自动控制演示文稿1
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自动控制原理1.1
【自动控制理论】
第一代 * 特点 * 对象 第二代 *特点 *对象
古典控制理论20世纪30-40年代 以传递函数为数学工具，采用频域方法 SISO线性定常系统 现代控制理论 50-60年代 采用状态空间法（时域法） MIMO系统，时变系统，非线性系统
第三代
大系统理论和智能控制理论
【反馈控制原理】
扰动输入
给定输入 输出
控制器
执行机构
受控对象
按给定值控制的开环控制系统：
给定输入 控制器
执行机构 受控对象
被控量
特点 ： 结构简单，一个给定值对应一个工作状态，其控 制精度取决于系统各环节精度
例：洗衣机、产品流水线、交通信号灯
按扰动控制的开环控制系统： 开环补偿系统（前馈/顺馈）：利用可测量干扰信 号产生控制作用补偿干扰对被控量的影响。
输出量(output
动之结果
环节间信号传递用带箭头的作用线表示，箭头方向
表示作用方向。
【反馈控制系统的基本组成】
方框图可以直观表示系统各组成部分间相互 影响及信号传递关系
干扰 给定输入
控制器 执行机构 被控对象
输出
测量变送器
组成系统的元部件按照职能分类：
1. 测量元件 测量被控制的物理量，并将其转换为电量。 测速发电机、湿敏传感器、电位器、热电偶 2. 给定元件 给出与期望的被控量相对应的系统输入量（参 考量）。
3. 比较元件 把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给 出的参考量进行比较，求出它们之间的偏差。 差动放大器、机械差动装置、电桥
4. 放大元件 将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执 行元件去控制被控对象。 电压放大器、功率放大级
5. 执行元件 直接推动被控对象，使其被控量发生变化 阀、电动机、液压马达
化工仪表及自动化第一章演示文稿.
在自动控制系统的组成中，除了必须具有前述的自动 化装置外，还必须具有控制装置所控制的生产设备。
在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设 备或机械叫做被控对象，简称对象。图1-3所示的液体贮 槽就是这个液位控制系统的被控对象。化工生产中的各 种塔器、反应器、换热器、泵和压缩机以及各种容器、 贮槽都是常见的被控对象，甚至一段输气管道也可以是 一个被控对象。在复杂的生产设备中，如精馏塔、吸收 塔等，在一个设备上可能有好几个控制系统。这时在确 定被控对象时，就不一定是生产设备的整个装置。譬如 说，一个精馏塔，往往塔顶需要控制温度、压力等，塔 底又需要控制温度、塔釜液位等，有时中部还需要控制 进料流量，在这种情况下，就只有塔底某一与控制有关
在塔的下部的温度控制系统中的TRC－210表示一台具 有记录功能的温度控制器，它是表示通过改变进入再沸 器的加热蒸汽量来维持塔底温度恒定的。当一台仪表同 时具有指示、记录功能时，只需标注字母代号“R”,不 标“I”,所以TRC-210可以同时具有指示、记录功能，同 样，在进料管线上的FR-212可以表示同时具有指示、记 录功能的流量仪表。
（2）自动控制器 它接受变送器送来的信号，与工艺需要保 持的液位高度相比较得出偏差，并按某种运算结果，然后将 此结果用特定信号（气压或电流）发送出去：
（3）执行器 通常指控制阀，它与普通的阀门一样，只 不过自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启 度。
显然，这套自动化装置具有人工控制中操作人员的 眼、脑、手的部分功能，因此，它能完成自动控制贮槽 中液位高低的任务。
二、字母代号
图1-7 复式仪表的表示方法
在控制流程图上，用来表示仪表的小圆圈的上半圆内，一
般写有两位（或两位以上），字母，第一个字母表示被测变 量，后继字母表示仪表的功能，常用被测变量和仪表功能的 字母代号见表1-2。
在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设 备或机械叫做被控对象，简称对象。图1-3所示的液体贮 槽就是这个液位控制系统的被控对象。化工生产中的各 种塔器、反应器、换热器、泵和压缩机以及各种容器、 贮槽都是常见的被控对象，甚至一段输气管道也可以是 一个被控对象。在复杂的生产设备中，如精馏塔、吸收 塔等，在一个设备上可能有好几个控制系统。这时在确 定被控对象时，就不一定是生产设备的整个装置。譬如 说，一个精馏塔，往往塔顶需要控制温度、压力等，塔 底又需要控制温度、塔釜液位等，有时中部还需要控制 进料流量，在这种情况下，就只有塔底某一与控制有关
在塔的下部的温度控制系统中的TRC－210表示一台具 有记录功能的温度控制器，它是表示通过改变进入再沸 器的加热蒸汽量来维持塔底温度恒定的。当一台仪表同 时具有指示、记录功能时，只需标注字母代号“R”,不 标“I”,所以TRC-210可以同时具有指示、记录功能，同 样，在进料管线上的FR-212可以表示同时具有指示、记 录功能的流量仪表。
（2）自动控制器 它接受变送器送来的信号，与工艺需要保 持的液位高度相比较得出偏差，并按某种运算结果，然后将 此结果用特定信号（气压或电流）发送出去：
（3）执行器 通常指控制阀，它与普通的阀门一样，只 不过自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启 度。
显然，这套自动化装置具有人工控制中操作人员的 眼、脑、手的部分功能，因此，它能完成自动控制贮槽 中液位高低的任务。
二、字母代号
图1-7 复式仪表的表示方法
在控制流程图上，用来表示仪表的小圆圈的上半圆内，一
般写有两位（或两位以上），字母，第一个字母表示被测变 量，后继字母表示仪表的功能，常用被测变量和仪表功能的 字母代号见表1-2。
PPT2010复习题参考答案讲解
D.在浏览视图下单击要插入新幻灯片的位置，按回车
中，关于在幻灯片中插入图表的说法中错误的是（ ）。
可以直接通过复制和粘贴的方式将图表插入到幻灯片中
需先创建一个演示文稿或打开一个已有的演示文稿，再插入图表
C.只能通过插入包含图表的新幻灯片来插入图表
双击图表占位符可以插入图表
可以将WORD的表格链接到POWERPOINT中
D.若要与WORD建立链接关系，选择POWERPOINT的"编辑"菜单中的"粘贴"命令即可
中，要为幻灯片上的文本和对象设置动态效果，下列步骤中错误的是
）。
在浏览视图中，单击要设置动态效果的幻灯片
选择"幻灯片放映"菜单中的"自定义动画"命令，单击"顺序和时间"标签
中，下列说法中错误的是（ ）。
A.可以在浏览视图中更改某张幻灯片上动画对象的出现顺序
可以在普通视图中设置动态显示文本和对象 C.可以在浏览视图中设置幻
可以在普通视图中设置幻灯片切换效果
中，有关排练计时的说法中错误的是（ ）。
可以首先放映演示文稿，进行相应的演示操作，同时记录幻灯片之间切换的时间间隔
在 PowerPoint 中输入文本时，按一次回车键则系统生成段落。如果是在段落中另起一
B ）键。
A．Ctrl+Enter B．Shift+Enter C．Ctrl+Shift+Enter D．Ctrl+Shift+Del
．在幻灯片上常用图表（ B ）。
．可视化的显示文本 B．直观地显示数据
保存演示文稿的快捷键是（ ）。
B.Ctrl+S C.Ctrl+A D.Ctrl+D
中，关于在幻灯片中插入图表的说法中错误的是（ ）。
可以直接通过复制和粘贴的方式将图表插入到幻灯片中
需先创建一个演示文稿或打开一个已有的演示文稿，再插入图表
C.只能通过插入包含图表的新幻灯片来插入图表
双击图表占位符可以插入图表
可以将WORD的表格链接到POWERPOINT中
D.若要与WORD建立链接关系，选择POWERPOINT的"编辑"菜单中的"粘贴"命令即可
中，要为幻灯片上的文本和对象设置动态效果，下列步骤中错误的是
）。
在浏览视图中，单击要设置动态效果的幻灯片
选择"幻灯片放映"菜单中的"自定义动画"命令，单击"顺序和时间"标签
中，下列说法中错误的是（ ）。
A.可以在浏览视图中更改某张幻灯片上动画对象的出现顺序
可以在普通视图中设置动态显示文本和对象 C.可以在浏览视图中设置幻
可以在普通视图中设置幻灯片切换效果
中，有关排练计时的说法中错误的是（ ）。
可以首先放映演示文稿，进行相应的演示操作，同时记录幻灯片之间切换的时间间隔
在 PowerPoint 中输入文本时，按一次回车键则系统生成段落。如果是在段落中另起一
B ）键。
A．Ctrl+Enter B．Shift+Enter C．Ctrl+Shift+Enter D．Ctrl+Shift+Del
．在幻灯片上常用图表（ B ）。
．可视化的显示文本 B．直观地显示数据
保存演示文稿的快捷键是（ ）。
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PPT中如何设置幻灯片的自动播放
PPT中如何设置幻灯片的自动播放PPT（Microsoft PowerPoint）是一种常用的演示工具，可用于制作演讲、课件以及展示报告等。
其中的自动播放功能使得演示者能够自动播放幻灯片，无需手动控制，从而提高演示的流畅性。
本文将介绍如何设置PPT中幻灯片的自动播放。
第一步：打开PPT并选择要设置自动播放的幻灯片首先，打开PPT软件并加载您要设置自动播放的演示文稿。
在左侧的“幻灯片”选项卡中，找到并点击您想要设置自动播放的幻灯片。
第二步：进入“切换”选项卡在PPT软件的顶部导航栏中，找到“切换”选项卡，并点击它。
该选项卡提供了多种用于设置幻灯片切换方式以及自动播放的相关选项。
第三步：选择自动播放的方式在“切换”选项卡中，您可以看到一个称为“自动播放”的选项。
点击该选项后，弹出一个菜单，您可以选择不同的自动播放方式。
1. 选择“自动”：该选项将自动播放以默认时间间隔切换到下一张幻灯片。
2. 选择“自定义”：该选项允许您自定义每张幻灯片的播放时间间隔。
第四步：自定义自动播放的时间间隔（可选）如果您选择了“自定义”播放方式，您可以进一步自定义每张幻灯片的播放时间间隔。
1. 选择“自定义”后，在右侧的“持续时间”框中输入您希望的时间间隔。
这个时间可以是几秒、几分钟，或者其他您想要的持续时间。
2. 您也可以选择在每张幻灯片上应用不同的时间间隔。
要实现这一点，您可以在每张幻灯片的过渡设置中设置不同的持续时间。
第五步：保存并演示PPT当您完成自动播放设置后，可以保存您的PPT文稿。
点击PPT软件的顶部导航栏中的“文件”选项卡，选择“保存”或“另存为”，将您的PPT文稿保存到指定位置。
最后，您可以通过按下键盘上的“F5”键开始演示您的PPT。
在自动播放的方式下，每张幻灯片将在设置的时间间隔后自动切换到下一张，让您的演示更加顺畅。
总结通过PPT软件的自动播放功能，您可以轻松设置幻灯片的自动切换，提高演示的流畅性和效果。
自动控制原理(程鹏)
程 鹏
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
1
版权信息： 版权所有属于高等教育出版社和作者
2
序 言
本《自动控制原理多媒体教学课件 》是根据程鹏主编的 《自动控制原理》 (第二版)一书而编辑的,使用PowerPoint2000 下编辑而成，故建议在Office2000及Mathtype5.1环境中进行浏 览和修改。 本文稿基本涵盖了教材各章节的主要知识点。可作为使用 该教材的教师课堂演示文稿的蓝本，以省去教师对文字、公式 和插图等的录入时间，可以让教师们把更多的精力去考虑教学 内容的编排以及课堂教学的组织等更重要的问题,还可为自学本 书的读者提供一个课堂教学的主要线索，因此在文稿中还选编 了一些基本内容和方法的提示和总结，期望对读者理解本书的 内容有所帮助。出版这个多媒体课件可以说是抛砖引玉，期望
55目录第1章自动控制原理的一般概念第2章自动控制系统的数学模型第3章时域分析法第7章非线性系统分析第4章根轨迹法第5章频域分析法第6章控制系统的校正第8章采样系统理论第9章状态空间分析方法66目录使用说明双击选定章节就可进入相应章节的目录您会看到各章的基本要求和具体章节点击便可进入具体小章节由于是使用不同章节间的超级链接请在复制时将所有章节复制在同一个文件中链接速度可能会稍慢请耐心等待
7
文稿中，各章节标题均用隶书40pt字，每节中二级标题用楷 文稿中，各章节标题均用隶书40pt字，每节中二级标题用楷 体36pt字。对于定义、定理均用蓝色加粗标明。在文字描述 36pt字。对于定义、定理均用蓝色加粗标明。在文字描述 中，彩色加粗的文字均为关键字。在装有M 中，彩色加粗的文字均为关键字。在装有Mathtype5.1的前提 下，对公式的编辑可通过双击公式进入公式编辑器进行修改 ，单击公式，可随意拉动以调整公式显示的大小和位置。
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
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版权信息： 版权所有属于高等教育出版社和作者
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序 言
本《自动控制原理多媒体教学课件 》是根据程鹏主编的 《自动控制原理》 (第二版)一书而编辑的,使用PowerPoint2000 下编辑而成，故建议在Office2000及Mathtype5.1环境中进行浏 览和修改。 本文稿基本涵盖了教材各章节的主要知识点。可作为使用 该教材的教师课堂演示文稿的蓝本，以省去教师对文字、公式 和插图等的录入时间，可以让教师们把更多的精力去考虑教学 内容的编排以及课堂教学的组织等更重要的问题,还可为自学本 书的读者提供一个课堂教学的主要线索，因此在文稿中还选编 了一些基本内容和方法的提示和总结，期望对读者理解本书的 内容有所帮助。出版这个多媒体课件可以说是抛砖引玉，期望
55目录第1章自动控制原理的一般概念第2章自动控制系统的数学模型第3章时域分析法第7章非线性系统分析第4章根轨迹法第5章频域分析法第6章控制系统的校正第8章采样系统理论第9章状态空间分析方法66目录使用说明双击选定章节就可进入相应章节的目录您会看到各章的基本要求和具体章节点击便可进入具体小章节由于是使用不同章节间的超级链接请在复制时将所有章节复制在同一个文件中链接速度可能会稍慢请耐心等待
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文稿中，各章节标题均用隶书40pt字，每节中二级标题用楷 文稿中，各章节标题均用隶书40pt字，每节中二级标题用楷 体36pt字。对于定义、定理均用蓝色加粗标明。在文字描述 36pt字。对于定义、定理均用蓝色加粗标明。在文字描述 中，彩色加粗的文字均为关键字。在装有M 中，彩色加粗的文字均为关键字。在装有Mathtype5.1的前提 下，对公式的编辑可通过双击公式进入公式编辑器进行修改 ，单击公式，可随意拉动以调整公式显示的大小和位置。
PPT中如何设置幻灯片自动播放时间
PPT中如何设置幻灯片自动播放时间在现代演示文稿中，幻灯片自动播放时间的设置提供了一种便捷的方式来展示内容，节省了用户手动控制幻灯片切换的时间和精力。
本文将介绍如何在PPT中设置幻灯片自动播放时间，以便于您在制作演示文稿时能够更好地呈现您的内容。
1. 打开PPT软件，选择您要编辑的演示文稿。
在PPT的工具栏上，找到“幻灯片切换”选项卡，点击进入。
2. 在“幻灯片切换”选项卡中，您会看到“自动切换”选项区域。
在该区域内，您可以设置自动播放的时间间隔。
3. 点击“自动切换”选项区域中的“自动切换”复选框，启用自动播放功能。
接下来，您可以设置幻灯片之间的切换时间。
4. 在“自动切换”复选框下方的文本框中，输入您希望幻灯片切换的时间间隔，单位为秒。
例如，如果您想要每隔5秒自动切换到下一张幻灯片，那么您可以在文本框中输入“5”。
5. 您还可以选择在自动切换过程中是否启用过渡效果。
在“自动切换”选项区域中的“过渡效果”下拉菜单中，您可以选择适合的过渡效果。
过渡效果将使幻灯片之间的切换更加平滑和流畅。
6. 设置完幻灯片自动播放时间后，可以点击“播放幻灯片”按钮，预览自动播放效果。
您还可以在预览过程中进行调整，以确保自动切换时间和过渡效果符合您的要求。
7. 完成幻灯片自动播放时间的设置后，您可以保存并导出您的演示文稿，以便于在展示时呈现给观众。
通过上述步骤，您可以轻松地在PPT中设置幻灯片的自动播放时间。
这将使您的演示文稿更加自动化和流畅，为观众提供更好的展示体验。
总结：在制作演示文稿时，设置幻灯片的自动播放时间可以提高效率，节省观众的时间和精力。
通过PPT软件提供的自动切换功能，我们可以轻松设置幻灯片之间的切换时间，并选择适合的过渡效果。
合理设置幻灯片自动播放时间，可以让您的演示文稿更加出色和专业。
请按照以上步骤来设置幻灯片自动播放时间，以获得更好的展示效果！。
PLC顺序控制梯形图的编程方式演示文稿
4 STL触点驱动的电路中不能使用MC和MCR 指令
5 在中断程序与子程序内，不能使用STL指令 6 状态器S编号不能重复使用 7 STL触点断开时，与其相连的回路不动作，
一个扫描周期后不再执行STL指令
第9页，共75页。
8 定时器线圈与输出线圈一样，也可在不同 的状态时间对同一定时器软件编程，但是， 在相邻状态下对同一定时器编程时，则状 态转移时定时器线圈不断开，当前值不能 复位，因此需要注意在相邻状态不要对同 一定时器编程
第10页，共75页。
补充：状态转移图 一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶
段称为状态。状态与状态之间由转换条件分 隔，相邻的状态具有不同的动作，当相邻两 状态之间的转换条件得到满足时，相邻状态 就实现转换，即上面的动作结束下面的动作 开始，描述这一状态转换过程的图就称为状 态转移图 状态器软器件S是构成状态转移图的基本元素， 共有1000点
第36页，共75页。
第37页，共75页。
2 选择序列的合并的编程方式
第38页，共75页。
6.2.3 并行序列的编程方式 1并行序列的分支的编程方式 2并行序列的合并的编程方式
第39页，共75页。
6.2.4 仅有两步的闭环处理
第40页，共75页。
四、仅有两步的闭环的处理
第21页，共75页。
M8002 S0
SB
X0
S20
T0
S21
T1
S22
T0 S23
T1 S24
T0
S25 T1
S26 T2
Y0 HL1 T0 K10 Y1 HL2 T1 K10 Y2 HL3 T0 K10
T1 K10
Y0 Y1
Y2 T0 K10
5 在中断程序与子程序内，不能使用STL指令 6 状态器S编号不能重复使用 7 STL触点断开时，与其相连的回路不动作，
一个扫描周期后不再执行STL指令
第9页，共75页。
8 定时器线圈与输出线圈一样，也可在不同 的状态时间对同一定时器软件编程，但是， 在相邻状态下对同一定时器编程时，则状 态转移时定时器线圈不断开，当前值不能 复位，因此需要注意在相邻状态不要对同 一定时器编程
第10页，共75页。
补充：状态转移图 一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶
段称为状态。状态与状态之间由转换条件分 隔，相邻的状态具有不同的动作，当相邻两 状态之间的转换条件得到满足时，相邻状态 就实现转换，即上面的动作结束下面的动作 开始，描述这一状态转换过程的图就称为状 态转移图 状态器软器件S是构成状态转移图的基本元素， 共有1000点
第36页，共75页。
第37页，共75页。
2 选择序列的合并的编程方式
第38页，共75页。
6.2.3 并行序列的编程方式 1并行序列的分支的编程方式 2并行序列的合并的编程方式
第39页，共75页。
6.2.4 仅有两步的闭环处理
第40页，共75页。
四、仅有两步的闭环的处理
第21页，共75页。
M8002 S0
SB
X0
S20
T0
S21
T1
S22
T0 S23
T1 S24
T0
S25 T1
S26 T2
Y0 HL1 T0 K10 Y1 HL2 T1 K10 Y2 HL3 T0 K10
T1 K10
Y0 Y1
Y2 T0 K10
自动控制演示文稿3
单位阶跃响应 c(t) 第一次达到稳态值c(∞)＝1所需的时间，定义为上升时间，记为tr。 对于过阻尼过程来说，一般把从稳态值的10%上升到90%所需的时间定义为上升时间。其 计算公式为
tr
1
d
( )
n 1 2
1 2
其中
tg 1 (
)
（2）峰值时间tp 单位阶跃响应c(t)达到第一个稳态峰值所需的时间定义为峰值时间，记为tp，其计算公式 为
2-20 通过方框图变换，求如图题2-20所示 系统的传递函数。
+
R(s ) E(s )
G1(s )
Y1( s )
+ G1(s )
Y 2(s )
+ +
C(s )
退出
P G1 1 P2 G2
P G1G2 3 P4 G2G1
1 1
C P R
退出
L1 G1 L2 G2
退出
5.误差和稳态误差 控制系统在输入信号的作用下，其输出量中 包含瞬态分量和稳态分量两个分量。对于稳 定的系统，瞬态分量随时间的推移而逐渐消 失，稳态分量则从输入信号加入的瞬时起就 始终存在，其表现方式就是稳态响应。稳态 响应反映了控制系统跟踪输入信号或抑制扰 动信号的能力和精度。这种能力或精度称为 系统的稳态性能。一个系统的稳态性能是以 系统响应某些典型输入信号时的稳态误差来 评价的。
d
d
＜0.9 时，有
N 3 n 2 n 1 2 1.5 1 2
1 2
当△=0.02，0＜
＜0.9 时，有
4 n 2 n 1
2
N
2
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连续系统和断续系统：如果系统中传递的信号都 是时间的连续函数，则称为连续系统，系统中只 要有一个传递的信号是时间上断续的信号，则称 为断续系统，或采样系统,或离散系统。例如， 图1-1和图1-2所示的系统一般可认为是连续系统， 而计算机控制系统一定是断续系统。 有差和无差系统：若系统在给定输入量或扰动输 入量的作用下，存在稳态误差则称为有差系统； 不存在稳态误差的系统，则称为无差系统。
执行 电机
减速器
发射架
反馈元件
9
退出
闭环系统举例:
3 恒值系统
比较 元件 放大整 形电路 80C196 单片机 功率放 大器 被控 对象
g (t )
f (t )
放大 整形
A/D
计算机 反馈元件
D/A
SCR
电阻炉
T
测量 元件
10
退出
闭环系统的组成 :
由上述举例表明，尽管控制系统不同，复杂各异，但基本组成是类同的，即闭 环系统的基本组成为：(1)比较元件；(2)放大元件；(3)执行元件；(4)校正元 件；(5)被控对象；(6)测量元件。
6
退出
按系统性能分类，主要 可分为以下三类：
定常系统和时变系统：控制系统的参数如果在工 作过程中不随时间而变化，那么这类系统称为定 常系统。如果系统在工作期间其参数变化不能忽 略其对系统工作的影响，则这种系统成为时变系 统。不包括非线性的时变系统称为线性时变系统。 线性系统的特点，可以应用叠加原理。用非线性 方程描述的时变系统成为非线性时变系统。
7
退出
4 闭环系统的组成及性能要求
闭环系统举例: 1 恒值系统
比较 元件
放大 元件
执行 元件
R( s )
电压电流 放大
电机 放大
执行 电机
反馈元件
减速器
被控 对象
C ( s)
Ui
8
退出
闭环系统举例:
2 恒值系统
比较 元件
放大 元件
执行 元件
被控 对象
Байду номын сангаасg
自整 角机
放大器及 串联校正
电机 放大机
控制方式： 反馈控制，反馈按反馈极性的不同分成两种形式：正反
闭环控制 典型方框图
扰动 被控制 对象 输出 量
控制器 输入 量
退出
5
3 控制系统类型
自动控制系统有多种分 恒值系统：也称镇定系统。输出量以一定的精度 类方法。例如，按信号 等于给定值，而给定值一般不变化或变化很缓慢， 传递路径，可分为开环， 扰动可随时变化的系统称为恒值系统，在生产过 程中，这类系统非常多。例如，冶金部门的恒温 闭环等控制系统；按系 系统，石油部门的恒压系统等。 统使用的能源可分为机 随动系统：输出量能以一定精度跟随给定值变化 械，电气，液压和气动 的系统称随动系统，又称为跟踪系统。这类系统 控制系统。此外，还可 的特点是系统的给定值变化规律完全取决于事先 不能确定的时间函数。例如，火炮系统，卫星控 以按系统的功用和性能 制系统等。 进行分类。 程序控制系统：自动控制系统的被控制量如果是 按系统功用分类，主要 根据预先编好的程序进行控制的系统称程序控制 系。例如，炼钢炉中的微机控制系统，洲际弹道 可分为以下三类： 导弹的程序控制系统等。
p
退出
c(t p ) c() c ( )
100%
12
12
单位阶跃响应 仿真MATLAB模型
s2+2s+12 Step1 Scope out
• 过度过程时间ts
系 统 达 到 给 定 仿真输出 △区所需的时间。 这个指标反映系 统的惯性，即响 应 速 度 。 •上升时间 tr 从原始状态开 始，第一次达到 单位阶跃响应的 时间，对系统要 求概括一句话 为：稳定好，动 作快，精度高。
自动控制 原理
1 2 3 4
第一章 概论
自动控制与自动控制系统 自动控制方式 控制系统类型 闭环系统的组成及性能要求
1
退出
1 自动控制与自动控制系统
自动控制：在无人直接参加的情况下，利用控制装置使被控 对象和过程自动地按预定规律变化的控制过程。 自动控制系统：是由控制装置和被控对象所组成，它们以某 种相互依赖的的方式组合成为一个有机整体，并对被控对象 进行自动控制。 控制器：对被控对象起控制作用装置的总体. 被控对象：要求实现自动控制的机器，设备或生产过程。 控制器：对被控对象起控制作用装置的总体，称做控制装置 或控制器。 输出量：表现于控制对象或系统输出端，并要求实现自动控 制的物理量。 输入量：作用于控制对象或系统输入端，并可使系统具有预 定功能或预定输出的物理量。 扰动：所有妨碍控制量对被控量按要求进行正常控制的因素， 称为干扰量或扰动量。
控制器 被控制 对象 输出 量
3
控制方式：
按给定值 控制的原 理方框图 给定 值
退出
按扰动补偿 。这种控制方式的原理是：利用对扰动信号的测量产生控制 作用，以补偿扰动对输出量的影响。由于扰动信号经测量装置，控制器至 被控对象的输出量是单向传递的，故属于开环控制方式。对于不可测扰动 以及被控对象及各功能部件内部参数变化给输出量造成的影响，系统自身 无法控制。因此，控制精度有限，常用于工作机械的恒速控制（如稳定刀 具转速）以及电源系统的稳压，稳频控制。
R( s )
-
放大 整形
串联 校正
-
变换 放大
并联校正
执行 元件
被控 对象
C ( s)
测量元件
11
退出
对控制系统的一般要求
为了实现自动控制的基本任务，必须对系统在控制过程中表现出来的行为 提出要求。对控制系统的基本要求，通常是通过系统对特定输入信号的响 应来满足的。例如，用单位阶跃信号的过渡过程及稳态的一些特征值来表 示。
测量装置
扰动
控制器
被控制 对象 输出 量
按扰动补偿 的原理方框图
退出
4
闭环控制：是指控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向 联系的控制过程。
主要特点： 输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰；
低精度元件可组成高精度系统； 因为可能发生超调，振荡，所以稳定性很重要。 馈，负反馈。我们所讲述的反馈系统如果无特殊说明， 一般都指负反馈。
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开环控制：开环控制是指控制器与被控对象之间只有顺向作用 而没有反向联系的控制过程。 主要特点： 输出不影响输入，对输出不需要测量，通常容易实现；
2 自动控制方式
组成系统的元部件精度高，系统的精度才能高； 系统的稳定性不是主要问题； 按给定值操纵。信号由给定值至输出量单向传递。一定 的给定值对应一定的输出量。系统的控制精度取决于系 统事先的调整精度。对于工作过程中受到的扰动或特性 参数的变化无法自动补偿。结构简单，成本低廉，多用 于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合,如自动售货 机，自动报警器，自动流水线等。
• 稳定性
被控制信号能跟踪已变化的输入信号，从一种状态到另一种状态，如果能 做到，我们就认为该系统是稳定的，这是对反馈控制系统提出的最基本要 求。 • 精度要求 以输入阶跃信号为例，单位阶跃响应如图1-7所示。精度要求一般以稳态 误差表示，既实际输出C（t）与期望值之差是否进入允许误差区△, P . • 超调量 它是说明系统阻尼性即振荡性的，阻尼大则振荡小。对于稳定系统而言， 第一次超调量为输出最大超调量，取其为性能指标之一，即：
1.4 1.2
1 +△ 1 -△
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
tr tp1
2
ts
3
4
5
13
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