u=0,电机停止转动。
《控制工程基础》2012，2
1.1 控制系统的原理
第一章 绪论
人的有目 的的活动
具有控制
功能的机 器
人工控制与自动控制对比
测量 比较 纠正偏差
活动 测试机构 决策机构 执行机构
取物 眼、耳 大脑 手、脚
火炮打敌机 雷达
指挥仪 随动系统
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1.1 控制系统的原理
2
主要参考资料
❖ 1. 教材、讲义
❖ （）
❖ 2. 自动控制原理简明教程.胡寿松主编.科学出版社. ❖ 3. 《机械工程控制基础（第四版）学习辅导与题解》，
华中科技大学出版社。 ❖ 4. 自动控制原理 导教·导学·导考 刘慧英主编 西北工业
大学出版社。
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《控制工程基础》课程学习参考资料
2.实验总学时：4（2次试验，CAD中心）
3.授课内容：教材 1、2、3、4、5、6章
4.
实验 （试验指导书）
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第一章 绪 论
1. 控制系统的原理 2. 控制系统的结构方框图 3. 自动控制系统的基本要求 4. 控制理论的发展
二、自动控制
1、定义
第一章 绪论
一个或一些被控物理量按 给定量的变化而变化。
在没有人直接参予的情况下，使生产过程和被控对象的某些物 理量准确地按照预期规律变化。
一般地说，如何使被控量按给定量的变化规律而变化，是 控制系统所要解决的基本任务。
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1.1 控制系统的原理
二、自动控制
第一章 绪论
2、基本组成
比较自动控制与人工控制系统，可见自动控制系统存 在着三个最基本的职能元件。
（1） 测量元件与变送器 代替人的眼睛，完成信号的采集测量和变送；
（2） 控制器 代替人的大脑，完成比较、计算、判断，并发出调节指令；
（3） 执行元件 代替人的肌肉和手，完成或实现对被控对象的调节作用。
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控制工程基础 2012，2
教材与学习辅导
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课程学习须知
1.email: 2.作业：课代表收齐，两周交一次。 3.3.课程考核:
4.闭卷(80)＋作业(5)＋平时(5)＋实验(10)
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课程进程纵览
1.课堂总学时：28（14次课，6407）
[ 动态过程 Dynamic process ]
➢ Measure: 观测恒温箱内
的温度（被控制量）
➢ Compare: 与要求的温度
（给定值）进行比较得到 温度偏差的大小和方向
➢ Actuate: 根据偏差大小和
方向调节调压器，控制加 热电阻丝的电流以调节温 度回复到要求值。
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随动 控制 系统
机械手控制系统
恒值 调节 系统
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1.1 控制系统的原理
第一章 绪论
二、自动控制
（2）按系统的数学模型分类
3、分类
A. 线性系统
➢从几何上来看，是指元件的静态特性为一条通过 坐标原点的直线。
线性系统的特性：（齐次性）和叠加性
齐次性(比例性)：若 x（t）→y（t） 则 K x（t）→K y（t） 叠加性：若 x1（t）→y1（t），x2（t）→y2（t）
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1.1 控制系统的原理
二、自动控制
第一章 绪论
2、基本组成
（1）给定元件
产生系统控制指令，给出 与期望的输出相对应的系统 输入量。
（2）测量元件 （3）比较元件 （4）放大元件 （5）执行元件
（6）校正元件
为提高控制性能，在控制系统的基本结构上附加的一定装置（元件）。
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Байду номын сангаас10
1.1 控制系统的原理
第一章 绪论
一、控制
为了达到某种目的，对事物进行主动的干预、管理或操纵。
温度计
控制过程：
加热电阻丝
调压器
220V
恒温控制系统
1、温度测量 2、求出温度差 3、调整温度
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1.1 控制系统的原理
[实质]检测偏差再纠正偏差。
1 2
3
第一章 绪论
人工控制
系统的数学模型可以用线性 微分方程来描述。
线性 定常
dd2xt2(t)6dxd(tt)10x(t)1
y2 (12y)yy0非
❖ 系统的给定输入按预先的规律变化，系统的输出能严格按输入变化 而变化，并具有足够的精度，这类系统称为程序控制系统。如数控 加工、自动流水生产线系统等。
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1.1 控制系统的原理
二、自动控制
程序控 制系统
第一章 绪论
（1）按给定信号的特征分类
使导弹与 目标间距离 h(t) 逐渐减小 并趋于零。
控制工程基础
测控技术系
2012.2
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课程性质说明
➢专业必修课 ➢自动控制技术是建立在控制论基础上的，而控制论研 究的是控制的一般性理论，它不具体面对某一类控制系 统，因此它是一门以理论为主的课程。 ➢控制论以数学工具作为主要研究手段，是应用数学的 一个分支，它的某些理论的研究还要借助于抽象数学。
1.1 控制系统的原理
二、自动控制
3、分类
第一章 绪论
（1）按给定信号的特征分类
❖ 希望系统的输出维持在给定值上不变或变化很小的系统叫做恒值调 节系统，如稳压电源、恒温系统等；
❖ 给定信号的变化规律是事先不确定的随机信号，控制系统的主要任 务是使系统的输出能快速、准确地跟随输入的变化，故这类系统常 常又称为跟踪控制系统。如仿形加工系统、火炮、雷达、导弹制导 等控制系统。
1.1 控制系统的原理
自动控制
第一章 绪论
➢测量：由热电偶转换为
对应的电压u2
➢比较：期望温度由电压
u1给定，经电压放大器
与实际温度u2比较得到
温度偏差信号u=u1-u2
➢调节：温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动执行电动机，并
通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时，动触头向减小电流的 方向运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为止，此时，偏差
则x1（t）＋x2（t）→y1（t）＋y2（t）
B. 非线性系统
➢系统的数学模型是非线性微分方程，凡是系统中有一个以上元 件的特性是非线性的系统称为非线性系统。
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1.1 控制系统的原理
二、自动控制
3、分类
A. 线性系统 B. 非线性系统
第一章 绪论
（2）按系统的数学模型分类