目录

  • 1 追根溯源“自动化”
    • 1.1 自动化的起源
    • 1.2 无处不在的自动化
  • 2 反馈是“自动”之魂
    • 2.1 手动控制“三步骤”
    • 2.2 自动控制“三步骤”
    • 2.3 反馈调节原理的普遍性和优点
  • 3 “稳定性”压倒一切
    • 3.1 自动控制的核心问题:稳定性
    • 3.2 数学模型与稳定性分析
    • 3.3 控制器结构与参数设计
  • 4 信息化助推自动化
    • 4.1 数字式控制器:微处理器
    • 4.2 信息技术助推自动化
  • 5 “自动化”无处不在
    • 5.1 航空航天中的自动化
    • 5.2 工业制造中的自动化
    • 5.3 自动化的广泛应用
手动控制“三步骤”




控制,是当今世界科学技术发展的主要的标志性技术。学习控制与设计,有助于我们运用控制的基本思想和方法来解决现实生活中遇到的相关问题,提升和发展我们的逻辑思维品质,从社会到每一个人,从生产到生活,方方面面都离不开控制。

控制实例展示 

案例一:从蒸汽到蒸汽机车 

问题:这个实例中我们要实现的控制效果是什么,是通过什么手段实现的? 

案例二:从普通给水槽到自动饮水器 









问题:自动饮水机的水面高度是怎样实现控制的? 

案例三:从普通开/关灯到亮度可调灯(台灯) 


问题:这个案例中,我们要实现的控制效果是什么?

控制的应用   

控制的应用自古就有,并在近代得到迅速发展,在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。 

通过事例说明控制在社会生产生活的各个领域的应用。   

请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事例。 如: 

学校:学校的音乐铃声、多媒体教学系统、办公楼前草地自动喷淋系统、路两侧的太阳能灯控制系统等。  

家庭:冰箱、电饭煲、微波炉等。  

社会:交通信号灯、电子警察、电梯、自动门等 

控制技术对生产生活的意义 

控制技术的广泛应用,提高了产品质量,降低了生产成本,提高了劳动生产率,使人们从繁重的体力劳动和重复的手工操作中解放出来。

在反馈控制系统中,控制装置对被控装置施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。

反馈控制原理

反馈控制是这样的一种控制过程,它能够在存在扰动的情况下,力图减小系统的输出量与参考输入量之间的偏差,而其工作正是基于这一偏差基础之上的,这就是反馈控制的原理。

人取桌上书的过程:

正反馈和负反馈

负反馈:使系统的输出值与目标值的偏差愈来愈小

正反馈:使系统的输出值与目标值的偏差愈来愈大

正反馈并不都是不好的,有的系统需要正反馈的作用。如原子弹引爆装置中要用到的裂变链式反应。又如在植物保护中,为了消灭有害的昆虫,大量繁殖这种害虫的天敌。


实例分析:军士与店主

一个军士每天早晨9点钟路过珠宝店时,都与橱窗里的精密时钟对表。一天,这个军士走进店内,向店主恭维那只精密时钟的准确性。

“它是不是按照阿林顿的时间信号精确对时的?”军士问。


“不,”店主说,“我每天下午5点按照城堡的鸣炮声来调钟。告诉我,军士,为什么你每天都要停下来对表呢?”

军士答道:“我是城堡中的炮手!”

在这个故事中,是正反馈还是负反馈占优势?若这个珠宝店的“精密”时钟每24小时慢2分钟,军士的表每8小时慢3分钟的话,那么12天后,城堡中鸣炮的时间误差是多少?









什么是反馈?