第一章機(jī)械控制基礎(chǔ)課件

1、控制工程基礎(chǔ)控制工程基礎(chǔ)主講人：楊艷主講人：楊艷2課程簡(jiǎn)介課程簡(jiǎn)介 課程課程性質(zhì)性質(zhì)：現(xiàn)代機(jī)械學(xué)中的一門(mén)重要：現(xiàn)代機(jī)械學(xué)中的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課。 教學(xué)學(xué)時(shí)教學(xué)學(xué)時(shí)：(42+6)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 先修課程先修課程：復(fù)變函數(shù)、積分變換、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、電學(xué)理論等：復(fù)變函數(shù)、積分變換、機(jī)械動(dòng)力學(xué)、電學(xué)理論等 后續(xù)課程后續(xù)課程：為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課打下一定基礎(chǔ)。如：機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)：為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課打下一定基礎(chǔ)。如：機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)控制、材料成型及控制工程等。械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)控制、材料成型及控制工程等。 課程目的課程目的：本課程是數(shù)學(xué)物理等基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課程之間的：本課

2、程是數(shù)學(xué)物理等基礎(chǔ)課與專(zhuān)業(yè)課程之間的橋梁橋梁。通過(guò)本課。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用程學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用“系統(tǒng)系統(tǒng)”、“動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)”的觀點(diǎn)，運(yùn)用控制理論的方法，的觀點(diǎn)，運(yùn)用控制理論的方法，解決機(jī)械工程中的實(shí)際問(wèn)題。解決機(jī)械工程中的實(shí)際問(wèn)題。3課程簡(jiǎn)介課程簡(jiǎn)介教教 材材： 董景新主編董景新主編控制工程基礎(chǔ)控制工程基礎(chǔ),清華大學(xué)出版社，清華大學(xué)出版社，2012參考書(shū)目參考書(shū)目：（1）楊叔子編）楊叔子編機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)，華中科技大學(xué)出版社，華中科技大學(xué)出版社，2005（2）王積偉）王積偉 吳振順主編：吳振順主編：控制工程基礎(chǔ)控制工程基礎(chǔ)，高等教育出版社，高等教育出版社，2001 （3）田玉平主

3、編：）田玉平主編：自動(dòng)控制原理自動(dòng)控制原理，科學(xué)出版社，科學(xué)出版社，2006 （4）陳康寧主編：）陳康寧主編：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)機(jī)械工程控制基礎(chǔ) ，西安交大出版社西安交大出版社 ，2006 教材結(jié)構(gòu)教材結(jié)構(gòu)： 1）對(duì)研究對(duì)象（機(jī)械工程）問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型，）對(duì)研究對(duì)象（機(jī)械工程）問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型，第二章第二章 2) 在一定輸入下分析系統(tǒng)的輸出：在一定輸入下分析系統(tǒng)的輸出： 時(shí)間響應(yīng)（時(shí)域分析）時(shí)間響應(yīng)（時(shí)域分析） 第三章第三章 頻率響應(yīng)（頻率分析）頻率響應(yīng)（頻率分析）第四章第四章 3）系統(tǒng)性能分析：穩(wěn)定性判據(jù)）系統(tǒng)性能分析：穩(wěn)定性判據(jù) 第五章第五章 4）系統(tǒng)校正：使系統(tǒng)全面滿(mǎn)足性能指標(biāo)要求）系統(tǒng)校

4、正：使系統(tǒng)全面滿(mǎn)足性能指標(biāo)要求 第七章第七章4課程體系課程體系 Chp.3 Chp.1 Chp.2 Chp.4 Chp.6 Chp.5系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型時(shí)域分析時(shí)域分析頻域分析頻域分析瞬態(tài)響應(yīng)分析瞬態(tài)響應(yīng)分析穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析系統(tǒng)校正系統(tǒng)校正課程成績(jī)確定方法：課程成績(jī)確定方法： 本課程將注重過(guò)程，采用過(guò)程評(píng)價(jià)體系。成績(jī)主本課程將注重過(guò)程，采用過(guò)程評(píng)價(jià)體系。成績(jī)主要由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、考試成績(jī)?nèi)糠纸M成。每要由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、考試成績(jī)?nèi)糠纸M成。每項(xiàng)說(shuō)明如下：項(xiàng)說(shuō)明如下：1.平時(shí)成績(jī)：到課率、遲到早退情況、作業(yè)情況、回平時(shí)成績(jī)：到課率、遲到早退情況、作業(yè)情況、回答問(wèn)題情況、答問(wèn)題情

5、況、上課情況上課情況等等2.實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備情況情況及平時(shí)做實(shí)驗(yàn)的完成情況及平時(shí)做實(shí)驗(yàn)的完成情況3.考試：閉卷，卷面考試成績(jī)考試：閉卷，卷面考試成績(jī) 最終成績(jī)的給定大約按如下公式得到：最終成績(jī)的給定大約按如下公式得到： 平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī)+實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)+考試成績(jī)考試成績(jī) 三者比重大約分別為：三者比重大約分別為：10%、20 % 、70%上課將會(huì)有提問(wèn)、點(diǎn)名，課堂練習(xí)；上課將會(huì)有提問(wèn)、點(diǎn)名，課堂練習(xí)；課后將會(huì)有作業(yè)，記入平時(shí)成績(jī)課后將會(huì)有作業(yè)，記入平時(shí)成績(jī)6 第一章第一章 緒緒 論論7基本要求基本要求 1. 了解機(jī)械工程控制論的基本含義和研究對(duì)象，學(xué)習(xí)本課了解機(jī)械工程控制論的基本含義和研究

6、對(duì)象，學(xué)習(xí)本課程的目的和任務(wù)；程的目的和任務(wù)； 2. 正確理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，掌握反饋的含義正確理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，掌握反饋的含義； 3. 了解廣義系統(tǒng)的分類(lèi)，掌握閉環(huán)了解廣義系統(tǒng)的分類(lèi)，掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理、控制系統(tǒng)的工作原理、基本組成，學(xué)會(huì)控制系統(tǒng)方框圖的繪制方法基本組成，學(xué)會(huì)控制系統(tǒng)方框圖的繪制方法； 4. 掌握掌握對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求。 8重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)（ 1） 學(xué)會(huì)用系統(tǒng)論、信息論的觀點(diǎn)分析廣義系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、學(xué)會(huì)用系統(tǒng)論、信息論的觀點(diǎn)分析廣義系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、信息流，信息流， 理解信息反饋的含義及其作用。理解信息反饋的含

7、義及其作用。（ 2） 掌握控制系統(tǒng)的基本概念、基本變量、基本組成和工作掌握控制系統(tǒng)的基本概念、基本變量、基本組成和工作原理；原理； 繪制控制系統(tǒng)方框圖。繪制控制系統(tǒng)方框圖。本章難點(diǎn)本章難點(diǎn) 廣義系統(tǒng)的信息反饋及控制系統(tǒng)方框圖的繪制。廣義系統(tǒng)的信息反饋及控制系統(tǒng)方框圖的繪制。9 海洋探測(cè)機(jī)器人海洋探測(cè)機(jī)器人19901990年日本海洋科技中心年日本海洋科技中心 研制的研制的“海溝號(hào)海溝號(hào)”纜控式纜控式無(wú)人潛水器（左）及其在大海中工作時(shí)的情況（右）無(wú)人潛水器（左）及其在大海中工作時(shí)的情況（右） 控制技術(shù)的應(yīng)用控制技術(shù)的應(yīng)用10CR-01CR-01型型60006000米水下無(wú)纜機(jī)器米水下無(wú)纜機(jī)器人人1

8、9951995年年8 8月我國(guó)沈陽(yáng)自動(dòng)化所機(jī)器人月我國(guó)沈陽(yáng)自動(dòng)化所機(jī)器人中心研制的中心研制的CR-01CR-01型型60006000米水下無(wú)纜米水下無(wú)纜機(jī)器人（上）和正在下水的情況（右）機(jī)器人（上）和正在下水的情況（右）“蛟龍”號(hào)中國(guó)載人深潛器 11家家 用用 電電 器器 冰箱、洗衣機(jī)冰箱、洗衣機(jī) 家庭影院家庭影院 微波爐微波爐控制技術(shù)控制技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (2)(2) U U盤(pán)、盤(pán)、MP4MP4、MP5MP5 手機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品手機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品12智能樓宇的控制智能樓宇的控制控制技術(shù)控制技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (3)(3)可視對(duì)講、室內(nèi)報(bào)警、遠(yuǎn)程家電控制可視對(duì)講、室內(nèi)報(bào)警、遠(yuǎn)程家電控制. .13

9、汽車(chē)電子汽車(chē)電子汽汽 車(chē)車(chē) 電電 子子電源電源發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)動(dòng)機(jī)控制行駛裝置行駛裝置報(bào)警與安全裝置報(bào)警與安全裝置旅居性旅居性?xún)x表儀表娛樂(lè)通訊娛樂(lè)通訊收音機(jī)、汽車(chē)電話(huà)、業(yè)余電臺(tái)收音機(jī)、汽車(chē)電話(huà)、業(yè)余電臺(tái)點(diǎn)火裝置、燃油噴射控制、點(diǎn)火裝置、燃油噴射控制、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制車(chē)速控制、間歇刮水、車(chē)速控制、間歇刮水、除霧裝置、車(chē)門(mén)緊鎖除霧裝置、車(chē)門(mén)緊鎖. .安全帶、車(chē)燈未關(guān)報(bào)警、安全帶、車(chē)燈未關(guān)報(bào)警、速度報(bào)警、安全氣囊速度報(bào)警、安全氣囊. .空調(diào)控制、動(dòng)力窗控制空調(diào)控制、動(dòng)力窗控制里程表、數(shù)字式速度表、里程表、數(shù)字式速度表、出租車(chē)用儀表出租車(chē)用儀表. .控制技術(shù)控制技術(shù) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 (4)(

10、4)14機(jī)機(jī)電電 EVEV充電系統(tǒng)充電系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)汽車(chē)照明、汽車(chē)照明、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、空調(diào)、電動(dòng)轉(zhuǎn)向、空調(diào)、音響、雨刷、安全音響、雨刷、安全報(bào)警、電動(dòng)門(mén)窗報(bào)警、電動(dòng)門(mén)窗. .電電 子子機(jī)械機(jī)械驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制控制控制控制15口語(yǔ)汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)使用情景示意圖口語(yǔ)汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)使用情景示意圖汽車(chē)汽車(chē)GPSGPS定位，定位，GISGIS導(dǎo)航，導(dǎo)航，GSMGSM通信通信單片機(jī)單片機(jī)控制器控制器應(yīng)用應(yīng)用16 1. 概述 控制理論是在產(chǎn)業(yè)革命的背景下，在生產(chǎn)和軍事需求的刺激下，自動(dòng)控制、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種學(xué)科相互交叉發(fā)展的產(chǎn)物。 根據(jù)自動(dòng)控制理論的內(nèi)容和發(fā)

11、展的不同階段，控制理論可分為“經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論”和“現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論”兩大部分。 17控制論發(fā)展概況控制論發(fā)展概況l 一千多年前：銅壺滴漏計(jì)時(shí)器、指南針、各種天文儀器一千多年前：銅壺滴漏計(jì)時(shí)器、指南針、各種天文儀器 西漢漏壺時(shí)時(shí)間間刻刻度度浮子浮子銅壺滴漏銅壺滴漏開(kāi)閉廟門(mén)和分發(fā)開(kāi)閉廟門(mén)和分發(fā)圣水等自動(dòng)裝置圣水等自動(dòng)裝置18l 17881788年：年：J. Watt J. Watt 發(fā)明蒸汽發(fā)明蒸汽機(jī)調(diào)速器機(jī)調(diào)速器 l 18681868年：年：J. C. MaxwellJ. C. Maxwell發(fā)表發(fā)表 調(diào)速器調(diào)速器，提出反饋控制，提出反饋控制 的概念及穩(wěn)定性條件。的概念及穩(wěn)定性

12、條件。l 18841884年：年：E. J. RouthE. J. Routh提出勞斯穩(wěn)定性判據(jù)。提出勞斯穩(wěn)定性判據(jù)。l 18921892年：年：A. M. LyapunovA. M. Lyapunov提出李雅普諾夫穩(wěn)定提出李雅普諾夫穩(wěn)定 性理論。性理論。調(diào)速器調(diào)速器19l 1895 1895年：年：A. HurwifzA. Hurwifz提出赫爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)。提出赫爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)。l 1932 1932年：年：H. NyquistH. Nyquist提出奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)。提出奈奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)。l 1945 1945年：年：H. W. BodeH. W. Bode提出反饋放大器的一般設(shè)

13、計(jì)方法。提出反饋放大器的一般設(shè)計(jì)方法。l 1948 1948年：年：N. WienerN. Wiener發(fā)表發(fā)表控制論控制論，標(biāo)志經(jīng)典控制，標(biāo)志經(jīng)典控制理論基本形成；經(jīng)典控制理論以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，主要理論基本形成；經(jīng)典控制理論以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，主要研究單輸入研究單輸入單輸出（單輸出（SISOSISO）系統(tǒng)的分析和控制問(wèn)題；）系統(tǒng)的分析和控制問(wèn)題； l 1950 1950年：年：W. R. EvansW. R. Evans提出根軌跡法，進(jìn)一步充實(shí)了經(jīng)提出根軌跡法，進(jìn)一步充實(shí)了經(jīng)典控制論；典控制論；20l 19541954年：錢(qián)學(xué)森發(fā)表年：錢(qián)學(xué)森發(fā)表工程控制論工程控制論； l 5050年代末年代末

14、6060年代初：年代初：現(xiàn)代控制理論形成現(xiàn)代控制理論形成；現(xiàn)代控制理；現(xiàn)代控制理論以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，主要分析和研究多輸入論以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，主要分析和研究多輸入- -多輸出多輸出( MIMO )( MIMO )、時(shí)變、非線性等系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)濾波、時(shí)變、非線性等系統(tǒng)的最優(yōu)控制、最優(yōu)濾波、系統(tǒng)辨識(shí)、自適應(yīng)控制、智能控制等問(wèn)題；控制理論研系統(tǒng)辨識(shí)、自適應(yīng)控制、智能控制等問(wèn)題；控制理論研究的重點(diǎn)開(kāi)始由頻域移到從本質(zhì)上說(shuō)是時(shí)域的狀態(tài)空間究的重點(diǎn)開(kāi)始由頻域移到從本質(zhì)上說(shuō)是時(shí)域的狀態(tài)空間方法。方法。 21l 19561956年：蓬特里亞金（年：蓬特里亞金（PontryaginPontryagin）

15、提出極大值原理）提出極大值原理l 19571957年：年：R. I. BellmanR. I. Bellman提出動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論提出動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論 l 19601960年：年：R. E. KalmanR. E. Kalman提出卡爾曼濾波理論提出卡爾曼濾波理論l 1960196019801980年：確定性系統(tǒng)的最優(yōu)控制、隨機(jī)系統(tǒng)的年：確定性系統(tǒng)的最優(yōu)控制、隨機(jī)系統(tǒng)的最優(yōu)控制、復(fù)雜系統(tǒng)的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)控制最優(yōu)控制、復(fù)雜系統(tǒng)的自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)控制l 19801980迄今：魯棒控制、迄今：魯棒控制、H H 控制、非線性控制、智能控控制、非線性控制、智能控制、模糊控制等制、模糊控制等22從從18681868

16、年麥克斯威爾（年麥克斯威爾（J.C.MaxwellJ.C.Maxwell）提出）提出低階系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)至今一百多年里，自低階系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)至今一百多年里，自動(dòng)控制理論的發(fā)展可分為動(dòng)控制理論的發(fā)展可分為三個(gè)主要階段：三個(gè)主要階段：第一階段：第一階段：經(jīng)典控制理論（或古典控制理論）的產(chǎn)生、發(fā)經(jīng)典控制理論（或古典控制理論）的產(chǎn)生、發(fā)展和成熟；展和成熟；第二階段：第二階段：現(xiàn)代控制理論的興起和發(fā)展；現(xiàn)代控制理論的興起和發(fā)展；第三階段：第三階段：大系統(tǒng)控制興起和發(fā)展及智能控制發(fā)展階段。大系統(tǒng)控制興起和發(fā)展及智能控制發(fā)展階段。23 1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念 控制控制: 對(duì)對(duì)象施加某種操作，使其產(chǎn)生所

17、期望的行為。對(duì)對(duì)象施加某種操作，使其產(chǎn)生所期望的行為。自動(dòng)控制自動(dòng)控制: 在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱(chēng)為控制裝置或控制器），使加的設(shè)備或裝置（稱(chēng)為控制裝置或控制器），使機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（通稱(chēng)被控對(duì)象）的某個(gè)機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（通稱(chēng)被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。規(guī)律運(yùn)行。例例.典型控制系統(tǒng)：數(shù)控機(jī)床、機(jī)車(chē)、船舶及飛機(jī)自動(dòng)駕駛、導(dǎo)彈典型控制系統(tǒng)：數(shù)控機(jī)床、機(jī)車(chē)、船舶及飛機(jī)自動(dòng)駕駛、導(dǎo)彈制導(dǎo)等。制導(dǎo)等。一、自動(dòng)控制一、自動(dòng)控制24例例. .控制實(shí)例控制實(shí)例- -

18、液面控制液面控制人工控制人工控制自動(dòng)控制自動(dòng)控制25二、控制系統(tǒng)的工作原理及其組成二、控制系統(tǒng)的工作原理及其組成加熱電阻絲加熱電阻絲220V220V調(diào)壓器調(diào)壓器人工控制的恒溫箱人工控制的恒溫箱 溫度計(jì)溫度計(jì)例：例：26人工控制恒溫箱調(diào)節(jié)過(guò)程工控制恒溫箱調(diào)節(jié)過(guò)程： 觀測(cè)恒溫箱內(nèi)的溫度（被控制量）；觀測(cè)恒溫箱內(nèi)的溫度（被控制量）； 與要求的溫度（給定值）進(jìn)行比較，得到溫度偏差的與要求的溫度（給定值）進(jìn)行比較，得到溫度偏差的大小和方向；大小和方向； 根據(jù)偏差大小和方向調(diào)節(jié)調(diào)壓器，控制加熱電阻絲的根據(jù)偏差大小和方向調(diào)節(jié)調(diào)壓器，控制加熱電阻絲的電流以調(diào)節(jié)溫度回復(fù)到要求值電流以調(diào)節(jié)溫度回復(fù)到要求值。27人

19、工控制過(guò)程的實(shí)質(zhì)：人工控制過(guò)程的實(shí)質(zhì)：檢測(cè)偏差再糾正偏差檢測(cè)偏差再糾正偏差。大腦大腦手手調(diào)壓器調(diào)壓器恒溫箱恒溫箱眼睛眼睛實(shí)際實(shí)際溫度溫度期望期望溫度溫度人工控制恒溫箱系統(tǒng)功能框圖人工控制恒溫箱系統(tǒng)功能框圖溫度計(jì)溫度計(jì)28加熱電阻絲加熱電阻絲220V220V調(diào)壓器調(diào)壓器熱電偶熱電偶給定信號(hào)給定信號(hào)比較比較電壓電壓放大器放大器功率功率放大器放大器執(zhí)行執(zhí)行電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)減速器減速器u u2 2u u1 1+ + u u恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)例：例：29恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理：恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理：恒溫箱實(shí)際溫度由熱電偶轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓恒溫箱實(shí)際溫度由熱電偶轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓u u

20、2 2；恒溫箱期望溫度由電壓恒溫箱期望溫度由電壓u u1 1給定，并與實(shí)際溫度給定，并與實(shí)際溫度u u2 2比較得到溫比較得到溫度偏差信號(hào)度偏差信號(hào) u uu u1 1 u u2 2；溫度偏差信號(hào)經(jīng)電壓、功率放大后，用以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，并溫度偏差信號(hào)經(jīng)電壓、功率放大后，用以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)調(diào)壓器動(dòng)觸頭。當(dāng)溫度偏高時(shí)，動(dòng)觸頭向減通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)調(diào)壓器動(dòng)觸頭。當(dāng)溫度偏高時(shí)，動(dòng)觸頭向減小電流的方向運(yùn)動(dòng)，反之加大電流，直到溫度達(dá)到給定值為止，小電流的方向運(yùn)動(dòng)，反之加大電流，直到溫度達(dá)到給定值為止，此時(shí)，偏差此時(shí)，偏差 u u0 0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。30給定給定信號(hào)信號(hào)電

21、壓電壓功率功率放大器放大器控制控制電機(jī)電機(jī)減減速速器器調(diào)調(diào)壓壓器器恒溫箱恒溫箱( (控制控制對(duì)象對(duì)象) )熱電偶熱電偶u u1 1u u2 2 u uu ua an nv vu u溫度溫度t t( (被控量被控量) )擾動(dòng)擾動(dòng)恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)功能框圖恒溫箱自動(dòng)控制系統(tǒng)功能框圖31 輸出量（全部或一部分）通過(guò)測(cè)量裝置返回系統(tǒng)的輸出量（全部或一部分）通過(guò)測(cè)量裝置返回系統(tǒng)的輸入端，使之與輸入量進(jìn)行比較，產(chǎn)生輸入端，使之與輸入量進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差偏差（給定信號(hào)（給定信號(hào)與返回的輸出信號(hào)之差）信號(hào)。與返回的輸出信號(hào)之差）信號(hào)。 輸出量的返回過(guò)程稱(chēng)為輸出量的返回過(guò)程稱(chēng)為反饋反饋。返回的全部或部分輸出。返

22、回的全部或部分輸出信號(hào)稱(chēng)為信號(hào)稱(chēng)為反饋信號(hào)反饋信號(hào)。從恒溫箱控制系統(tǒng)功能框圖可見(jiàn)從恒溫箱控制系統(tǒng)功能框圖可見(jiàn)： 給定量位于系統(tǒng)的輸入端，稱(chēng)為給定量位于系統(tǒng)的輸入端，稱(chēng)為系統(tǒng)輸入量系統(tǒng)輸入量。 也稱(chēng)為也稱(chēng)為參考輸入量參考輸入量（信號(hào)信號(hào)）。）。 被控制量位于系統(tǒng)的輸出端，稱(chēng)為被控制量位于系統(tǒng)的輸出端，稱(chēng)為系統(tǒng)輸出量系統(tǒng)輸出量。32反饋分類(lèi)n外反饋：外反饋：相對(duì)于被控對(duì)象而言，由附加的反饋控制裝置引起的信息交換。n內(nèi)反饋內(nèi)反饋：系統(tǒng)內(nèi)部的信息交互； 反映系統(tǒng)內(nèi)部元素之間互為因果的關(guān)系， 反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性n負(fù)反饋：負(fù)反饋：輸出（被控量）偏離設(shè)定值（目標(biāo)值）時(shí)，反饋?zhàn)饔檬馆敵銎x程度減小，并力圖達(dá)到

23、設(shè)定值。33綜上所述，控制系統(tǒng)的工作原理：綜上所述，控制系統(tǒng)的工作原理：檢測(cè)輸出量（被控制量）的實(shí)際值；檢測(cè)輸出量（被控制量）的實(shí)際值；將輸出量的實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比將輸出量的實(shí)際值與給定值（輸入量）進(jìn)行比 較得出偏差；較得出偏差； 用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得用偏差值產(chǎn)生控制調(diào)節(jié)作用去消除偏差，使得 輸出量維持期望的輸出。輸出量維持期望的輸出。 顯然，自動(dòng)控制系統(tǒng)控制方式是顯然，自動(dòng)控制系統(tǒng)控制方式是“檢測(cè)偏差再糾正偏差檢測(cè)偏差再糾正偏差”。這種基于反饋原理，能對(duì)輸出量與參考輸入量進(jìn)行比較，這種基于反饋原理，能對(duì)輸出量與參考輸入量進(jìn)行比較，并力圖保持兩者之間既定關(guān)系的系

24、統(tǒng)。稱(chēng)為并力圖保持兩者之間既定關(guān)系的系統(tǒng)。稱(chēng)為反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng)。反饋控制系統(tǒng)具備反饋控制系統(tǒng)具備測(cè)量測(cè)量、比較比較和和執(zhí)行執(zhí)行三個(gè)基本功能。三個(gè)基本功能。341.2.1研究對(duì)象與任務(wù)研究對(duì)象與任務(wù) 控制論控制論+工程技術(shù)工程技術(shù)工程控制論工程控制論 控制論控制論+機(jī)械工程機(jī)械工程機(jī)械工程控制機(jī)械工程控制 研究對(duì)象研究對(duì)象：研究：研究廣義系統(tǒng)廣義系統(tǒng)在一定在一定外界條件外界條件下，從系統(tǒng)下，從系統(tǒng)初始狀態(tài)初始狀態(tài)出發(fā)所經(jīng)歷的由其內(nèi)部出發(fā)所經(jīng)歷的由其內(nèi)部固有特性固有特性所決定的整個(gè)所決定的整個(gè)動(dòng)態(tài)歷程。動(dòng)態(tài)歷程。（1） 廣義系統(tǒng)廣義系統(tǒng): (a )可大可小，可繁可簡(jiǎn)，可虛可實(shí)。可大可小，可

25、繁可簡(jiǎn)，可虛可實(shí)。 （b）一般可建立數(shù)學(xué)模型：微分方程、傳遞函數(shù)、頻率響）一般可建立數(shù)學(xué)模型：微分方程、傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)等應(yīng)函數(shù)等 （c）系統(tǒng)具有固有特性，由結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定）系統(tǒng)具有固有特性，由結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定 （2）外界條件外界條件：指對(duì)系統(tǒng)的輸入（激勵(lì)）：指對(duì)系統(tǒng)的輸入（激勵(lì)） 包括人為激勵(lì)、控制輸入、干擾輸入等包括人為激勵(lì)、控制輸入、干擾輸入等351.2.1研究對(duì)象與任務(wù)研究對(duì)象與任務(wù)分析系統(tǒng)，就是分析分析系統(tǒng)，就是分析x(t)、g(t)、y(t)三者關(guān)系（動(dòng)態(tài)歷程）三者關(guān)系（動(dòng)態(tài)歷程）（3）初始條件初始條件：系統(tǒng)在：系統(tǒng)在x(0-)時(shí)的狀態(tài)。時(shí)的狀態(tài)。 x(0-）視為一種特殊）視為

26、一種特殊的輸入。的輸入。（4）動(dòng)態(tài)歷程動(dòng)態(tài)歷程：即系統(tǒng)的輸出：即系統(tǒng)的輸出y(t)隨隨t而變化的過(guò)程，而變化的過(guò)程， 或系統(tǒng)從一種穩(wěn)態(tài)到另一穩(wěn)態(tài)之間所經(jīng)歷的過(guò)程?；蛳到y(tǒng)從一種穩(wěn)態(tài)到另一穩(wěn)態(tài)之間所經(jīng)歷的過(guò)程。 動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性：系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程中，輸出響應(yīng)的：系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程中，輸出響應(yīng)的快速性快速性和和平穩(wěn)性平穩(wěn)性 靜態(tài)特性靜態(tài)特性：過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，系統(tǒng)工作的：過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性（穩(wěn)態(tài)誤差）（穩(wěn)態(tài)誤差）36控制系統(tǒng)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)過(guò)程控制系統(tǒng)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)過(guò)程371.2.1研究對(duì)象與任務(wù)研究對(duì)象與任務(wù)（5）系統(tǒng)）系統(tǒng)研究類(lèi)型研究類(lèi)型： （a） h(t)已定，已定， x(t)已知，求出已知

27、，求出y(t)，通過(guò)，通過(guò)y(t)研究系研究系統(tǒng)本身問(wèn)題統(tǒng)本身問(wèn)題系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析 （b) h(t)已定，已定， 確定確定x(t)，使，使y(t)符合給定最佳要求符合給定最佳要求 最優(yōu)控制最優(yōu)控制 （c） x(t)已知，確定已知，確定h(t)，使，使y(t)符合給定最佳要求符合給定最佳要求 最優(yōu)設(shè)計(jì)最優(yōu)設(shè)計(jì) （d） x(t)已知，確定已知，確定h(t)，以識(shí)別，以識(shí)別x(t)的有關(guān)信息的有關(guān)信息 濾波與預(yù)測(cè)濾波與預(yù)測(cè) （e） x(t) 、y(t)已知，確定已知，確定h(t)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)（即建立的結(jié)構(gòu)與參數(shù)（即建立數(shù)學(xué)模型）數(shù)學(xué)模型）系統(tǒng)識(shí)別或辯識(shí)系統(tǒng)識(shí)別或辯識(shí)381.2.2系統(tǒng)及其模型系統(tǒng)及其

28、模型n系統(tǒng)：由相互聯(lián)系、相互作用的若干部分構(gòu)成，具有一定的目的或運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一個(gè)整體。n系統(tǒng)與元件區(qū)別 ky(t)f(t)mmy(t)ky(t)f(t)391.2.2系統(tǒng)及其模型系統(tǒng)及其模型n機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)：以實(shí)現(xiàn)一定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、承受一定的機(jī)械載荷為目的，有機(jī)械元件組成的系統(tǒng)激勵(lì)激勵(lì)響應(yīng)響應(yīng)控制：人為的有意識(shí)地加上去的激勵(lì)擾動(dòng)：偶然的產(chǎn)生而無(wú)法完全人為控制的激勵(lì)401.2.2系統(tǒng)及其模型系統(tǒng)及其模型n模型（數(shù)學(xué)模型）：模型（數(shù)學(xué)模型）：是指用數(shù)學(xué)方法所描述的抽象的理論模型，用來(lái)表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間，或系統(tǒng)與外界環(huán)境之間的關(guān)系。n靜態(tài)模型：靜態(tài)模型：反映系統(tǒng)在恒定載荷或緩變載荷作用下或在系統(tǒng)平

29、衡狀態(tài)下的特性 現(xiàn)時(shí)輸入 現(xiàn)時(shí)輸出 代數(shù)公式描述代數(shù)公式描述n動(dòng)態(tài)模型：動(dòng)態(tài)模型：系統(tǒng)在迅變載荷或在系統(tǒng)不平衡狀態(tài)下的特性。 輸入及之前的時(shí)間歷程 輸出 微分方程微分方程411.2.31.2.3系統(tǒng)的分類(lèi)及對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求系統(tǒng)的分類(lèi)及對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求1 1、開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制實(shí)際的控制系統(tǒng)根據(jù)有無(wú)反饋?zhàn)饔每煞譃椋簩?shí)際的控制系統(tǒng)根據(jù)有無(wú)反饋?zhàn)饔每煞譃椋?開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)42 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)特點(diǎn)：系統(tǒng)僅受輸入量和擾動(dòng)量控制；輸出端和輸入端之間不存在系統(tǒng)僅受輸入量和擾動(dòng)量控制；輸出端和輸入端之間不存在反饋回路；輸出量在整個(gè)控

30、制過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)控制不產(chǎn)生任何影響。反饋回路；輸出量在整個(gè)控制過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)控制不產(chǎn)生任何影響。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠。若組成系統(tǒng)的元件特性和參數(shù)值比簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠。若組成系統(tǒng)的元件特性和參數(shù)值比較穩(wěn)定，且外界干擾較小，開(kāi)環(huán)控制能夠保持一定的精度。較穩(wěn)定，且外界干擾較小，開(kāi)環(huán)控制能夠保持一定的精度?？刂破骺刂破鲗?duì)象或過(guò)程對(duì)象或過(guò)程輸入量輸入量輸出量輸出量開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)框圖開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)框圖缺點(diǎn)缺點(diǎn)：精度通常較低、無(wú)自動(dòng)糾偏能力。：精度通常較低、無(wú)自動(dòng)糾偏能力。43 閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)特點(diǎn)：輸出端和輸入端之間存在反饋回路，輸出量對(duì)控制過(guò)程有輸出端和輸入端之間存在反饋回路，輸出量對(duì)控制過(guò)

31、程有直接影響。閉環(huán)的作用：應(yīng)用反饋，減少偏差。直接影響。閉環(huán)的作用：應(yīng)用反饋，減少偏差。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：精度高，對(duì)外部擾動(dòng)和系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感。精度高，對(duì)外部擾動(dòng)和系統(tǒng)參數(shù)變化不敏感。 控制器控制器對(duì)象或過(guò)程對(duì)象或過(guò)程輸入量輸入量輸出量輸出量測(cè)量元件測(cè)量元件閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖反饋量反饋量缺點(diǎn)缺點(diǎn)：存在穩(wěn)定、振蕩、超調(diào)等問(wèn)題，系統(tǒng)性能分析和設(shè)計(jì)存在穩(wěn)定、振蕩、超調(diào)等問(wèn)題，系統(tǒng)性能分析和設(shè)計(jì)麻煩。麻煩。 44閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成給定給定元件元件 +串聯(lián)校正串聯(lián)校正元件元件放大變換放大變換元件元件執(zhí)行執(zhí)行元件元件控制控制對(duì)象對(duì)象_ +_并聯(lián)校正并聯(lián)校正元件元件局部局部反饋反

32、饋反饋元件反饋元件主反主反饋饋控制部分控制部分比較比較元件元件比較比較元件元件輸入信號(hào)輸入信號(hào) x xi i偏差信號(hào)偏差信號(hào) e e主反饋信號(hào)主反饋信號(hào) x xb b擾動(dòng)信號(hào)擾動(dòng)信號(hào)輸出輸出 x xo o閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成45 反饋元件反饋元件 測(cè)量被控制量（輸出量），產(chǎn)生反饋信號(hào)。測(cè)量被控制量（輸出量），產(chǎn)生反饋信號(hào)。 為便于傳輸，反饋信號(hào)通常為電信號(hào)。為便于傳輸，反饋信號(hào)通常為電信號(hào)。 比較元件比較元件 對(duì)給定信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差對(duì)給定信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號(hào)；信號(hào)； 放大元件放大元件 對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行放大，使之有足夠的能量驅(qū)對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行放大，使之

33、有足夠的能量驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)控制功能。動(dòng)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)控制功能。 給定元件給定元件 產(chǎn)生給定信號(hào)或輸入信號(hào)。產(chǎn)生給定信號(hào)或輸入信號(hào)。 執(zhí)行元件執(zhí)行元件 直接對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行操縱的元件；如電動(dòng)機(jī)、直接對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行操縱的元件；如電動(dòng)機(jī)、液壓馬達(dá)等；液壓馬達(dá)等； 校正元件校正元件 用以改善系統(tǒng)控制質(zhì)量的裝置。用以改善系統(tǒng)控制質(zhì)量的裝置。462、按數(shù)學(xué)模型分類(lèi)（線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)）、按數(shù)學(xué)模型分類(lèi)（線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)） 線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)由線性元件組成，輸入輸出間具有疊由線性元件組成，輸入輸出間具有疊加性和均勻性性質(zhì)，以線性微分方程加性和均勻性性質(zhì)，以線性微分方程來(lái)表述。來(lái)表述。 非線性系統(tǒng)非線性系統(tǒng)

34、系統(tǒng)中有非線性元件，輸入系統(tǒng)中有非線性元件，輸入輸出間不具有疊加性和均勻輸出間不具有疊加性和均勻性性質(zhì)。用非線性微分方程性性質(zhì)。用非線性微分方程來(lái)表述。來(lái)表述。47 定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)3、按時(shí)間概念分、按時(shí)間概念分定常系統(tǒng)：系統(tǒng)中所有參數(shù)都不隨時(shí)間變化時(shí)變系統(tǒng)：484 4、按給定量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分、按給定量的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分 恒值控制系統(tǒng)恒值控制系統(tǒng) 系統(tǒng)輸入量為恒定值?？刂迫蝿?wù)是保證在任何擾動(dòng)作用系統(tǒng)輸入量為恒定值。控制任務(wù)是保證在任何擾動(dòng)作用下系統(tǒng)的輸出量為恒值。下系統(tǒng)的輸出量為恒值。 程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng) 輸入量的變化規(guī)律預(yù)先確知，輸入裝置根據(jù)輸入的變化輸入量的變化規(guī)律預(yù)先確

35、知，輸入裝置根據(jù)輸入的變化規(guī)律，發(fā)出控制指令，使被控對(duì)象按照指令程序的要求而運(yùn)規(guī)律，發(fā)出控制指令，使被控對(duì)象按照指令程序的要求而運(yùn)動(dòng)。如數(shù)控加工系統(tǒng)。動(dòng)。如數(shù)控加工系統(tǒng)。 隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)） 輸入量的變化規(guī)律不能預(yù)先確知，其控制要求是輸出量輸入量的變化規(guī)律不能預(yù)先確知，其控制要求是輸出量迅速、平穩(wěn)地跟隨輸入量的變化，并能排除各種干擾因素的迅速、平穩(wěn)地跟隨輸入量的變化，并能排除各種干擾因素的影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化規(guī)律。影響，準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化規(guī)律。495、按系統(tǒng)中傳遞信號(hào)的性質(zhì)分類(lèi)按系統(tǒng)中傳遞信號(hào)的性質(zhì)分類(lèi) 連續(xù)控制系統(tǒng)連續(xù)控制系統(tǒng) 系統(tǒng)中各部分傳遞的信號(hào)為隨

36、時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。連系統(tǒng)中各部分傳遞的信號(hào)為隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。連續(xù)控制系統(tǒng)通常采用微分方程描述。續(xù)控制系統(tǒng)通常采用微分方程描述。 離散（數(shù)字）控制系統(tǒng)離散（數(shù)字）控制系統(tǒng) 系統(tǒng)中某一處或多處的信號(hào)為脈沖序列或數(shù)字量傳遞系統(tǒng)中某一處或多處的信號(hào)為脈沖序列或數(shù)字量傳遞的系統(tǒng)。離散控制系統(tǒng)通常采用差分方程描述。的系統(tǒng)。離散控制系統(tǒng)通常采用差分方程描述。 506 6、其它分類(lèi)系統(tǒng)、其它分類(lèi)系統(tǒng) 機(jī)械、電氣、機(jī)電、液壓、氣動(dòng)、熱力等機(jī)械、電氣、機(jī)電、液壓、氣動(dòng)、熱力等控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 溫度、壓力、位置等控制系統(tǒng)溫度、壓力、位置等控制系統(tǒng)51系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的量量 1、 輸出量（被控量、被控參量）輸出

37、量（被控量、被控參量）x0：最終控制的目標(biāo)值。：最終控制的目標(biāo)值。 2、控制量（給定量）控制量（給定量）xi：根據(jù)設(shè)計(jì)要求與輸出量相適應(yīng)的：根據(jù)設(shè)計(jì)要求與輸出量相適應(yīng)的預(yù)先給定信號(hào)。預(yù)先給定信號(hào)。 3、干擾量（擾動(dòng)量）：引起輸出變化的各種外部和內(nèi)部條干擾量（擾動(dòng)量）：引起輸出變化的各種外部和內(nèi)部條件，屬于一種偶然的無(wú)法人為控制的隨機(jī)輸入信號(hào)。件，屬于一種偶然的無(wú)法人為控制的隨機(jī)輸入信號(hào)。 4、 輸入量：控制量與干擾量的總稱(chēng)，一般多指控制量。輸入量：控制量與干擾量的總稱(chēng)，一般多指控制量。 5、 反饋量：由輸出端引回到輸入端的量。反饋量：由輸出端引回到輸入端的量。 6、 偏差量：控制量與反饋量之差

38、。偏差量：控制量與反饋量之差。 7、 誤差量：實(shí)際輸出量與希望輸出量之差值。誤差量：實(shí)際輸出量與希望輸出量之差值。 e (t)=x0 (t)x0*(t)521.2.5對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求（1）穩(wěn)定性 穩(wěn)定性就是指系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的振蕩傾向和系統(tǒng)恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。輸出量偏離平衡狀態(tài)后應(yīng)隨著時(shí)間收斂并且回到初始的平衡狀態(tài)。 穩(wěn)定性是系統(tǒng)工作的首要條件。 穩(wěn)穩(wěn) 準(zhǔn)準(zhǔn) 快快53（2）快速性 這是在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下提出的。指當(dāng)系統(tǒng)輸出量與給定的輸入量之間產(chǎn)生偏差時(shí)，消除這種偏差過(guò)程的快速程度。（3）準(zhǔn)確性 指調(diào)整過(guò)程結(jié)束后，輸出量與給定的輸入量之間的偏差，即靜態(tài)精度（穩(wěn)態(tài)精度），這也是衡量系統(tǒng)工作性能的重

39、要指標(biāo)。1.2.5對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求54注意：注意： 不同性質(zhì)的控制系統(tǒng)，對(duì)穩(wěn)定性、精確性和快不同性質(zhì)的控制系統(tǒng)，對(duì)穩(wěn)定性、精確性和快 速性要求各有側(cè)重。速性要求各有側(cè)重。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性、快速性相互制約，應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性、快速性相互制約，應(yīng) 根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。根據(jù)實(shí)際需求合理選擇。55 1.3 本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法一、本課程的主要內(nèi)容和特點(diǎn)一、本課程的主要內(nèi)容和特點(diǎn)1 1、主要內(nèi)容、主要內(nèi)容 介紹經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)，包括：介紹經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)，包括： 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析控制系統(tǒng)的時(shí)域分析 控制系統(tǒng)的頻域分析控制系統(tǒng)的

40、頻域分析 控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和校正控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和校正562 2、課程特點(diǎn)、課程特點(diǎn) 內(nèi)容豐富，理論性較強(qiáng)內(nèi)容豐富，理論性較強(qiáng) 基礎(chǔ)知識(shí)要求高，技術(shù)更新快基礎(chǔ)知識(shí)要求高，技術(shù)更新快 緊密聯(lián)系實(shí)際，研究帶有普遍性緊密聯(lián)系實(shí)際，研究帶有普遍性57二、本課程的學(xué)習(xí)方法二、本課程的學(xué)習(xí)方法 思考問(wèn)題，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題思考問(wèn)題，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題 重視抽象思維與實(shí)際結(jié)合重視抽象思維與實(shí)際結(jié)合 重視習(xí)題，獨(dú)立完成作業(yè)重視習(xí)題，獨(dú)立完成作業(yè)58例例1.11.1設(shè)電熱水器如下圖所示。為了保持希望的溫度，由溫控開(kāi)設(shè)電熱水器如下圖所示。為了保持希望的溫度，由溫控開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)電加熱器的電源。在使用熱水時(shí)