自动控制理论

电气信息学院

舒欣梅

第一章第一章第一章第一章第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论绪论

第一节第一节第一节第一节 基本概念基本概念基本概念基本概念

第二节第二节第二节第二节 开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制第二节第二节第二节第二节 开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制

第三节第三节第三节第三节 自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类

第四节第四节第四节第四节 基本 能要求基本 能要求基本 能要求基本 能要求

一一一一 自动控制理论的发展史自动控制理论的发展史自动控制理论的发展史自动控制理论的发展史

1.经典控制理论时期 1940-1960

对单输入单输出系统进行分析，采用频率法 根轨迹法相平面法 描述函数法 讨论系统稳定性的代数和几何判据以及校正网络等

2.现代控制理论时期 50年代末-60年代初2.现代控制理论时期 50年代末-60年代初

解决多输入 多输出 时变参数 高精度复杂系统的控制问题

3.大系统和智能控制时期 70年代

各学科相互渗透，要分析的系统越来越大，越来越复杂例人工智能 模拟人的人脑功能 机器人等

二二二二 自动控制技术的作用自动控制技术的作用自动控制技术的作用自动控制技术的作用二二二二 自动控制技术的作用自动控制技术的作用自动控制技术的作用自动控制技术的作用1. 自动控制技术的应用仅使生产过程实现了自动化，极大地提高了劳动生产率，减轻了人的劳动 度

2. 自动控制使工作具有高度的准确性，大大地提高了武器的命中率和战斗力，例如火炮地提高了武器的命中率和战斗力，例如火炮自动跟踪系统必须采用计算机控制才能打下高速高空飞行的飞机

3. 某些人们不能直接参与工作的场合就更离不开自动控制技术了，例如原子能的生产火炮或导弹的制导等等

自动控制自动控制自动控制自动控制是指在是指在是指在是指在无人无人无人无人直接参与的情况下直接参与的情况下直接参与的情况下直接参与的情况下，，，，利用自动控利用自动控利用自动控利用自动控制装置制装置制装置制装置 简称简称简称简称控制器控制器控制器控制器 使整个生产过程或工作机械使整个生产过程或工作机械使整个生产过程或工作机械使整个生产过程或工作机械 称为称为称为称为被控对象被控对象被控对象被控对象 自动地自动地自动地自动地按预先按预先按预先按预先规定的规律运行规定的规律运行规定的规律运行规定的规律运行，，，，或使它的某些或使它的某些或使它的某些或使它的某些参数参数参数参数 称为被控量称为被控量称为被控量称为被控量 按预定要求变化按预定要求变化按预定要求变化按预定要求变化

三三三三 自动控制基本概念自动控制基本概念自动控制基本概念自动控制基本概念三三三三 自动控制基本概念自动控制基本概念自动控制基本概念自动控制基本概念

无人无人无人无人

驾驶驾驶驾驶驾驶

飞机飞机飞机飞机

地空导弹地空导弹地空导弹地空导弹

哈勃望远镜哈勃望远镜哈勃望远镜哈勃望远镜哈勃望远镜哈勃望远镜哈勃望远镜哈勃望远镜

现代工厂现代工厂现代工厂现代工厂 飞机导航飞机导航飞机导航飞机导航

工业自动生产线工业自动生产线工业自动生产线工业自动生产线工业自动生产线工业自动生产线工业自动生产线工业自动生产线

举例举例举例举例举例举例举例举例

恒温箱自动控制原理图恒温箱自动控制原理图恒温箱自动控制原理图恒温箱自动控制原理图恒温箱自动控制原理图恒温箱自动控制原理图恒温箱自动控制原理图恒温箱自动控制原理图

☀☀☀☀给定量给定量给定量给定量((((输入量输入量输入量输入量)))) 系统输出量的要求值系统输出量的要求值系统输出量的要求值系统输出量的要求值

☀☀☀☀被控量被控量被控量被控量((((输出量输出量输出量输出量)))) 被控系统所控制的物理量被控系统所控制的物理量被控系统所控制的物理量被控系统所控制的物理量

☀☀☀☀反馈量反馈量反馈量反馈量 与输出成正比或成某种函数关系与输出成正比或成某种函数关系与输出成正比或成某种函数关系与输出成正比或成某种函数关系,,,,与给定与给定与给定与给定

量有相同量纲和数量级的信号量有相同量纲和数量级的信号量有相同量纲和数量级的信号量有相同量纲和数量级的信号

控制系统中的常用术语控制系统中的常用术语控制系统中的常用术语控制系统中的常用术语控制系统中的常用术语控制系统中的常用术语控制系统中的常用术语控制系统中的常用术语

量有相同量纲和数量级的信号量有相同量纲和数量级的信号量有相同量纲和数量级的信号量有相同量纲和数量级的信号

☀☀☀☀偏差量偏差量偏差量偏差量 给定量与主反馈量之差给定量与主反馈量之差给定量与主反馈量之差给定量与主反馈量之差

☀☀☀☀控制量控制量控制量控制量 作用于被控对象的信号作用于被控对象的信号作用于被控对象的信号作用于被控对象的信号

☀☀☀☀扰动量扰动量扰动量扰动量 对系统输出量有不利影响的输入量对系统输出量有不利影响的输入量对系统输出量有不利影响的输入量对系统输出量有不利影响的输入量

☀☀☀☀被控对象被控对象被控对象被控对象 被控制的机器被控制的机器被控制的机器被控制的机器 设备或生产过程设备或生产过程设备或生产过程设备或生产过程

1 定义 如果系统的输出量不参与对系统的控制，则称为开环控制

2 开环控制系统的特点

一一一一 开环控制开环控制开环控制开环控制一一一一 开环控制开环控制开环控制开环控制

第二节第二节第二节第二节第二节第二节第二节第二节 开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制

2 开环控制系统的特点

优点 线路简单 成本低 工作稳定

缺点 控制精度低

3 例子 直流电动机转速开环控制系统

直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统直流电动机转速开环控制系统

控制器控制器控制器控制器被 控 对 象被 控 对 象被 控 对 象被 控 对 象

(直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机)

扰动量扰动量扰动量扰动量

r(t)

输入量输入量输入量输入量

输出量输出量输出量输出量

(被控制量被控制量被控制量被控制量)

c(t)

控制量控制量控制量控制量

u(t)

n(t)

1111 定义定义定义定义 如果系统的输出量参与对系统的控制如果系统的输出量参与对系统的控制如果系统的输出量参与对系统的控制如果系统的输出量参与对系统的控制，，，，则称为闭环控制则称为闭环控制则称为闭环控制则称为闭环控制2222 闭环控制系统的特点闭环控制系统的特点闭环控制系统的特点闭环控制系统的特点负反馈控制原理负反馈控制原理负反馈控制原理负反馈控制原理 将系统输出量引回输入端将系统输出量引回输入端将系统输出量引回输入端将系统输出量引回输入端，，，，与与与与

二二二二 闭环控制闭环控制闭环控制闭环控制二二二二 闭环控制闭环控制闭环控制闭环控制

负反馈控制原理负反馈控制原理负反馈控制原理负反馈控制原理 将系统输出量引回输入端将系统输出量引回输入端将系统输出量引回输入端将系统输出量引回输入端，，，，与与与与输入量相比较输入量相比较输入量相比较输入量相比较，，，，利用所得偏差进行控制利用所得偏差进行控制利用所得偏差进行控制利用所得偏差进行控制，，，，使偏差减小使偏差减小使偏差减小使偏差减小或消除或消除或消除或消除

优点优点优点优点 具有较强的抗干扰能力具有较强的抗干扰能力具有较强的抗干扰能力具有较强的抗干扰能力，，，，控制精度高控制精度高控制精度高控制精度高缺点缺点缺点缺点 线路复杂线路复杂线路复杂线路复杂 成本高成本高成本高成本高，，，，系统参数配合不当时系统参数配合不当时系统参数配合不当时系统参数配合不当时

，，，，容易产生振荡甚至不稳定容易产生振荡甚至不稳定容易产生振荡甚至不稳定容易产生振荡甚至不稳定，，，，使系统无法工作使系统无法工作使系统无法工作使系统无法工作

直流电动机转速闭环控制系统直流电动机转速闭环控制系统直流电动机转速闭环控制系统直流电动机转速闭环控制系统

开环控制系统与闭环控制系统区别开环控制系统与闭环控制系统区别开环控制系统与闭环控制系统区别开环控制系统与闭环控制系统区别� (1)(1)(1)(1)在开环系统中在开环系统中在开环系统中在开环系统中，，，，只有从输入端到输出端从只有从输入端到输出端从只有从输入端到输出端从只有从输入端到输出端从

左向右的信号传递通道左向右的信号传递通道左向右的信号传递通道左向右的信号传递通道 前向通道前向通道前向通道前向通道 。。。。闭环控闭环控闭环控闭环控

制系统中除前向通道外制系统中除前向通道外制系统中除前向通道外制系统中除前向通道外，，，，还必须有从输出端到还必须有从输出端到还必须有从输出端到还必须有从输出端到

输入端的信号传递通道输入端的信号传递通道输入端的信号传递通道输入端的信号传递通道 反馈通道反馈通道反馈通道反馈通道 ，，，，使输出使输出使输出使输出

信号也参与控制作用反馈通道信号也参与控制作用反馈通道信号也参与控制作用反馈通道信号也参与控制作用反馈通道。。。。信号也参与控制作用反馈通道信号也参与控制作用反馈通道信号也参与控制作用反馈通道信号也参与控制作用反馈通道。。。。

� (2) (2) (2) (2) 闭环系统必须有检测环节闭环系统必须有检测环节闭环系统必须有检测环节闭环系统必须有检测环节，，，，给定环节和比给定环节和比给定环节和比给定环节和比

较环节较环节较环节较环节，，，，才能得到偏差信号才能得到偏差信号才能得到偏差信号才能得到偏差信号。。。。

� (3)(3)(3)(3)闭环控制系统是利用偏差量作为控制信号闭环控制系统是利用偏差量作为控制信号闭环控制系统是利用偏差量作为控制信号闭环控制系统是利用偏差量作为控制信号

纠正偏差的纠正偏差的纠正偏差的纠正偏差的，，，，因此系统中必须具有执行纠正因此系统中必须具有执行纠正因此系统中必须具有执行纠正因此系统中必须具有执行纠正

偏差这一任务的执行结构偏差这一任务的执行结构偏差这一任务的执行结构偏差这一任务的执行结构。。。。

例例例例 水位控制系统水位控制系统水位控制系统水位控制系统被控量是水池的水位高度被控量是水池的水位高度被控量是水池的水位高度被控量是水池的水位高度hhhh

出水量出水量出水量出水量QQQQ2222

为干扰量为干扰量为干扰量为干扰量

开环控制系统开环控制系统开环控制系统开环控制系统

负反馈闭环控制系统负反馈闭环控制系统负反馈闭环控制系统负反馈闭环控制系统

正反馈闭环控制系统正反馈闭环控制系统正反馈闭环控制系统正反馈闭环控制系统

闭环闭环闭环闭环控制系统的框图组成控制系统的框图组成控制系统的框图组成控制系统的框图组成� 1111 测量元件测量元件测量元件测量元件：：：：对系统输出进行测量并反馈到输入对系统输出进行测量并反馈到输入对系统输出进行测量并反馈到输入对系统输出进行测量并反馈到输入

端端端端，，，，也称敏感元件也称敏感元件也称敏感元件也称敏感元件。。。。

� 2222 比较元件比较元件比较元件比较元件：：：：对系统输出量与输入量进行比较后对系统输出量与输入量进行比较后对系统输出量与输入量进行比较后对系统输出量与输入量进行比较后

得到偏差得到偏差得到偏差得到偏差 误差误差误差误差 信号信号信号信号，，，，起信号的综合作用起信号的综合作用起信号的综合作用起信号的综合作用。。。。

� 3333 放大元件放大元件放大元件放大元件：：：：对微弱的偏差信号进行放大和变换对微弱的偏差信号进行放大和变换对微弱的偏差信号进行放大和变换对微弱的偏差信号进行放大和变换，，，，

输出有足够功率和要求的物理量输出有足够功率和要求的物理量输出有足够功率和要求的物理量输出有足够功率和要求的物理量。。。。输出有足够功率和要求的物理量输出有足够功率和要求的物理量输出有足够功率和要求的物理量输出有足够功率和要求的物理量。。。。

� 4444 执行机构执行机构执行机构执行机构：：：：根据放大后的偏差信号根据放大后的偏差信号根据放大后的偏差信号根据放大后的偏差信号，，，，对被控对对被控对对被控对对被控对

象执行控制任务象执行控制任务象执行控制任务象执行控制任务，，，，使被控对象与希望值趋于一使被控对象与希望值趋于一使被控对象与希望值趋于一使被控对象与希望值趋于一 。。。。

� 5555 被控对象被控对象被控对象被控对象：：：：指自动控制系统根据需要进行控制指自动控制系统根据需要进行控制指自动控制系统根据需要进行控制指自动控制系统根据需要进行控制

的机器的机器的机器的机器、、、、设备或生产过程设备或生产过程设备或生产过程设备或生产过程

� 6666 校正装置校正装置校正装置校正装置：：：：对系统的参数或结构进行调整对系统的参数或结构进行调整对系统的参数或结构进行调整对系统的参数或结构进行调整，，，，用用用用

于改善系统框图于改善系统框图于改善系统框图于改善系统框图。。。。

反馈控制系统方框图反馈控制系统方框图反馈控制系统方框图反馈控制系统方框图反馈控制系统方框图反馈控制系统方框图反馈控制系统方框图反馈控制系统方框图

练习练习练习练习写出电位器位置随动系统的结构框图写出电位器位置随动系统的结构框图写出电位器位置随动系统的结构框图写出电位器位置随动系统的结构框图写出电位器位置随动系统的结构框图写出电位器位置随动系统的结构框图写出电位器位置随动系统的结构框图写出电位器位置随动系统的结构框图

电位器电位器电位器电位器

接收接收接收接收

装置装置装置装置

放大器放大器放大器放大器

电机电机电机电机

齿轮齿轮齿轮齿轮

电位器电位器电位器电位器

rθ

rU U∆

dU c

θ

cU

一一一一 按是否形成按是否形成按是否形成按是否形成闭合回路闭合回路闭合回路闭合回路分类分类分类分类::::

11 开环控制开环控制开环控制开环控制开环控制开环控制开环控制开环控制系统系统系统系统系统系统系统系统

顺向作用顺向作用顺向作用顺向作用，，，，没有反向的联系没有反向的联系没有反向的联系没有反向的联系，，，，没有修正偏差能没有修正偏差能没有修正偏差能没有修正偏差能

力力力力，，，，抗扰动 较差抗扰动 较差抗扰动 较差抗扰动 较差。。。。结构简单结构简单结构简单结构简单、、、、调整方便调整方便调整方便调整方便、、、、成本低成本低成本低成本低

第三节第三节第三节第三节第三节第三节第三节第三节 自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类自动控制系统的分类

。。。。在精度要求不高或扰动影响较小的情况下在精度要求不高或扰动影响较小的情况下在精度要求不高或扰动影响较小的情况下在精度要求不高或扰动影响较小的情况下，，，，这种这种这种这种

控制方式还有一定的实用价值控制方式还有一定的实用价值控制方式还有一定的实用价值控制方式还有一定的实用价值。。。。

22 闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统

偏差控制偏差控制偏差控制偏差控制，，，，可以抑制内可以抑制内可以抑制内可以抑制内、、、、外扰动对被控制量产外扰动对被控制量产外扰动对被控制量产外扰动对被控制量产

生的影响生的影响生的影响生的影响。。。。精度高精度高精度高精度高、、、、结构复杂结构复杂结构复杂结构复杂，，，，设计设计设计设计、、、、分析麻烦分析麻烦分析麻烦分析麻烦。。。。

二二二二二二二二 按按按按按按按按给定给定给定给定给定给定给定给定信号分类信号分类信号分类信号分类信号分类信号分类信号分类信号分类::::::::

1 恒值控制系统恒值控制系统恒值控制系统恒值控制系统

输入为常数输入为常数输入为常数输入为常数，，，，系统能排除扰动影响系统能排除扰动影响系统能排除扰动影响系统能排除扰动影响，，，，使输出保持使输出保持使输出保持使输出保持

恒定不变恒定不变恒定不变恒定不变。。。。

2 随动控制系统随动控制系统随动控制系统随动控制系统

输入是时间的未知函数输入是时间的未知函数输入是时间的未知函数输入是时间的未知函数，，，，要求输出跟随输入信号要求输出跟随输入信号要求输出跟随输入信号要求输出跟随输入信号

变化变化变化变化。。。。

3 程序控制系统程序控制系统程序控制系统程序控制系统

输入量是时间的已知函数输入量是时间的已知函数输入量是时间的已知函数输入量是时间的已知函数，，，，要求输出以一定精度要求输出以一定精度要求输出以一定精度要求输出以一定精度

跟随输入信号变化跟随输入信号变化跟随输入信号变化跟随输入信号变化。。。。

三三三三 按按按按数学 述数学 述数学 述数学 述分类分类分类分类::::

1111、、、、线 控制系统线 控制系统线 控制系统线 控制系统：：：：用线 方程描述的系统用线 方程描述的系统用线 方程描述的系统用线 方程描述的系统

质质质质：：：：1111 组成系统的所有元件都是线 元件组成系统的所有元件都是线 元件组成系统的所有元件都是线 元件组成系统的所有元件都是线 元件

2222 具有齐次 和叠加具有齐次 和叠加具有齐次 和叠加具有齐次 和叠加

2222、、、、非线 控制系统非线 控制系统非线 控制系统非线 控制系统：：：：用非线 方程描述的系统用非线 方程描述的系统用非线 方程描述的系统用非线 方程描述的系统

质质质质：：：：1111 系统中只要有一个非线 元件就是非线 系统系统中只要有一个非线 元件就是非线 系统系统中只要有一个非线 元件就是非线 系统系统中只要有一个非线 元件就是非线 系统

2222 不满足叠加原理不满足叠加原理不满足叠加原理不满足叠加原理2222 不满足叠加原理不满足叠加原理不满足叠加原理不满足叠加原理

四四四四 按按按按时间信号的性质时间信号的性质时间信号的性质时间信号的性质分类分类分类分类

1111、、、、连续时间系统连续时间系统连续时间系统连续时间系统：：：：系统中所有信号都是连续函系统中所有信号都是连续函系统中所有信号都是连续函系统中所有信号都是连续函

数形成的模拟量数形成的模拟量数形成的模拟量数形成的模拟量。。。。

2222、、、、离散时间系统离散时间系统离散时间系统离散时间系统：：：：系统中的信号 少有一处是系统中的信号 少有一处是系统中的信号 少有一处是系统中的信号 少有一处是

以脉冲序列或数码形式传递以脉冲序列或数码形式传递以脉冲序列或数码形式传递以脉冲序列或数码形式传递。。。。

五五五五 按系统按系统按系统按系统五五五五 按系统按系统按系统按系统输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量分类分类分类分类分类分类分类分类五五五五 按系统按系统按系统按系统五五五五 按系统按系统按系统按系统输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量输入输出信号的数量分类分类分类分类分类分类分类分类

1111、、、、单输入单输出系统单输入单输出系统单输入单输出系统单输入单输出系统：：：： 只有一个输入量一个只有一个输入量一个只有一个输入量一个只有一个输入量一个

输出量的系统输出量的系统输出量的系统输出量的系统。。。。

2222、、、、多输入多数出系统多输入多数出系统多输入多数出系统多输入多数出系统：：：：有两个或两个以上的有两个或两个以上的有两个或两个以上的有两个或两个以上的

输入量或输出量的系统输入量或输出量的系统输入量或输出量的系统输入量或输出量的系统。。。。

第四节第四节第四节第四节第四节第四节第四节第四节 基本性能要求基本性能要求基本性能要求基本性能要求基本性能要求基本性能要求基本性能要求基本性能要求

性能性能性能性能 稳稳稳稳定性定性定性定性 长期稳定性长期稳定性长期稳定性长期稳定性 准准准准确性确性确性确性 精度精度精度精度

和和和和快快快快速性速性速性速性 相对稳定性相对稳定性相对稳定性相对稳定性

���� 稳定性稳定性稳定性稳定性 当系统受到扰动后当系统受到扰动后当系统受到扰动后当系统受到扰动后，，，，经过一定经过一定经过一定经过一定时间后时间后时间后时间后，，，，系统能够回到原来的平衡状态系统能够回到原来的平衡状态系统能够回到原来的平衡状态系统能够回到原来的平衡状态时间后时间后时间后时间后，，，，系统能够回到原来的平衡状态系统能够回到原来的平衡状态系统能够回到原来的平衡状态系统能够回到原来的平衡状态

对系统的基本要求对系统的基本要求对系统的基本要求对系统的基本要求，，，，不稳定的系统不不稳定的系统不不稳定的系统不不稳定的系统不

能实现预定任务能实现预定任务能实现预定任务能实现预定任务。。。。

通常由系统的结构决定通常由系统的结构决定通常由系统的结构决定通常由系统的结构决定，，，，与外界因素无关与外界因素无关与外界因素无关与外界因素无关

。。。。

���� 快速性快速性快速性快速性 对过渡过程的形式和快慢对过渡过程的形式和快慢对过渡过程的形式和快慢对过渡过程的形式和快慢

出要求出要求出要求出要求，，，，一般称为动态性能一般称为动态性能一般称为动态性能一般称为动态性能

动态过程的类型动态过程的类型动态过程的类型动态过程的类型

(a)单调过程单调过程单调过程单调过程 (b)衰减振荡过程衰减振荡过程衰减振荡过程衰减振荡过程(a)单调过程单调过程单调过程单调过程 (b)衰减振荡过程衰减振荡过程衰减振荡过程衰减振荡过程

(c)等幅振荡过程等幅振荡过程等幅振荡过程等幅振荡过程 (d)发散振荡过程发散振荡过程发散振荡过程发散振荡过程

���� 为了满足生产过程的要求为了满足生产过程的要求为了满足生产过程的要求为了满足生产过程的要求，，，，我们希望控制系我们希望控制系我们希望控制系我们希望控制系

统的动态过程不仅是稳定的统的动态过程不仅是稳定的统的动态过程不仅是稳定的统的动态过程不仅是稳定的，，，，并且希望过渡过程并且希望过渡过程并且希望过渡过程并且希望过渡过程

时间时间时间时间((((又称调整时间又称调整时间又称调整时间又称调整时间))))越短越好越短越好越短越好越短越好，，，，振荡幅度越小越振荡幅度越小越振荡幅度越小越振荡幅度越小越

好好好好，，，，衰减得越快越好衰减得越快越好衰减得越快越好衰减得越快越好。。。。但是有矛盾但是有矛盾但是有矛盾但是有矛盾，，，，如果要求过如果要求过如果要求过如果要求过

渡过程时间很短渡过程时间很短渡过程时间很短渡过程时间很短，，，，可能使动态误差可能使动态误差可能使动态误差可能使动态误差((((偏差偏差偏差偏差))))过大过大过大过大。。。。

合理的设计应该兼顾这两方面的要求合理的设计应该兼顾这两方面的要求合理的设计应该兼顾这两方面的要求合理的设计应该兼顾这两方面的要求。。。。

���� 准确性准确性准确性准确性 又称稳态精度又称稳态精度又称稳态精度又称稳态精度，，，，用稳态误差来表示用稳态误差来表示用稳态误差来表示用稳态误差来表示

如果在给定信号作用下如果在给定信号作用下如果在给定信号作用下如果在给定信号作用下，，，，当系统达到稳态后当系统达到稳态后当系统达到稳态后当系统达到稳态后，，，，

稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫

做给定稳态误差做给定稳态误差做给定稳态误差做给定稳态误差 显然显然显然显然，，，，这种误差越小这种误差越小这种误差越小这种误差越小，，，，表示系表示系表示系表示系

统的输出跟随参考输入的精度越高统的输出跟随参考输入的精度越高统的输出跟随参考输入的精度越高统的输出跟随参考输入的精度越高

1111 系统的绝对稳定性系统的绝对稳定性系统的绝对稳定性系统的绝对稳定性

2222 系统 有好的动态性能和稳态性能系统 有好的动态性能和稳态性能系统 有好的动态性能和稳态性能系统 有好的动态性能和稳态性能

动态性能动态性能动态性能动态性能 稳稳稳稳――――――――动态过程平稳动态过程平稳动态过程平稳动态过程平稳

对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求

动态性能动态性能动态性能动态性能 稳稳稳稳――――――――动态过程平稳动态过程平稳动态过程平稳动态过程平稳

快快快快――――――――响应动作快响应动作快响应动作快响应动作快

稳态性能稳态性能稳态性能稳态性能 准准准准―― ―― ―― ―― 跟踪值准确跟踪值准确跟踪值准确跟踪值准确

本章小结

� 基本概念基本概念基本概念基本概念

自动控制自动控制自动控制自动控制 被控对象被控对象被控对象被控对象 给定信号给定信号给定信号给定信号 扰动扰动扰动扰动 偏差偏差偏差偏差 被被被被控量控量控量控量 控制量控制量控制量控制量 自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统 开环开环开环开环 闭环闭环闭环闭环 反馈反馈反馈反馈

� 自动控制系统分类自动控制系统分类自动控制系统分类自动控制系统分类

开环开环开环开环////闭环闭环闭环闭环 反馈反馈反馈反馈////前馈前馈前馈前馈////复合复合复合复合 恒值恒值恒值恒值////随动随动随动随动////程控程控程控程控开环开环开环开环////闭环闭环闭环闭环 反馈反馈反馈反馈////前馈前馈前馈前馈////复合复合复合复合 恒值恒值恒值恒值////随动随动随动随动////程控程控程控程控连续连续连续连续////离散离散离散离散 线性线性线性线性////非线性非线性非线性非线性

� 自动控制系统 能要求自动控制系统 能要求自动控制系统 能要求自动控制系统 能要求

稳稳稳稳 快快快快 准准准准

本章作业：1-5、1-6