控制工程概述课件.ppt
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- 控制工程 概述 课件
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1、2023-5-161控制工程基础控制工程基础李艳李艳机械学院机械学院40794079办公室办公室2023-5-1621 1 概述概述l什么是控制,自动控制什么是控制,自动控制l控制理论与应用的发展控制理论与应用的发展l控制系统的基本概念及工作原理控制系统的基本概念及工作原理l控制系统的基本类型及基本组成控制系统的基本类型及基本组成l控制系统的基本要求控制系统的基本要求l本课程主要内容及安排本课程主要内容及安排2023-5-1631 1 概述概述l什么是控制?什么是控制?l一般意义下,一般意义下,控制,控制,control,动词,动词:是掌握住对象是掌握住对象,不使任意活动或超出范围;不使任意活
2、动或超出范围;使其按控制者的意愿活动;使其按控制者的意愿活动;必要的时候及时采取矫正措施。必要的时候及时采取矫正措施。2023-5-1641 1 概述概述l什么是控制?什么是控制?l 控制理论意义下,控制理论意义下,控制,控制,cybernetics:为改善对象的性能,要通过获得信息,并使为改善对象的性能,要通过获得信息,并使用信息,对受控对象产生的作用,叫做控制。用信息,对受控对象产生的作用,叫做控制。控制的基础是控制的基础是信息信息和和信息传递信息传递;控制依赖于控制依赖于信息反馈信息反馈来实现。来实现。2023-5-1651 1 概述概述l什么是控制?什么是控制?l信息反馈信息反馈是控制
3、论的一个极其重要的概念;是控制论的一个极其重要的概念;将信息作用到对象系统中,又把其作用将信息作用到对象系统中,又把其作用结果返送结果返送回来;回来;并对信息进行修正,再对对象发生影响,起到控并对信息进行修正,再对对象发生影响,起到控制的作用,以达到预定的目的;制的作用,以达到预定的目的;控制的本质是控制的本质是反馈反馈。反馈,以提高性能。反馈,以提高性能。2023-5-1661 1 概述概述l什么是自动控制?什么是自动控制?在没有人直接参与的情况下;在没有人直接参与的情况下;利用外加的设备或装置利用外加的设备或装置控制装置,控制器控制装置,控制器;使机器,设备或生产过程使机器,设备或生产过程
4、(被控对象被控对象)的的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。行。举例:举例:v化学反应炉的温度或压力自动维持恒定;化学反应炉的温度或压力自动维持恒定;v数控车床按照预定程序自动切削工件;数控车床按照预定程序自动切削工件;v无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行;无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞行;v人造卫星准确进入预定轨道运行并回收。人造卫星准确进入预定轨道运行并回收。2023-5-1671 1 概述概述l控制理论与应用的发展控制理论与应用的发展控制论的奠基人,维纳发表控制论的奠基人,维纳发表控制论控制论,并发明名词,并发明名词控制论,控制论
5、,英文英文cybernetics。国际著名学术杂志国际著名学术杂志System,Man and Cybernetics (系统,人与控制论系统,人与控制论)战争战争中自动控制技术的发展;中自动控制技术的发展;20世纪世纪50年代开始,在控制理论的指导下,火炮及年代开始,在控制理论的指导下,火炮及导弹控制技术导弹控制技术极大地发展,数控、电力、冶金自动化极大地发展,数控、电力、冶金自动化技术突飞猛进;技术突飞猛进;在自动控制装备的需求和发展基础上,控制理论在自动控制装备的需求和发展基础上,控制理论不断发展。不断发展。理论与实际应用相互促进。理论与实际应用相互促进。2023-5-1681 1 概述
6、概述l控制理论与应用的发展控制理论与应用的发展l 自动控制理论根据内容和发展的不同阶段,分为自动控制理论根据内容和发展的不同阶段,分为经经典控制理论和现代控制理论典控制理论和现代控制理论。l 经典控制理论研究单输入单输出系统;经典控制理论研究单输入单输出系统;l 现代控制理论研究多输入、多输出、时变参数、分现代控制理论研究多输入、多输出、时变参数、分布参数、随机参数、非线性等系统。布参数、随机参数、非线性等系统。l 现代控制理论的发展:现代控制理论的发展:最优控制、最优滤波、系统最优控制、最优滤波、系统辨识、自适应控制,人工智能控制辨识、自适应控制,人工智能控制等。等。l 智能控制又发展了神经
7、网络,模糊逻辑,进化算法,智能控制又发展了神经网络,模糊逻辑,进化算法,专家系统,鲁棒控制与专家系统,鲁棒控制与 控制等技术。控制等技术。l无论任何一种控制理论或方法,(经典的,现代的,无论任何一种控制理论或方法,(经典的,现代的,传统的,智能的),最基本的还是传统的,智能的),最基本的还是信息反馈信息反馈。2023-5-1691 1 概述概述l控制理论与应用的发展控制理论与应用的发展l 控制理论渗透到各个领域:工程控制论、控制理论渗透到各个领域:工程控制论、生物控制论、经济控制论、社会控制论,并伴生物控制论、经济控制论、社会控制论,并伴随其他科学技术的发展,极大地改变了世界。随其他科学技术的
8、发展,极大地改变了世界。2023-5-1610l控制系统的基本概念及工作原理控制系统的基本概念及工作原理1 1 概述概述l举例举例1 1:人取桌上的书。:人取桌上的书。人用眼睛目测与书的距离;人用眼睛目测与书的距离;人向着书走过去;人向着书走过去;重复上述动作,直到手能碰到书;重复上述动作,直到手能碰到书;人用手将书拿起。人用手将书拿起。2023-5-16111 1 概述概述l控制系统的基本概念及工作原理控制系统的基本概念及工作原理l人取书的控制描述:人取书的控制描述:首先首先测量测量人与书的人与书的初始距离初始距离;根据距离,人根据距离,人决定决定采用的动作是:走近书,减小采用的动作是:走近
9、书,减小人与书的距离;人与书的距离;再测量人与书的距离,再测量人与书的距离,决定决定如何动作:继续走还如何动作:继续走还是用手拿;是用手拿;重复上步,直到手能拿到书;重复上步,直到手能拿到书;拿书。拿书。l这是一个反馈控制系统;这是一个反馈控制系统;2023-5-16121 1 概述概述l控制系统的基本概念及工作原理控制系统的基本概念及工作原理l人取书的反馈控制系统方块图人取书的反馈控制系统方块图2023-5-16131 1 概述概述l控制系统的基本概念及工作原理控制系统的基本概念及工作原理l人取书的反馈控制系统人取书的反馈控制系统1.1.输入量输入量为书的位置为书的位置;2.2.测量元件测量
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