1、自动控制 没有人直接操作的情况下，利用控制装置使被控
对象的某一物理量或工作状态自动地按照预定 的规律运行或变化。 2、自动控制系统 能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。 由被控制对象和控制装置组成。
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Байду номын сангаас
给定值
比较
执行
干扰 被控对象
被控量
测量
3、被控制对象：要求实现控制的生产过程、设备和机 器。
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（四）控制论的研究方法 1、模型化的方法
系统——建模——分析——综合 2、数学化的手段
“规律化、定量化、普适化” 3、计算机辅助 “计算机仿真，借计算机辅助设计，虚拟现 实”
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（五）控制论的应用 军事上：火力控制，自动跟踪控制，武器装
备的精确制导 工业：自动化生产线,各类工业控制设备 航空航天：勇气号，神舟六号 交通：无人自动驾驶，交通灯智能控制，列
机械装置测量驱动杆的转速并利用飞球的转 动来控制阀门，控制进入蒸汽机的蒸汽流量。 转速增大时，飞球离开轴线，于是关紧阀门。
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瓦特的蒸汽机a 转速控制系统
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（二）自动控制的三大领域
工程控制论、生物控制论、经济控制论 （三）控制论所要解决的主要问题
系统建模 （实际问题抽象，数学描述） 系统分析 （稳定性， 动/静态性能） 系统综合 （方案选择，设计) 系统验证 （数字仿真，半实物 /实物仿真）
车运行自动控制 家电：冰箱、空调、洗衣机、微波炉
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（六）控制论分类 1、经典控制论 应用方法: 时域法、频域法、根轨迹法 研究对象: 单输入，单输出 研究内容: 随动调节 数学模型: 微分方程，传递函数 数学工具: 微分方程，复变函数，拉普拉 斯变换 适用系统: 简单系统
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2、现代控制论 研究对象: 多输入，多输出 研究内容: 多变量控制、最优控制 数学模型: 状态方程 数学工具: 线性代数，泛函分析 应用方法: 时域法 适用系统: 复杂系统
了解计算机控制系 统特征和发展；
熟记计算机控制系 统的五种主要类 型。
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回顾：自动控制的基本概念
一、自动控制理论的形成和发展
（一）20世纪40年代形成
生物条件反射 反馈控制论 自动调节原理
最早应用于工业过程中的自动反馈控制器， 是英国人瓦特（James Walt）在1769年发 明的飞球控制器，它被用来控制蒸汽机的转速。
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（七）控制理论的发展
计算机空控制：用计算机代替常规控制器；
最优控制:性能最优的控制律；
自适应控制:系统特性变动下可自动调整控制
智能控制:人工智能与自动控制的交叉，包括
模糊控制、神经网络、遗产变异、专家
系统、学习控制；
鲁棒控制:模型出现偏差仍可保持性能。
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二、控制系统的基本概念
（一）基本概念
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（2）按干扰补偿的开环控制系统
测量
干扰
给定值
计算
执行 被控对象
被控 量
特点：只能对可测干扰进行补偿，对于不可测对 象及受控对象各功能部件内部参数变化对被控量 造成的影响，系统自身无法控制。
例：稳压电源，稳压二极管
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2、闭环系统
给定值
比较
执行
干扰 被控对象
被控量
测量
（1）组成系统的控制装置与被控对象之间既有顺向 作用，又有反向联系的系统 （2) 反馈 ：输出送回至输入端并与输入信号进行比 较的过程。有正反馈和复反馈两种。
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（二） 开环控制系统和闭环控制系统
按输出有无反馈分为：开环系统与闭环系统 1、 开环系统： 组成系统的控制装置与被控对象之间只有顺向作 用，没有反向联系的系统。
即：输出无反馈，系统的输出量对系统的控制没有 影响。 （1）按给定值操纵的开环控制系统
给定输入
执行机构
被控对象
输出
例：固定时间定时的交通灯、烤箱、数控机床、 老式洗衣机
4、控制装置：对被控制对象起控制作用的设备总体， 包括测量装置、比较和放大装置、执行机构等。
5、被控制量：被控制对象中要求保持给定数值或按要 求变化的物理量。
6、给定值：作用于控制系统输入端并作为控制依据的
物理量
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例1 恒值控制系统: 烘烤炉温度控制系统
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被控对象 —— 烘炉 被控量 —— 温度 给定值 —— 温度（电位器输出电压） 干扰 —— 工件温度、环境温度、煤气压力等 测量元件 —— 热电偶 执行机构 —— 电动机、阀门
本课程学时：64 学时(实验16学时）
参考书：微型计算机控制技术 邮电 潘新民
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第一章 计算机控制系统概述
回顾：自动控制基本概念 1.1 计算机控制系统的组成 1.2 计算机控制系统的主要特征 1.3 计算机控制系统的分类 1.4 计算机控制系统的发展概况
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学习指导和要求
掌握计算机控制系 统的组成；
例：空调；车速控制系统
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两者比较:
• 开环系统：优点：成本低，易于构建，稳定； 缺点：抗干扰能力差，无自动修正偏差的功能；
适用于：系统的输入量事先知道，并且不存在不可 测量的扰动的系统
• 闭环系统：优点：控制精度高，抗干扰能力强， 可自动修正偏差
缺点：稳定性是主要问题，成本高；
适用于：存在着无法预计的扰动或系统中元件的 参数存在着无法预计变化的系统。
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例2 位置随动系统
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被控对象 被控量 给定值 测量元件 干扰 执行机构
工作机械 工作机械角位置 转角 两个相同的电位器 影响工作机械角位置的各种因素 电动机、减速器
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思考题： 调速系统（画出原理框图，确定各 部件的作用）
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被控对象 — 电动机 被控量 — 转速 给定值 — 给定电位器 输出电压 干扰 — 影响转速的各种因素 测量元件 — 测速发电机
前言
计算机控制系统/技术是高等院校自动控制、工业电 气自动化、检测技术与仪器仪表、机电一体化、计算 机应用等专业的一门主要技术课程。
该课程是自控理论与微机原理及接口技术课程的后 续课程，是一门跨科学、应用性强的现代技术课程。
通过此课程的学习，使学生掌握计算机控制系统的 结构、控制原理和设计方法，培养学生根据实际问题 设计和组成计算机控制系统的能力。
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1.1 计算机控制系统的组成
自动控制理论
计算机控制系统： 计算机技术
通讯网络技术
一、计算机控制
用计算机代替常规控制系统中的模拟控制 器对系统进行控制。
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1、在控制系统中，控制器是其核心部分，直 接影响控制系统的性能。