第一章自動控制系統(tǒng)的基本概念

1、一.相關(guān)術(shù)語1、自動控制：在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被 控對象或過程自動地按預(yù)定規(guī)律運行。 舉例舉例：爐溫控制系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床。2、自動控制系統(tǒng)：能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進(jìn)行自動 控制系統(tǒng)。一般有控制器和控制對象組成。3、控制系統(tǒng)分類： 1）開環(huán)控制系統(tǒng) 2）閉環(huán)控制系統(tǒng) 3）復(fù)合控制系統(tǒng)l開始多用于工業(yè)：壓力、溫度、流量、位移、濕度、粘度自動控制后來進(jìn)入軍事領(lǐng)域：飛機(jī)自動駕駛、火炮自動跟蹤、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、宇宙飛船自動控制目前滲透到更多領(lǐng)域：大系統(tǒng)、交通管理、圖書管理等生物學(xué)系統(tǒng)：生物控制論、波斯頓假肢、人造器官經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)：模擬經(jīng)濟(jì)管理過程、經(jīng)濟(jì)控制論 二.控制系統(tǒng)的發(fā)展史自動控制成為一門科

2、學(xué)是從1945發(fā)展起來的。1.胚胎萌芽期（1945年以前）十八世紀(jì)以后，蒸汽機(jī)的使用提出了調(diào)速穩(wěn)定等問題 1765年俄國人波爾祖諾夫發(fā)明了鍋爐水位調(diào)節(jié)器 1784年英國人瓦特發(fā)明了調(diào)速器，蒸汽機(jī)離心式調(diào)速器 1877年產(chǎn)生了古氏判據(jù)和勞斯穩(wěn)定判據(jù)十九世紀(jì)前半葉，動力使用了發(fā)電機(jī)、電動機(jī) 促進(jìn)了水利、水電站的遙控和程控的發(fā)展以及電壓、電流的自動調(diào)節(jié)技術(shù)的發(fā)展十九世紀(jì)末，二十世紀(jì)初，使用內(nèi)燃機(jī) 促進(jìn)了飛機(jī)、汽車、船舶、機(jī)器制造業(yè)和石油工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了伺服控制和過程控制二十世紀(jì)初第二次世界大戰(zhàn)，軍事工業(yè)發(fā)展很快 飛機(jī)、雷達(dá)、火炮上的伺服機(jī)構(gòu)，總結(jié)了自動調(diào)節(jié)技術(shù)及反饋放大器技術(shù)，搭起了經(jīng)典控制理論的

3、架子，但還沒有形成學(xué)科。四個階段: 2.經(jīng)典控制理論時期（1940-1960） 1945年美國人Bode “網(wǎng)絡(luò)分析與放大器的設(shè)計”，奠定了控制理論的基礎(chǔ)。50年代趨于成熟 主要內(nèi)容 對單輸入單輸出系統(tǒng)進(jìn)行分析，采用頻率法、根軌跡法、相平面法、描述函數(shù)法；討論系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)和幾何判據(jù)以及校正網(wǎng)絡(luò)等 3.現(xiàn)代控制理論時期（50年代末-60年代初） 空間技術(shù)的發(fā)展提出了許多復(fù)雜控制問題，用于導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星和宇宙飛船上 Kalman “控制系統(tǒng)的一般理論”奠定了現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ) 解決多輸入、多輸出、時變參數(shù)、高精度復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題 4.大系統(tǒng)和智能控制時期 （70年代） 各學(xué)科相互滲透，要分析的系統(tǒng)越來越大，越來越復(fù)雜。例人工智能、模擬人的人腦功能、機(jī)器人等。三.自動控制要解決的基本問題 自動控制是使一個或一些被控制的物理量按照另一個物理量即控制量的變化而變化或保持恒定，一般地說如何使控制量按照給定量的變化規(guī)律變化，就是一個控制系統(tǒng)要解決的基本問題。 四.自動控制技術(shù)的作用1. 自動控制技術(shù)的應(yīng)用不僅使生產(chǎn)過程實現(xiàn)了自動化，極大地提高了勞動生產(chǎn)率，而且減輕了人的勞動強(qiáng)度。2. 自動控制使工作具有高度的準(zhǔn)確性，大大地提高了武器的命中率和戰(zhàn)斗力，例如火炮自動跟蹤系統(tǒng)必須采用計算機(jī)控制才能打下高速高空飛行的飛機(jī)。3.