第一讲 绪论
20
闭环控制系统的特点（2）
由扰动引起的偏差，只要扰动作用点被反馈路径包围，都 能被反馈作用抑制或消除。因此，系统对这部分元器件内 部参数的变化不敏感，可以用精度不高而成本低的元器件 组成。
对作用点不被反馈路径包围的扰动所引起的偏差，反馈作 用无能为力，如给定元件、反馈元件的精度。
当闭环控制系统结构或参数配合不当时，可能引起过调， 造成系统振荡，甚至不能正常工作。对闭环系统来说，稳 定性是一个重要问题。
电冰箱恒温控制：由于冰箱内储物量的增减，开启和关 闭冰箱门的次数不同，外界温度的变化等，都会影响冰 箱内的温度，若希望维持冰箱内温度恒定不变，则需要 有控制装置对冰箱内的温度进行控制。
2020/11/17
第一讲 绪论
3
引言（2）
宇宙飞船在茫茫太空中要按预定的轨道飞行，并保持一 定的姿态，但太空中有千变万化的因素对它产生影响， 需要有高性能的控制装置对它进行控制。
2020/11/17
第一讲 绪论
19
闭环控制系统的特点（1）
负反馈：
使偏差减小或消除的反馈作用。负反馈控制系统的 原理是根据所检测偏差进行控制，从而抑制或消除 偏差，即检测偏差，抑制或消除偏差。反馈控制是 自动控制的基本原理。
闭环控制系统的优点：
采用反馈控制提高了系统的精度。
2020/11/17
转矩变化等）引起电机转速偏离原来校准的数值时， 系统没有对偏差修正的能力。 开环控制系统的精度取决于系统校准的精度和系统中 元器件特性的稳定程度，从而对其所采用的元器件的 精度和稳定性提出了较高的要求。
2020/11/17
第一讲 绪论
15
闭环控制系统
系统的输出量或状态变量对控制作用有 直接影响。
开环控制和闭环控制 开环控制系统 闭环控制系统
反馈控制系统的基本组成
基本组成
名词术语
闭环与开环控制系统比较
2020/11/17
第一讲 绪论
8
人工控制系统（1）
热电阻丝
调压器
～220V
恒温炉
恒温炉炉温人工控制系统－原理图
2020/11/17
第一讲 绪论
9
人工控制系统（2）
脑
期望炉温＋ （输入）
2020/11/17
第一讲 绪论
12
直流电机速度开环控制系统
2020/11/17
第一讲 绪论
13
开环控制系统方块图
在开环控制系统中，只有从输入端到输出端的信号作用 路径，而没有从输出端到输入端的作用路径。
2020/11/17
第一讲 绪论
14
开环控制系统的特点
结构比较简单，调整比较方便。 当因扰动作用（如晶闸管整流装置特性的变化或负载
在钢铁工业中，初轧机的轧辊来回转动，将钢锭碾轧至规 定尺寸。为了保证轧制质量，要求实现低速咬钢、带钢升 速、高速轧制等，这就要求拖动轧机的电机的转速和转向 按照一定的规律变化；然而，由于钢锭尺寸的不同，加热 温度不同，以及由于钢锭进入轧辊时对轧辊的冲击等，都 会导致电机的负荷和转速发生巨大波动，从而需要有控制 装置对电机的转速进行控制。
自动控制基础 （机械控制工程基础）
第一讲：绪论
2020/11/17
第一讲 绪论
1
主要内容
引言 控制系统的工作原理和组成 自动控制系统的基本类型 对自动控制系统的基本要求 自动控制理论的发展简史 小结
2020/11/17
第一讲 绪论
2
引言（1）
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用控制装 置，使生产机械或生产过程（被控制对象）的某些物理 量自动地按照预定的（恒定或变动的）规律运行。
自动控制技术的广泛应用，极大地提高了劳动生产率， 提高了产品质量，改善了人们的生活水平和劳动条件。
随着生产和科学技术的发展，特别是数字计算机的迅速 发展和应用，自动控制技术更显示了越来越重要的作用 和广阔的前景。
2020/11/17
第一讲 绪论
7
控制系统的工作原理和组成
人工控制系统和自动控制系统 人工控制系统 自动控制系统
为解决上述矛盾，就要采用控制装置，对生产机械或生产过 程的这些物理量进行控制。被控制的生产机械或生产过程称 为被控对象。
研究自动控制系统的基本理论称为自动控制理论。
2020/11/17
第一讲 绪论
6
引 言（5）
在人类征服自然、改造自然的过程中，自动控制技术起 着极其重要的作用。
自动控制技术在工业、农业、国防、交通运输、企业管 理、科学研究等各个领域的应用愈来愈广泛。
直流电动机速度闭环控制系统 导弹发射和制导系统 闭环控制系统的方块图 闭环控制系统的特点
2020/11/17
第一讲 绪论
16
直流电机速度闭环控制系统
2020/11/17
第一讲 绪论
17
导弹发射和制导系统
2020/11/17
第一讲 绪论
18
闭环控制系统方块图
在闭环控制系统中，不仅有从输入端到输出端的作用路 径（前向通道），还有从输出端到输入端的信号作用路 径（反馈通道）。由于引入了反馈，系统的方块图形成 了闭环，构成了闭环控制系统。
2020/11/17
第一讲 绪论
5
引言（4）
不同的生产机械、生产过程虽然要实现的任务各不相同，但 都有一个共同点，即要求其中的某些物理量（如温度、速度、 位置等）按照特定的规律变化。（被控制量、输出量）
现实世界中存在各种阻碍上述要求实现的因素（扰动）；凡 是由外部作用引起的扰动称为外扰（如外界温度、负载波动、 风向和风力的变化）；由于内部元器件特性变化引起的扰动 称为内扰。
人造地球卫星能够发射到预定轨道并能准确回收。
无人驾驶飞机能按预定航行线自动飞行。
跟踪雷达和指挥仪所组成的防空系统能使火炮自动地瞄 准目标。
2020/11/17
第一讲 绪论
4
引言（3）
化工生产中反应塔的温度和压力能够自动维持恒定不变。
程序控制机床能够按预先排定的工艺程序自动地进行切削， 加工出预期的几何形状。
偏差 手
－ 反 馈
调压器
扰动
恒温炉 实际炉温
(输出)
眼
温度计
恒温炉炉温人工控制系统－职能方块图
2020/11/17
第一讲 绪论
10
自动控制系统
2020/11/17
第一讲 绪论
11
开环控制系统
系统的控制器与被控对象之间只有顺（前） 向作用，没有反（逆）向作用，系统的输 出量对控制作用没有影响。
直流电机速度开环控制系统 开环控制系统的方块图 开环控制系统的特点