3。火炮跟踪雷达的随动控制 4。人造卫星 都是:自动控制技术的结果。 最简单的例子:洗衣机;电冰箱、电暖气等 洗衣机:将定时器设定为3分钟,洗衣机达到设定值之前一直工作,时间到了,洗衣机停止工作 设定时间 洗涤程度 定时器(开)关) 洗衣简(电)机)转数 可见:设定时间只确定了开关时间长短与衣物洗涤程度无关。 换言之:洗衣杋不会根据衣物洗涤程度自动调整时间,控制装置与被控对象之间只有顺向作用。 电冰箱:设定温度T,冰箱接通电源后将启动压缩机(制冷),冰箱中温控器将检测实际温度并与设定温 度比较,决定停止、启动压缩机工作。2 第一章 引论（控制理论的一般概念） 第一节 概述 自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象的某一物理量自动地按照预定的规律运行的 控制，称为自动控制。 前提：没有人直接参与 目标：被控对象（某一物理量） 手段：利用控制装置 自动控制的发展： 本世纪 20-40 年代，一些国防和通信自动化系统的研制，终于形成了以时域法、频率法和根轨迹法为支柱 的"古典"控制理论。 60 年代以来，随着计算机技术的发展和航天等高科技的推动，在古典控制理论的基础上，又产生了基于状 态空间模型的所谓"现代"控制理论。同时，随着自动化技术的发展，人们力求使设计的控制系统达到最优的性 能指标，为了使系统在一定的约束条件下，其某项性能指标达到最优而实行的控制称为最优控制。而当对象或 环境特性变化时，为了使系统能自行调节，以跟踪这种变化并保持良好的品质，又出现了自适应控制。 尽管出现的各种理论都精辟而透彻，但在实践中常常发现仍是古典频域法最为适用。究其原因，在于复杂 理论所基于的精确模型难以得到。真正优良的设计必须允许模型的结构和参数不精确并可能在一定范围内变 化，即具有鲁棒性。另外，使理论实用化的一个重要途径就是数学模拟（仿真）和计算机辅助设计（CAD）。 目前谈到的主要是针对线性系统的线性理论。近年来，在非线性系统理论离散事件系统，大系统和复杂系 统理论等方面均有不同程度的发展。智能控制在实用方面也得到了很快的发展，它主要包括专家系统、模糊控 制和人工神经元网络等内容。 我们向大家介绍的古典控制理论是自动控制理论中最基本也是最重要的内容，它在工程实践中用的最多， 也是进一步学习自动控制理论的基础。 自动控制例子： 1。化工反应塔恒温恒压控制 2。数控机床 3。火炮跟踪雷达的随动控制 4。人造卫星 都是：自动控制技术的结果。 最简单的例子： 洗衣机；电冰箱、电暖气等 洗衣机：将定时器设定为 3 分钟，洗衣机达到设定值之前一直工作，时间到了，洗衣机停止工作。 可见：设定时间只确定了开关时间长短与衣物洗涤程度无关。 换言之：洗衣机不会根据衣物洗涤程度自动调整时间，控制装置与被控对象之间只有顺向作用。 电冰箱：设定温度 T，冰箱接通电源后将启动压缩机（制冷），冰箱中温控器将检测实际温度并与设定温 度比较，决定停止、启动压缩机工作