第一章 自动控制的一般概念
你心中的自动
1.1.1 自动控制技术及其应控用制是什么？
1. 自动控制（Automatic control）
是指在没有人直接参与的情况下， 利用外加的设备或装置（称控制装置 或控制器），使机器、设备或生产过 程（统称被控对象）的某个工作状态 或参数（即被控量）自动地按照预定 的规律运行。
要使受控制对象的被控变量高品质地按照预定的 规律变化，面临的以下两大问题：
1）受控系统的特性难于满足要求；
2）存在扰动和不确定性因素制约控制系统性能 的提高
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
自动控制理论学科以及本课程具有的特点：
1）自动控制理论研究的是自动控制系统运动的一 般规律（共性）和分析、设计的基本方法； 2）自动控制理论讨论的中心问题是控制系统的性 能； 本课程是一门方法论的技术基础课。讨论的重点 是分析和综合自动控制系统的基本理论和基本方法 。
自动控制原理
1.1.2 自动控制科学
第一章 自动控制的一般概念
2020/10/5
自动控制理论
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自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
例1 水温人工控制系统
系统的构蒸成汽： 通受过控热对传象导手:器水动箱 件调把节热阀量门传的递开 给度被水，控,从水制而的量调温:水节度温 与控蒸蒸制汽汽量的的流:阀流量门量,来开度 成（控正制蒸比水汽.的流温量度）.
但人工难以实现稳定的高质量控制.
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采摘机器手
弹琴
自动控制原理
机器人外科手术系统
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自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念 基于GPS的无人驾驶自动插秧机器人
自动控制原理
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日本的“ASIMO”能走、跑、上下楼 梯、踢足球、跳舞、避障、 “交际”、 “接待”等
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自动控制理论
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自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
1.1 自动控制的基本原理与方式
1.1.1 自动控制及其应用 1.1.2 自动控制科学 1.1.3 反馈控制原理 1.1.4 反馈控制系统的结构 1.1.5 自动控制系统的控制方式
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自动控制理论
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自动控制原理
钢 铁 生 产
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自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
柔性制造系统与自动化工厂
自动搬运车
自动立 体仓库
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
工业机器人：装配、搬运、焊接、喷漆、钻孔等
自动控制原理
其他机器人：
第一章 自动控制的一般概念
导盲
加油
处理危险物
自动控制原理
灵巧手
自动控制原理
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例2 水温自动控制系统
系统通中过增电加机了调：
节阀控门制的器开度
控制器
从电而机调节蒸汽 流工入作，原控理制：水的
加 温入度给. 定实信现号没有
检 人 动水测 直实 接温际参控制温与度的. 自 产生控制信号
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水位自动控制系统
流入 Q1
气动阀门
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无人作战武器系统
自动控制原理
无人机
侦查监视
电 子 战
通信中继
气象探测
美“全球鹰”无人驾驶 侦察机
攻击作战
科研训练
遥感测绘
第一章 自动控制的一般概念
美“无人小鸟”直升机
中国“沉沦者” 无人攻击机
自动控制原理
制 造 系 统
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数控机床与数控加工中心
自动化生产线与生产车间
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
自动控制原理：
研究各类控制系统的共性问题、共同规律、分析 和设计控制系统的基本理论和方法
讨论的中心问题：控制系统的性能； （属于“方法论”的科学）
研究方法：建模 分析、设计、优化 仿真 实 验
自动控制的核心：反馈方法、系统观点、控制策略
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
工业控制
双容水箱 倒立摆
学术研究与试验
电冰箱 空调 2020/洗10/衣5 机 人体
生活与家居
自动控制理论
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自动控制原理
宇宙飞行：
第一章 自动控制的一般概念
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
1969年7月20日，“阿波罗11号”飞船首次登陆月球时的珍贵图片
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
控制器
浮子
H
•控制任务： 维持水箱内水位恒定；
•受控对象： 水箱、供水系统；
水箱
流出 Q2
•控制装置： 气动阀门、控制器；
•被控量： 水箱内水位的高度；
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
2、自动控制技术的应用
无人驾驶飞机 人造卫星 导弹发射和制导系统
航天航空
数控车床 化学反应炉 机器人
2008年9月25日至28日,中国成功实施了神舟七号载人航天飞行（新化社报道）
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第一章 自动控制的一般概念
国防：核心是指挥自动化和武器装备自动化
海陆空天一体的自动化指挥体系
自动控制原理
精确制导武器
第一章 自动控制的一般概念
采用GPS制导的炮弹
激光制导炸弹 制导子弹
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
自动控原理
第一章 自动控制的一般概念
Automatic Control Theory 自动控制理论
School of Information Science and Engineering,CSU
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自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
第一章 绪论
1.1 自动控制的基本原理与方式 1.2 自动控制系统举例 1.3 控制系统的分类 1.4 自动控制系统的基本要求 本章小结
第一章 自动控制的一般概念
自动控制原理 科学研究
第一章 自动控制的一般概念
直线电机二级倒立摆
2020/10/5
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家用电器：
第一章 自动控制的一般概念
电扇：控制转速 洗衣机：控制水位、强弱、时间等
电冰箱、空调、电饭煲：控制温度
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
自动控制原理
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
日本的“村田顽童”可行走坡道和S型平衡木、倒车 行走、检测和躲避障碍物等
自动控制原理
第一章 自动控制的一般概念
苏格兰科学家展示新近研制成功的高仿真仿生学假肢。
自动控制原理
交通系统
第一章 自动控制的一般概念
• 安全、快捷、舒适、准点
自动控制原理
智能建筑
通信 电梯 供水 通风 空调 安防 抄表 …