《自动控制概论》课件

,A CLICK TOUNLI MITED POSSIBI LITES汇报人目录CONTENTS传感器用于执行器用于控制器用于反馈回路用检测和控制对执行控制指令处理传感器信于将控制效果象的状态号并生成控制反馈给控制器，指令实现闭环控制l开环控制系统没有反馈环节，输出只取决于输入l闭环控制系统有反馈环节，输出不仅取决于输入，还取决于输出l线性控制系统系统输入与输出之间的关系是线性的l非线性控制系统系统输入与输出之间的关系是非线性的l连续控制系统系统的状态变量和时间变量都是连续的l离散控制系统系统的状态变量和时间变量都是离散的稳定性系统快速性系统准确性系统鲁棒性系统在受到干扰后对输入信号的的输出信号与对参数变化和能够恢复到原反应速度要快期望值之间的外部干扰的适来的状态误差要小应能力要强定义描述系统输入与输出关系应用用于分析系统的稳定性、的数学表达式动态性能等添加标题添加标题添加标题添加标题形式输入与输出之间存在线性特点具有时域和频域两种表现关系形式状态空间模型描述系统状态变量描述系统状态输入变量描述系统输入动态行为的数学模型的变量信号的变量输出变量描述系统输出状态方程描述系统状态输入输出方程描述系统信号的变量变量随时间变化的方程输入输出变量之间的关系方程建立模型根据系统特性和需求，建立数学模型转换模型将建立的模型转换为便于分析和设计的形式模型转换方法如状态空间法、传递函数法等模型转换目的便于分析和设计控制系统，提高系统性能和稳定性稳定性可以分为稳定性是指系统稳定性是控制系稳定性分析是控内部稳定性和外在受到外部干扰统设计的重要指制系统设计的重部稳定性，内部后，能够自动恢标之一，直接影要环节，通过对稳定性是指系统复到其原始状态响系统的性能和内部参数变化对系统稳定性的分系统稳定性的影的能力可靠性析，可以优化系响，外部稳定性统设计，提高系是指系统外部环统的性能和可靠境变化对系统稳定性的影响性劳斯稳定判据基于系统的特征方程，通添加添加劳斯稳定判据是自动控制理论中用于判过分析特征方程的根的位置来判断系统标题标题断线性定常系统稳定性的一种方法的稳定性劳斯稳定判据的结论是如果系统的特添加添加劳斯稳定判据适用于线性定常系统，对征方程的所有根都在左半平面，则系统标题于非线性系统或时变系统不适用标题是稳定的；如果系统的特征方程的根在右半平面，则系统是不稳定的奈奎斯特稳定判据是自动控制理论中用于判断闭环系统稳定性的重要工具奈奎斯特稳定判据基于系统的开环传递函数，通过分析系统的极点位置来判断系统的稳定性奈奎斯特稳定判据适用于线性时不变系统，对于非线性系统或时变系统不适用奈奎斯特稳定判据的判断标准是系统的所有极点都位于复平面的左半平面，则系统是稳定的；否则，系统是不稳定的根轨迹法是一种分析控制系统稳定性的方法根轨迹法通过绘制系统的根轨迹图，分析系统的稳定性根轨迹图可以帮助我们了解系统的稳定性、稳定性裕度和稳定性边界根轨迹法可以应用于各种类型的控制系统，如线性系统、非线性系统等l概述时域分析法是一种通过观察系统在时域中的响应来评估系统性能的方法l优点直观、易于理解，适用于线性和非线性系统l缺点需要大量的数据，计算复杂l应用在控制系统的设计、分析和优化中广泛应用频域分析法的频域分析法的频域分析法的频域分析法的定义通过分优点可以直应用广泛应局限性对于析系统的频率观地看到系统用于自动控制、非线性系统，响应来评估系的稳定性、快信号处理、通频域分析法可统性能的方法速性、准确性信等领域能无法准确评等性能指标估系统性能稳定性系统快速性系统准确性系统鲁棒性系统在受到干扰后对输入信号的输出与期望输对参数变化和能否恢复到原响应速度出之间的误差干扰的敏感程来的状态度根轨迹设计法是一种控制根轨迹是描述系统闭环传根轨迹设计法通过调整根轨迹设计法广泛应用于系统设计方法，用于分析递函数特征值的轨迹系统的参数，使得系统电力系统、航空、航天等系统的稳定性和性能的特征值位于期望的根领域轨迹上，从而实现系统的稳定和性能优化频率响应设计法是频率响应特性是指频率响应设计法通频率响应设计法广一种基于频率响应系统对不同频率输过调整系统的频率泛应用于电力系统、特性的系统设计方入信号的响应特性响应特性，实现对通信系统等领域法系统的控制状态反馈通过调整系统状态，实现系统稳定性和性能的优化极点配置通过调整系统极点位置，实现系统稳定性和性能的优化设计方法状态反馈与极点配置相结合，实现系统稳定性和性能的优化应用领域广泛应用于自动控制、机器人、航空航天等领域目标实现最优控制性能方法采用最优控制理论，如线性二次型最优控制、非线性最优控制等步骤建立系统模型、设计控制器、仿真验证、优化调整应用广泛应用于工业自动化、航空航天、机器人等领域计算机控制系统的定义由计算机和被控对象组成的控制系统计算机控制系统的特点实时性、准确性、灵活性、可靠性计算机控制系统的应用工业自动化、机器人控制、智能交通、智能家居等计算机控制系统的发展趋势智能化、网络化、集成化、微型化l智能控制系统的定义能够自主学习、适应和优化控制的系统l智能控制系统的特点自适应性、自学习性、自组织性、自诊断性l智能控制系统的应用工业自动化、智能家居、智能交通、智能医疗等领域l智能控制系统的发展趋势智能化、网络化、集成化、微型化l鲁棒性控制系统对不确定性和干扰的抵抗能力l鲁棒控制系统设计考虑不确定性和干扰，设计出能够稳定运行的控制系统l鲁棒控制理论研究鲁棒控制系统设计的理论和方法l鲁棒控制系统应用广泛应用于航空航天、电力系统、机器人等领域定义能够根据系特点具有自学习、应用领域广泛应发展趋势智能化、统运行状态和环境自调整、自组织能用于工业、航空航网络化、集成化变化自动调整控制力天、机器人等领域策略的控制系统汇报人。