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
自动控制的核心问题:稳定性





任务:使输出变量y达到期望要求r

备注:控制器设计不佳,可能会使系统出现震荡

市场调节不好,会引起大起大落的波动: 

• 供不应求,价格上涨;

• 刺激生产过度,供给增加过量;

• 价格猛跌,过度抑制生产;

• 供给急剧减少,价格猛涨...


   缺点:需要一个调节时间;会产生不稳定。因此,需要根据不同的被控对象、不同的控制要求,研究最佳的控制律。这个任务贯穿整个“自动控制理论与应用”之中。

前提:输出测量要准确,期望要求要明确

目标:找到合适的控制律?

关键:控制输入u与控制输出y之间的变化规律?

方法:建立数学模型;用数学工具进行理论分析;确定控制结构与参数;进行实验验证。

工程上常用稳、快、准三个方面来评价控制系统

稳——动态过程的平稳性


如上图所示,系统在外力作用下,输出逐渐与期望值一致,则系统是稳定的,如曲线①所示;反之如曲线②所示,则系统是不稳定的。

快——动态过程的快速性

快速性即动态过程进行的时间的长短。过程时间越,说明系统快速性越好,反之说明系统反应迟钝,如曲线①所示。

稳和快反应了系统动态过程性能的好坏。既快又稳,表明系统的动态精度高。

准——系统在动态过程结束后,其被控量(或反馈量)与给定值的偏差,这一偏差称为稳态偏差,是衡量稳态精度的指标,反映了系统后期稳态的性能。








对自动控制系统有哪些基本性能要求?