电子信息工程概论.pptx

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1、 综上所述：所谓的控制系统就是为完成某种综上所述：所谓的控制系统就是为完成某种“目标目标”而采用的一整套的完成方而采用的一整套的完成方法和步骤。而这些方法和步骤通常又包含能够更好实现这些法和步骤。而这些方法和步骤通常又包含能够更好实现这些“目标目标”的最佳策的最佳策略。略。 在工业领域，自动控制系统常常是指那些在没有人直接参与的情况下，利用控在工业领域，自动控制系统常常是指那些在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制，使之按制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制，使之按照预定的方案达到要求的指标的设备。照预定的方案达到要

2、求的指标的设备。 第1页/共52页自动控制系统的重要性自动控制系统的重要性 近年来控制系统在现代文明和技术发展与进步上扮演了越来越重要的角色。我近年来控制系统在现代文明和技术发展与进步上扮演了越来越重要的角色。我们日常活动的每一个方面几乎都受到了某种控制系统的影响。控制系统已经大们日常活动的每一个方面几乎都受到了某种控制系统的影响。控制系统已经大量地应用到了工业的所有部门。如产品质量、自动装配线、机床控制、空间技量地应用到了工业的所有部门。如产品质量、自动装配线、机床控制、空间技术与武器系统、计算机控制、交通运输、动力系统、机器人、微机系统、纳米术与武器系统、计算机控制、交通运输、动力系统、机

3、器人、微机系统、纳米技术等。技术等。第2页/共52页如大型如大型加工机加工机床的精床的精密控制密控制 第3页/共52页这是由数控机床群构成的生产线这是由数控机床群构成的生产线由自动控制保证产由自动控制保证产品的加工精度。其主轴为恒值控制品的加工精度。其主轴为恒值控制( (恒速恒速) )，刀架为随动，刀架为随动系统系统( (精确定位精确定位) )。 第4页/共52页加工中心加工中心往往含有车、铣、钻等多种功能，有刀往往含有车、铣、钻等多种功能，有刀具库，能自动换刀等。各厂生产含有各种不同功能的具库，能自动换刀等。各厂生产含有各种不同功能的加工中心。加工中心。 第5页/共52页带有机械手的点焊生产

4、线带有机械手的点焊生产线( (大批量铆焊加工生产线大批量铆焊加工生产线) )要要能精密定位及时间控制。机器人控制能精密定位及时间控制。机器人控制( (自动控制自动控制) ) 汽车车体焊接汽车车体焊接喷漆喷漆第6页/共52页堆物堆物喷涂机器人喷涂机器人第7页/共52页控制系统的应用实例控制系统的应用实例1.21.2开环控制与闭环控制开环控制与闭环控制第8页/共52页1 1、应用：太阳能高效抽水机系统、应用：太阳能高效抽水机系统太阳传感器太阳移动速度电动机减速器泵+电动机电流泵地下水蓄水池灌溉太阳能收集器机械转距目标：利用太阳能结果：抽水中间环节：实现手段第9页/共52页上面例子中存在的问题上面例

5、子中存在的问题抽水过程只与太阳能转换来的电流抽水过程只与太阳能转换来的电流大小有关，它不能反应水池的蓄水大小有关，它不能反应水池的蓄水情况。因此，这个控制系统存在着情况。因此，这个控制系统存在着水资源的浪费问题。水资源的浪费问题。如何解决这个问题？如何解决这个问题？第10页/共52页太阳传感器太阳移动速度电动机减速器泵+ + +- -水位传感器水池电动机电流泵地下水蓄水池太阳能收集器水位传感器灌溉将输出端的将输出端的信号返回输信号返回输入端入端第11页/共52页2 2、 开环控制和闭环控制开环控制和闭环控制比较这两个例子，我们给出概念：比较这两个例子，我们给出概念： 开环控制系统开环控制系统(

6、Open(Openloop Control System)loop Control System) 若系统的输出量不被引回来对系统的控制部分若系统的输出量不被引回来对系统的控制部分产生影响，则这样的系统称为开环控制系统。产生影响，则这样的系统称为开环控制系统。 闭环控制系统闭环控制系统(Closed(Closedloop Control System)loop Control System) 若系统输出量通过反馈环节返回来作用于控制若系统输出量通过反馈环节返回来作用于控制部分，形成闭合环路，则这样的系统称为闭环部分，形成闭合环路，则这样的系统称为闭环控制系统，又称为反馈控制系统控制系统，又称为

7、反馈控制系统(Feedback (Feedback Control System)Control System)。 一、开环控制和闭环控制的概念一、开环控制和闭环控制的概念 第12页/共52页二、开环控制和闭环控制的概念二、开环控制和闭环控制的概念 第13页/共52页开环控制举例开环控制举例由步进电机驱动的数控加工机床由步进电机驱动的数控加工机床此系统的输入量为加工程序指令，输出量为机床工作台此系统的输入量为加工程序指令，输出量为机床工作台的位移，系统的控制对象为工作台，执行机构为步进电的位移，系统的控制对象为工作台，执行机构为步进电动机和传动机构。由图可见，系统无反馈环节，输出量动机和传动机

8、构。由图可见，系统无反馈环节，输出量并不返回来影响控制部分，因此是开环控制。并不返回来影响控制部分，因此是开环控制。 第14页/共52页数控加工机床数控加工机床开环控制框图开环控制框图 数控加工机数控加工机床示意图床示意图 第15页/共52页由于开环系统无反馈环节由于开环系统无反馈环节, ,一般结构简单一般结构简单, ,系统稳定系统稳定性好，成本也低，这是开环系统的优点。因此，性好，成本也低，这是开环系统的优点。因此，在输在输出量和输入量之间的关系固定，且内部参数或外部负出量和输入量之间的关系固定，且内部参数或外部负载等扰动因素不大，或这些扰动因素产生的误差可以载等扰动因素不大，或这些扰动因素

9、产生的误差可以预计确定并能进行补偿预计确定并能进行补偿, ,则应尽量采用开环控制系统。则应尽量采用开环控制系统。开环控制的缺点是当控制过程受到各种扰动因素影开环控制的缺点是当控制过程受到各种扰动因素影响时，将会直接影响输出量，而系统不能自动进行补响时，将会直接影响输出量，而系统不能自动进行补偿。特别是当无法预计的扰动因素使输出量产生的偏偿。特别是当无法预计的扰动因素使输出量产生的偏差超过允许的限度时差超过允许的限度时 ，开环控制系统便无法满足技术，开环控制系统便无法满足技术要求，这时就应考虑采用闭环控制系统。要求，这时就应考虑采用闭环控制系统。 开环系统的特点开环系统的特点第16页/共52页闭

10、环控制举例闭环控制举例电炉箱恒温自动控制系统电炉箱恒温自动控制系统第17页/共52页电炉箱电炉箱自动控自动控制框图制框图 电炉箱恒温自电炉箱恒温自动控制系统动控制系统 框图可以把系统的组成简单明了地表达出来框图可以把系统的组成简单明了地表达出来 第18页/共52页炉温自动调节过程炉温自动调节过程 电炉箱自动控制框图电炉箱自动控制框图 第19页/共52页反馈控制可以自动进行补偿，这是闭反馈控制可以自动进行补偿，这是闭环控制的一个突出的优点。环控制的一个突出的优点。闭环控制要增加检测、反馈比较，调闭环控制要增加检测、反馈比较，调节器等部件节器等部件, ,会使系统复杂、成本提高。会使系统复杂、成本提

11、高。而且闭环控制会带来副作用，使系统的而且闭环控制会带来副作用，使系统的稳定性变差，甚至造成不稳定。这是采稳定性变差，甚至造成不稳定。这是采用闭环控制时必须重视并要加以解决的用闭环控制时必须重视并要加以解决的问题。问题。 闭环系统的特点第20页/共52页上例中我们还可以看到：为了表明自动控制系统上例中我们还可以看到：为了表明自动控制系统的的组成以及信号的传递情况，通常把系统各个环节组成以及信号的传递情况，通常把系统各个环节的的作用，用方框作用，用方框+ +环节特征说明的方式来表示，环节特征说明的方式来表示， 并并用用箭头标明各环节之间信号（能量或作用量）之间箭头标明各环节之间信号（能量或作用量

12、）之间的的传递情况。系统的这种表示方法称为原理框图表，传递情况。系统的这种表示方法称为原理框图表，而这样作的好处就在于：而这样作的好处就在于： 避免去画复杂的系统图形（因为我们不可能各避免去画复杂的系统图形（因为我们不可能各个都是画家）。个都是画家）。 用原理方框表示系统的另一好处是可以把系统用原理方框表示系统的另一好处是可以把系统主要环节之间的相互作用关系简单而明了地表主要环节之间的相互作用关系简单而明了地表达出来。达出来。 经过简单抽象，我们就可以把一个实际系统变经过简单抽象，我们就可以把一个实际系统变换成为一个满足某种控制规律便于理论分析的换成为一个满足某种控制规律便于理论分析的原理系统

13、。原理系统。第21页/共52页3、为什么大多数控制系统均有反、为什么大多数控制系统均有反馈馈提高系统的相对稳定性增加系统带宽和总增益提高系统的输入阻抗、降低系统的输出阻抗提高系统的敏感度第22页/共52页 设有一台放大器，在未加反馈时，由于各种原因设有一台放大器，在未加反馈时，由于各种原因它的电压增益由原来的它的电压增益由原来的A=400A=400下降到了下降到了A A=300=300，比原来下降了比原来下降了25%25%，现在加入负反馈，并使，现在加入负反馈，并使F=0.0475F=0.0475，则当，则当A=400A=400时闭环电压增益为：时闭环电压增益为：而当开环电压增益降到而当开环电

14、压增益降到A A=300=300时，其闭环增益为：时，其闭环增益为：200475. 040014001AFAAf67.190475. 030013001FAAAf闭环增益只下降了闭环增益只下降了1.65%1.65%，如需保证，如需保证400400倍的电压增益，倍的电压增益，可采用两级放大。这样电路总的电压增益为可采用两级放大。这样电路总的电压增益为20202 2= =0000及及19.6719.672 2=386.9=386.9，两者相差不到，两者相差不到3.3%3.3%。由此可见负反馈的。由此可见负反馈的引入使放大器的增益得到了稳定。引入使放大器的增益得到了稳定。第23页/共52页iVRii

15、ififRRV0没有反馈网络时：没有反馈网络时：串入反馈网络时：串入反馈网络时：iVVRfifi即：串联的反馈网络提高了系统的输入电阻即：串联的反馈网络提高了系统的输入电阻iViRifV反馈网络ifR第24页/共52页1.3 1.3 自动控制系统的组成自动控制系统的组成 第25页/共52页1.1.一般自动控制系统包括：一般自动控制系统包括：给定元件给定元件(Command Element)(Command Element)。检测元件检测元件(Detecting Element)(Detecting Element)此处为此处为热电偶。热电偶。比较环节比较环节(Comparing Element

16、)(Comparing Element)。放大元件放大元件(Amplifying Element)(Amplifying Element)。执行元件执行元件(Executive Element)(Executive Element)此处为此处为伺服电动机、减速器和调压器。伺服电动机、减速器和调压器。控制对象控制对象(Controlled Plant)(Controlled Plant)在此恒温在此恒温系统中即为电炉。系统中即为电炉。反馈环节反馈环节(Feedback Element)(Feedback Element)由它将输由它将输出量引出，再回送到控制部分。出量引出，再回送到控制部分。第2

17、6页/共52页各个元件的排列，通常将给定元件放各个元件的排列，通常将给定元件放在最左端，控制对象排在最右端。即输在最左端，控制对象排在最右端。即输入量在最左端，输出量在最右端。入量在最左端，输出量在最右端。从左至右从左至右( (即从输入至输出即从输入至输出) )的通道称的通道称为顺馈通道（为顺馈通道（Feed forward Path)Feed forward Path)或或前向通路前向通路(Forward Path)(Forward Path)。将输出信号引回输入端的通道称为反将输出信号引回输入端的通道称为反馈通道或反馈回路馈通道或反馈回路(Feedback Path)(Feedback P

18、ath)。 第27页/共52页2.2.系统的各种作用量和被控制量有：系统的各种作用量和被控制量有：输入量输入量(Input Variable)(Input Variable)又称控制量或参考又称控制量或参考输入量输入量(Reference Input Variable)(Reference Input Variable)，所以输入量的角，所以输入量的角标常用标常用 ( (或或 ) )表示。表示。输出量输出量(Output Variable)(Output Variable)又称被控制量又称被控制量(Controlled Variable)(Controlled Variable)，所以输出量角

19、标常，所以输出量角标常 ( (或或 ) )表表示。示。反馈量反馈量(Feedback Variable)(Feedback Variable)反馈量的角标反馈量的角标常以常以 表示。表示。扰动量扰动量(Disturbance Variable)(Disturbance Variable)又称干扰或又称干扰或“噪声噪声”(Noise)(Noise)，所以扰动量的角标常以，所以扰动量的角标常以 ( (或或 ) )表示。表示。 中间变量中间变量它是系统各环节之间的作用量。它它是系统各环节之间的作用量。它是前一环节的输出量，也是后一环节的输入量。如图是前一环节的输出量，也是后一环节的输入量。如图1-1

20、-6 6中的中的 、 、 等就是中间变量。等就是中间变量。 irocfdnUaURU第28页/共52页由图由图1 16 6可以看到，框图可以直观地将系统的组成、可以看到，框图可以直观地将系统的组成、各环节间的相互关系以及各种作用量的传递情况简单各环节间的相互关系以及各种作用量的传递情况简单明了地概括出来。明了地概括出来。综上所述，要了解一个实际的自动控制系统的组综上所述，要了解一个实际的自动控制系统的组成，要画出组成系统的框图，就必须明确下面的一些成，要画出组成系统的框图，就必须明确下面的一些问题：问题： 哪个是控制对象哪个是控制对象? ?被控量是什么被控量是什么? ?影响被控量影响被控量的主

21、扰动量是什么的主扰动量是什么? ? 哪个是执行元件哪个是执行元件? ? 测量被控量的元件有哪些测量被控量的元件有哪些? ?有哪些反馈环节有哪些反馈环节? ? 输入量是由哪个元件给定的输入量是由哪个元件给定的? ?反馈量与给定量反馈量与给定量是如何进行比较的是如何进行比较的? ? 此外还有哪些元件此外还有哪些元件( (或单元或单元) )，它们在系统中，它们在系统中处于什么地位处于什么地位? ?起什么作用起什么作用? ?第29页/共52页例例1-1 1-1 水位控制系统水位控制系统通过对工作通过对工作原理进行分原理进行分析，可以得析，可以得到该系统的到该系统的系统框图。系统框图。 第30页/共52

22、页自动调节过程：自动调节过程：直至 时，电动机停转为止。 0,021UUUHHQQAB第31页/共52页1.4 1.4 自动控制系统的分类自动控制系统的分类 恒值控制系统（恒值控制系统（Fixed Set-Point Control SystemFixed Set-Point Control System） 恒值系统的特点是：控制系统的输入量是恒量，并且要求系统的输出量相应恒值系统的特点是：控制系统的输入量是恒量，并且要求系统的输出量相应地保持恒定。地保持恒定。 恒值控制系统是最常见的一类控制系统。恒值控制系统是最常见的一类控制系统。按输入量变化的规律分类按输入量变化的规律分类第32页/共52

23、页n随动系统（随动系统（Follow-Up Control Follow-Up Control SystemSystem）n随动系统的特点是：输入量是变化着随动系统的特点是：输入量是变化着的的( (有时是随机的有时是随机的) )，并且要求系统的输，并且要求系统的输出量能跟随输入量的变化而作出相应的出量能跟随输入量的变化而作出相应的变化。变化。 在数控机床控制系统中在数控机床控制系统中, ,目前国内用得较多得目前国内用得较多得两种系统两种系统: :德国西门子数控系统德国西门子数控系统(SINUMER1K (SINUMER1K 810D) 810D) 和日本和日本FANUCFANUC数控系统数控系

24、统 。第33页/共52页德国西门子数控系统德国西门子数控系统(SINUMER1K 810D)(SINUMER1K 810D)：主轴主轴交流高速变频调速电机交流高速变频调速电机( (恒值控制恒值控制) )转速可达转速可达15000r/min(15000r/min(铣刀、齿轮铣刀、齿轮) )刀架刀架位置随动系统位置随动系统交流伺服电动机交流伺服电动机( (变频变频) ) 第34页/共52页日本日本FANUCFANUC数控系统数控系统流变频伺流变频伺服系统服系统( (刀架精确定位刀架精确定位) ) 第35页/共52页 过程控制系统（过程控制系统（Process Control SystemProce

25、ss Control System） 生产过程通常是指把原料放在一定的外界条件下，经过物理或化学变化而制成产生产过程通常是指把原料放在一定的外界条件下，经过物理或化学变化而制成产品的过程。在这些过程中，往往要求自动提供一定的外界条件，例如温度、压力、品的过程。在这些过程中，往往要求自动提供一定的外界条件，例如温度、压力、流量、液位、粘度、浓度等参量在一定的时间内保持恒值或按一定的程序变化。流量、液位、粘度、浓度等参量在一定的时间内保持恒值或按一定的程序变化。 在化工、轻工、食品等生产过程中对温度、流量、压力、湿度等的控制在化工、轻工、食品等生产过程中对温度、流量、压力、湿度等的控制过程过程控制

26、系统。控制系统。第36页/共52页图为食品加图为食品加工的在线调工的在线调和流量控制和流量控制（如生产调（如生产调和油）和油）第37页/共52页化工厂中的温化工厂中的温度、压力、流度、压力、流量的控制量的控制 第38页/共52页发电厂的生产控制：木屑发电原理发电厂的生产控制：木屑发电原理 第39页/共52页按系统传输信号对时间的关系的规律分类按系统传输信号对时间的关系的规律分类 连续控制系统（连续控制系统（Continuous Control SystemContinuous Control System） 连续控制系统的特点是各元件的输入量与输出量都连续控制系统的特点是各元件的输入量与输出量

27、都是连续量或模拟量。所以它又称为模拟控制系统是连续量或模拟量。所以它又称为模拟控制系统(Analogue Control System)(Analogue Control System)。 连续系统的运动规律通常可用微分方程来描述。连续系统的运动规律通常可用微分方程来描述。 离散控制系统（离散控制系统（Discrete Control SystemDiscrete Control System） 离散系统又称采样数据系统离散系统又称采样数据系统(Sampled Date (Sampled Date Control System)Control System)。它的特点是系统中有的信号是。它的特

28、点是系统中有的信号是脉冲序列或采样数据量或数字量。脉冲序列或采样数据量或数字量。 第40页/共52页按输出量和输入量间的关系分类按输出量和输入量间的关系分类 线性控制系统（线性控制系统（Linear Control SystemLinear Control System） 线性系统的特点是系统全部由线性元件组成，它线性系统的特点是系统全部由线性元件组成，它的输出量与输入量间的关系用线性微分方程来描的输出量与输入量间的关系用线性微分方程来描述。线性系统的最重要的特性，是可以应用叠加述。线性系统的最重要的特性，是可以应用叠加原理。叠加原理说明，两个不同的作用量，同时原理。叠加原理说明，两个不同的作

29、用量，同时作用于系统时的响应，等于两个作用量单独作用作用于系统时的响应，等于两个作用量单独作用的响应的叠加。的响应的叠加。 非线性控制系统（非线性控制系统（Nonlinear Control SystemNonlinear Control System） 非线性系统的特点是系统中存在有非线性元件非线性系统的特点是系统中存在有非线性元件( (如具有死区、出现饱和、含有库伦摩擦等非线如具有死区、出现饱和、含有库伦摩擦等非线性特性的元件性特性的元件) )，要用非线性微分方程来描述。，要用非线性微分方程来描述。非线性系统不能应用叠加原理。非线性系统不能应用叠加原理。 第41页/共52页 定常系统（定常

30、系统（Time-Invariant SystemTime-Invariant System） 定常系统的特点是系统的全部参数不随时定常系统的特点是系统的全部参数不随时间变化，它用定常微分方程来描述。间变化，它用定常微分方程来描述。按系统中的参数对时间的变化情况分类按系统中的参数对时间的变化情况分类 时变系统（时变系统（Time-Varying SystemTime-Varying System） 时变系统的特点是系统中有的参数是时间时变系统的特点是系统中有的参数是时间t t的函数，它随时间变化而改变。的函数，它随时间变化而改变。例如宇宙飞船控制系统。例如宇宙飞船控制系统。 第42页/共52页1

31、.5 1.5 自动控制系统的性能指标自动控制系统的性能指标 系统的稳定性系统的稳定性 (Stability) (Stability) 稳定系统稳定系统: :当扰动作用当扰动作用( (或给定值发生变化或给定值发生变化) )时，时，输出量将会偏离原来的稳定值，这时，由于反输出量将会偏离原来的稳定值，这时，由于反馈环节的作用，通过系统内部的自动调节，系馈环节的作用，通过系统内部的自动调节，系统可能回到统可能回到( (或接近或接近) )原来的稳定原来的稳定( (或跟随给定或跟随给定值值) )稳定下来，如图稳定下来，如图1-13a1-13a所示。所示。 不稳定系统不稳定系统: :由于内部的相互作用，使系

32、统出现由于内部的相互作用，使系统出现发散而处于不稳定状态，如图发散而处于不稳定状态，如图1-13b1-13b所示。所示。 不稳定的系统是无法进行工作的；因此，对任何自不稳定的系统是无法进行工作的；因此，对任何自动控制系统，首要的条件便是系统能稳定正常运行。动控制系统，首要的条件便是系统能稳定正常运行。 第43页/共52页图图1-13 1-13 稳定系统和不稳定系统稳定系统和不稳定系统 a)a)稳定系统稳定系统 b)b)不稳定系统不稳定系统第44页/共52页 当系统从一个稳态过渡到新的稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统会当系统从一个稳态过渡到新的稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统会出

33、现偏差，这种偏差称为稳态误差，用出现偏差，这种偏差称为稳态误差，用 表示表示(Steady-State Error)(Steady-State Error)。系统。系统稳态误差的大小反映了系统的稳态精度稳态误差的大小反映了系统的稳态精度( (或静态精度或静态精度)(Static Accuracy)(Static Accuracy)，它，它表明了系统的准确程度。稳态误差表明了系统的准确程度。稳态误差 越小，则系统的稳态精度越高。越小，则系统的稳态精度越高。. .有静差系统有静差系统: 0: 0，如图，如图1-14a1-14a所示。所示。. .无静差系统无静差系统: =0: =0，如图，如图1-1

34、4b1-14b所示。所示。系统的稳态性能指标系统的稳态性能指标 (Steady-State Performance (Steady-State Performance Specification)Specification)ssessessesse第45页/共52页图图1-14 1-14 自动控制系统的稳态性能自动控制系统的稳态性能a)a)有静差系统有静差系统 b)b)无静差系统无静差系统第46页/共52页系统的动态性能指标系统的动态性能指标(Dynamic Performance (Dynamic Performance Specification) Specification) 控制系统从

35、一个稳态过渡到新的稳态都需要经历一段时间，亦即需要经历一个控制系统从一个稳态过渡到新的稳态都需要经历一段时间，亦即需要经历一个过渡过程。表征这个过渡过程性能的指标叫做控制系统的动态性能指标。现在过渡过程。表征这个过渡过程性能的指标叫做控制系统的动态性能指标。现在以系统对突加给定信号以系统对突加给定信号( (阶跃信号阶跃信号) )的动态响应来介绍动态指标。图的动态响应来介绍动态指标。图1-151-15为系为系统对突加给定信号的动态响应曲线。动态指标通常用最大超调量统对突加给定信号的动态响应曲线。动态指标通常用最大超调量( )( )、调整、调整时间时间( )( )和振荡次数和振荡次数( )( )来

36、衡量。来衡量。 stN第47页/共52页1.最大超调量( )(Maximum Overshoot) 最大超调量是输出量的大偏差与输出稳态值之比。即 ：最大超调量反映了系统的动态精度，最大超调量越小，则说明系统过渡过程进行得越平稳。 %100)(maxcc2.调整时间( )(Settling Time)调整时间是系统输出量进入并一直保持在离稳态值的允许误差带内所需要的时间。st3.振荡次数是指在调整时间内，输出量在稳态值上下摆动的次数。 第48页/共52页 在上述指标中，最大超调量和振荡次数反映了在上述指标中，最大超调量和振荡次数反映了系统的稳定性能。调整时间反映了系统的快速系统的稳定性能。调整

37、时间反映了系统的快速性。稳态误差反映了系统的准确度。一般说来，性。稳态误差反映了系统的准确度。一般说来，我们总是希望最大超调量小一点，振荡次数少我们总是希望最大超调量小一点，振荡次数少一点，调整时间短一些，稳态误差小一点。总一点，调整时间短一些，稳态误差小一点。总之，希望系统能达到稳、快、准。之，希望系统能达到稳、快、准。以后的分析将表明，这些指标要求，在同以后的分析将表明，这些指标要求，在同一个系统中往往是相互矛盾的。这就需要根据一个系统中往往是相互矛盾的。这就需要根据具体对象所提出的要求，对其中的某些指标有具体对象所提出的要求，对其中的某些指标有所侧重，同时又要注意统筹兼顾。所侧重，同时又

38、要注意统筹兼顾。 性能指标是衡量自动控制系统技术品质的客观标准，性能指标是衡量自动控制系统技术品质的客观标准，它是订货、验收的基本依据，也是技术合同的基本内它是订货、验收的基本依据，也是技术合同的基本内容。容。 第49页/共52页自动控制原理的发展历史自动控制原理的发展历史 经典控制理论：经典控制理论：40405050年代形成的年代形成的SISOSISO系统系统 基于：二战军工技术基于：二战军工技术 目标：反馈控制系统的镇定目标：反馈控制系统的镇定 基本方法：传递函数，频率法，基本方法：传递函数，频率法，PIDPID调节器调节器( (频域频域) ) 现代控制理论：现代控制理论： 60607070年代形成年代形成 MIMOMIMO系统系统 基于：基于： 冷战时期空间技术，计算机技术冷战时期空间技术，计算机技术 目标：最优控制目标：最优控制 基本方法：状态方程（时域）基本方法：状态方程（时域）第50页/共52页 智能控制技术：智能控制技术： 9090年代开始发展年代开始发展 专家系统专家系统 模糊控制模糊控制 神经网络神经网络 正在发展的各个领域正在发展的各个领域 自适应控制自适应控制 大系统理论大系统理论 鲁棒控制鲁棒控制 非线性控制（微分几何，混沌，变结构）非线性控制（微分几何，混沌，变结构）第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页