2014年安装工程专业讲义：自动控制系统
自动控制系统的概述教案
自动控制系统的概述教案一、引言自动控制系统是现代工业、交通、航空和生活中广泛应用的关键技术之一。
它可以通过对各种控制器的组合和协调，实现对各种系统的自动化操作和监控。
本教案旨在介绍自动控制系统的基本概念、原理和应用，帮助学生全面理解自动控制系统的工作原理和应用领域。
二、教学目标1. 了解自动控制系统的基本概念和组成部分；2. 掌握自动控制系统的工作原理；3. 理解自动控制系统在不同领域的应用。
三、教学内容1. 自动控制系统的定义和基本概念；2. 自动控制系统的组成部分：传感器、执行器、控制器和反馈环路；3. 自动控制系统的工作原理：开环控制和闭环控制；4. 自动控制系统在工业、交通、航空和生活中的应用案例。
四、教学步骤1. 引入自动控制系统的概念，让学生了解自动控制系统的重要性和广泛应用；2. 介绍自动控制系统的基本概念，包括定义和组成部分；3. 解释自动控制系统的工作原理，通过开环控制和闭环控制的比较，让学生理解两种控制方式的区别和应用场景；4. 展示自动控制系统在工业、交通、航空和生活中的实际应用案例，增强学生对自动控制系统的理解和兴趣；5. 进行课堂练和讨论，帮助学生巩固所学知识；6. 总结本堂课的重点内容，并布置相关作业。
五、教学资源1. PPT 讲义：包括自动控制系统的基本概念、组成部分、工作原理和应用案例；2. 教学视频：展示自动控制系统的实际应用场景；3. 相关课程资料：提供给学生进一步阅读和研究的材料。
六、评估方法1. 课堂小测：检验学生对自动控制系统的基本概念和工作原理的理解程度；2. 作业：要求学生分析一个自动控制系统的实际应用案例，并撰写一份相关报告。
七、延伸拓展1. 了解更多自动控制系统的应用领域和发展趋势；2. 探索自动控制系统在智能化、网络化和可持续发展方面的创新应用。
八、参考资料1. 王明. 自动控制原理. 人民邮电出版社, 2018.2. 刘刚, 王艳. 基于自动控制系统的发展趋势与预测研究. 自动化技术与应用, 2019(1).。
自动控制系统ppt课件
(二) 逆变器输出电压与脉宽的关系 单极式SPWM 脉冲幅值1/2Us.在半个周波内有 N个脉冲,个脉冲不等宽 但中心间距一样, 等三角波的周期
令 第 个矩形脉冲宽度为 其中心点相位角
因为从原点始只有半个三角波
因为输出电压波形 负半波左右对称,是一个奇 次周期函数
把N个矩形脉冲代表的 代入上式,须先求的每个 脉冲的起始和终止相位角
五.研究自动控制系统的方法
定性分析 建立数学模型
定性分析 建立数学模型
定量分析
定性分析
对系统校正 工程实践
对系统校正
称心？
N
Y 工程实践
六.本课程与其它课程的关系
先修课程 电机学、自控原理、电子技术
后续课程 计算机控制系统
六.本课程与其它课程的关系
主要内容 直流电机自动控制系统 交流电机自动控制系统
§7-1变频调速的基本控制方 式
电机调速时希望磁通量Φm为额定值不变 三相异步机每相电势 Eg=4.44f1N1KN1Φm f1------定子频率 KN1---基波绕组系数 N1-----定子每相绕组串联匝数 Φm ----每极气隙磁通量(Wb)
一.基频以下调速
f1从额定f1n向下调。 要求： Eg /f1 =常数。
二.自动控制系统的分类
③过程控制系统 特点：对生产过程自动提供一定的外界条件，
例如：温度、压力、流量、粘度、浓度等参 量保持恒定或按一定的程序变化。对其中的 每一局部，可以是随动系统，也可以是恒值 系统。 例子：化工厂控制系统。
二.自动控制系统的分类
2.按数学模型分类 数学模型 描述系统内部各物理量之间关系的数学表达式。 静态模型 变量各阶导数为零的条件下。
二:直接变频装置(AC-AC)
自动控制系统
自动控制系统1. 概述自动控制系统是指利用计算机和传感器等设备通过反馈控制方法，自动地对某一对象或过程进行控制的系统。
它广泛应用于工业生产、交通运输、环境监测等领域，起到提高生产效率和质量、节约能源、保护环境等作用。
自动控制系统由四个基本组成部分组成：测量装置、控制装置、执行机构和控制对象。
测量装置用于采集控制对象相关的数据，控制装置根据测量结果制定控制策略，执行机构根据控制装置的指令完成对控制对象的控制。
2. 控制方式自动控制系统有多种控制方式，常见的有开环控制和闭环控制。
2.1 开环控制开环控制是指控制装置根据预先设定的规律或规则向执行机构发送控制信号，而没有根据实际输出进行调整。
开环控制容易受到外界干扰的影响，控制精度较低。
2.2 闭环控制闭环控制是通过测量控制对象的实际输出，并将其与预期输出进行比较，从而调整控制装置的输出信号，使得实际输出与预期输出尽可能接近。
闭环控制具有较高的控制精度和鲁棒性，能够适应不断变化的工作条件。
3. 控制算法自动控制系统的控制算法是实现控制策略的核心。
常见的控制算法包括比例控制、积分控制和微分控制。
3.1 比例控制比例控制是根据误差的大小，按照一定的比例关系进行调整控制装置的输出信号。
比例控制能够快速响应系统的变化，但对于系统的稳定性和超调量控制较差。
3.2 积分控制积分控制是根据误差的累积值进行调整控制装置的输出信号。
积分控制能够消除稳态误差，但对于系统的动态响应较差。
3.3 微分控制微分控制是根据误差的变化率进行调整控制装置的输出信号。
微分控制能够增强系统的动态响应，但对于噪声的敏感性较高。
4. 应用领域自动控制系统广泛应用于各个领域，以下是几个典型的应用领域。
4.1 工业生产在工业生产中，自动控制系统可以进行生产过程的自动化控制，提高生产效率和质量。
例如，在汽车制造过程中，自动控制系统可以精确控制机器人的动作，完成车身焊接、喷涂等工作。
4.2 交通运输自动控制系统在交通运输领域可以实现交通信号灯的智能控制、自动驾驶汽车的导航和路径规划等功能，提高交通效率和安全性。
《自动控制系统》课件
通过分析系统的误差信号和稳态误差，可以判定系统的稳态性能 。
05
自动控制系统设计
系统建模
总结词
系统建模是自动控制系统设计的关键步 骤，它通过建立系统的数学模型来描述 系统的输入、输出和状态之间的关系。
VS
详细描述
系统建模是利用数学模型来描述一个实际 系统的动态行为。通过建立系统的数学模 型，可以分析系统的性能、预测系统的行 为，以及优化系统的设计。常见的系统建 模方法包括传递函数、状态空间和差分方 程等。
自动控制系统类型
开环控制系统
01
开环控制系统是指系统中没有反馈回路的控制系统 。
02
开环控制系统的输出只受输入的控制，系统的抗干 扰性和可靠性较低。
03
常见的开环控制系统有温度控制系统、液位控制系 统等。
闭环控制系统
闭环控制系统是指系统中具有反馈回路的控制系统。
闭环控制系统的输出会反馈到输入端，通过比较实际输出和期望输出的偏差来调整输入，从而减小或消 除偏差。
分类
根据系统对输入信号的响应，动态性能可以分为快速 性、稳定性和准确性。
判定方法
通过分析系统的阶跃响应和脉冲响应，可以判定系统 的动态性能。
稳态性能分析
定义
稳态性能是指系统在输入信号作用下，系统输出的最终状态，包 括误差、稳态误差等。
分类
根据系统对输入信号的响应，稳态性能可以分为无差系统、有差 系统和积分系统。
实例
环境监测与控制系统可以对城市污水处理厂的污水进行实时监测和控制，根据水质数据 自动调整污水处理设备的运行参数，提高污水处理效果和排放标准。
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被控对象的特性对控制系统的设计有 很大影响，需要充分了解被控对象的 数学模型和动态特性。
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汇报人：
03
自动控制系统的基本控 制方式
开环控制方式
开环控制的特点：简单、成 本低、响应速度快
开环控制的定义：不依赖于 反馈信号的控制方式
开环控制的应用：在简单、 稳定的系统中使用
开环控制的局限性：无法适 应环境变化，无法实现精确
控制
闭环控制方式
闭环控制：通过反馈信号来控制输 出，使输出与期望值保持一致
自动控制系统是一种能够自 动控制和调节设备或过程的 系统。
自动控制系统的主要功能是 实现对被控对象的自动控制
和调节。
自动控制系统广泛应用于工 业、农业、交通、医疗等领
域。
自动控制系统的组成
传感器：用于检测和控制对象的状 态
控制器：用于接收传感器的输入信 号，处理后输出控制指令
添加标题
添加标题
添加标题
稳定性分类：分为稳定、不稳 定、临界稳定和半稳定
稳定性分析方法：包括时域分 析法、频域分析法和根轨迹分 析法等
快速性
快速性是指系 统对输入信号
的响应速度
快速性指标包 括上升时间、 峰值时间和超
调量
快速性指标反 映了系统的动
态性能
快速性指标对 于控制系统的 稳定性和准确
性至关重要
准确性
自动控制系统的 准确性是指系统 输出与期望输出 之间的误差
发展趋势：智能化、网络化、小型 化、节能化
气动执行器
工作原理：利用压缩空气作为动力源，通过气缸、活塞等部件实现直线或旋转运动 特点：结构简单、体积小、重量轻、响应速度快、易于维护 应用领域：广泛应用于工业自动化、机械制造、化工、食品等行业 发展趋势：智能化、集成化、节能化、环保化
液压执行器
自动控制系统概述ppt课件
拉普拉斯变换
拉氏变换的实质：将实变量t的函数f（t），变换成复变量s（s=α+jβ）的函数F（s）。
F (s) f (t)estdt L[ f (t)] 0
其中： f (t) 为原函数， F(s) 为拉氏变换式（或象函数）
记为：
拉氏 变换 F(s) L[ f (t)]
第一节 自动控制系统的组成
进
料
口
调
节
器
变
送
器
执 行 器
进
料
口
调
节
器
变
送
器
进 料 口
变 送 器
控 制 站
执
执
行
行
器
器
控制系统的 4 个基本环节：
被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器
几个常用术语 ：
（1）被控对象 需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象，简称对象。 （2）被控变量 对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的物理量称为被控
y (t ) B
e()
Sp
B
C
稳定误差范围： 2％ 或者 5％的新稳态值
0
t1
t2
t3
t
超调量σ： B/C *100%
衰 减 比n： n B / B
余差 e(∞)： e()
过渡时间tp： 振荡周期：
t p t3 t2 t1
自动控制系统希望的结果： •最大偏差（超调量）？ •答：越小越好 •衰减比？
的测量值而非实际值，因此，在控制系统中通常把设定值与测量值之差定义为偏 差。
第二节 自动控制系统的方块图：
一、信号和变量：
+
自动控制系统基本概念
7
五、自动控制分类 1. 自动检测系统：P、Q、T、H检测 2. 自动保护系统：对参数的保护控制 3. 定值控制系统：将参数稳定在一定范围,
又称自动调节系统 4. 自动操纵系统：程序控制 5. 随动控制系统：自动跟踪系统
8
六、自动控制系统的方框图 1、方框图：反映系统各组成部分之间的相
4
二、自动控制系统的定义 • 自动控制是在人不直接参与的情况下,利
用外加的设备或装置,使整个生产过程或 工作机械被控对象自动地按预定规律运 行,或使某个参数被控参数按预定要求变 化.
• 自动调节系统是利用自动化装置克服干 扰,把偏离给定值的被调参数调回到给定 值上的系统.
5
三、自动控制系统的组成
31
四微分控制D控制
• 控制器的输出变化量与偏差变化速度成 正比.
P
TD
de dt
• 对变化速度快的偏差,微分调节输出变化 值也大,有超前调节功能.
• 对不变化的偏差,微分控制不起作用,也不 能消除余差.
32
阶跃输入时微分调节器特性
33
微分时间对过渡过程的影响
34
五比例积分微分PID控制系统 1. 控制器的输出为三部分输出之和. 2. 当偏差刚出现时,微分作用立即变化因
•
它根据偏差是否存在来动作.它的输出与偏差对时间的
积分成比例,只有当余差完全消失,积分作用才停止.其实质就是消
除余差.但积分作用缓慢,使最大动偏差增大,延长了控制时间.用
积分时间TI表示其作用的强弱,TI越小,积分作用越强,积分作用太
强时,也易引起振荡.
• 微分控制
.它的输出与输入偏差变化
自动控制系统的概念及分类
自动控制系统是指能够对某一系统的运行状态进行监测、比较和修正，以维持系统在某种期望状态或性能指标下运行的系统。
它主要包括感知部分、决策部分和执行部分。
感知部分负责获取系统的状态信息，决策部分进行状态比较和决策，执行部分则执行相应的控制操作。
自动控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两大类。
开环控制系统（Open-Loop Control System）：开环控制系统是指控制器输出不受系统当前状态影响，只由输入信号决定的控制系统。
在开环系统中，控制器向执行器发送命令，执行器按照命令执行动作，但系统的实际状态变化不会反馈给控制器。
这种系统不具备自我调整的能力，对外界扰动和系统参数变化不敏感。
闭环控制系统（Closed-Loop Control System）：闭环控制系统是指控制器的输出受系统当前状态的反馈影响，通过不断调整输出来维持系统在期望状态。
在闭环系统中，感知部分负责获取系统状态信息，并将反馈信息传递给控制器，控制器根据反馈信息调整输出，实现对系统的动态调节。
这种系统能够更好地应对外界扰动和系统参数变化，具有自我调整的能力。
在闭环控制系统中，可以进一步根据控制器的结构和工作原理进行分类：比例-积分-微分（PID）控制系统：使用比例项、积分项和微分项来调节系统，以实现对系统的稳定性、精度和速度的控制。
状态空间控制系统：使用状态空间法描述系统，通过状态反馈或输出反馈来实现对系统的控制。
模糊控制系统：基于模糊逻辑的控制系统，适用于复杂、模糊和不确定的系统。
神经网络控制系统：利用神经网络模型进行控制，适用于非线性和复杂系统。
自适应控制系统：具有自适应性能，能够根据系统的变化实时调整控制策略。
总体而言，自动控制系统在工业、交通、航空航天、生活等领域有着广泛的应用，能够提高系统的稳定性、精度和鲁棒性。
教学课件：第一章自动控制系统基本概念详解
• 自动控制系统概述 • 自动控制系统的基本组成 • 自动控制系统的分类 • 自动控制系统的性能要求 • 自动控制系统应用实例
01
自动控制系统概述
定义与特点
定义
自动控制系统是指在没有人直接 参与的情况下，利用控制装置使 被控对象或过程自动地按预定规 律运行的系统。
连续控制系统是指系统的参数连续变化的系统。
离散控制系统
离散控制系统是指系统的参数离散变化的系统。
04
自动控制系统的性能要求
稳定性
稳定性的定义
一个系统如果受到扰动后能够回 到原来的平衡状态，那么这个系
统就是稳定的。
稳定性的分类
根据系统在受到扰动后恢复平衡 状态的快慢，可以将稳定性分为
超调和欠调两种。
交通信号控制系统
总结词
优化交通流、提高安全性
详细描述
交通信号控制系统是城市交通管理的重要组成部分，用于优 化交通流和提高道路安全性。通过实时监测交通流量和路况 信息，系统能够自动调整信号灯的时长和配时方案，减少交 通拥堵和事故风险。
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闭环控制系统
闭环控制系统是指系统的 输出不仅受输入信号的影 响，还受反馈信号影响的 系统。
半开环控制系统
半开环控制系统是指系统 的输出只受部分反馈信号 影响的系统。
按输入信号变化规律分类
恒值控制系统
随动控制系统
恒值控制系统是指系统的输入信号为 一恒定值的系统。
随动控制系统是指系统的输入信号随 机变化的系统。
程序控制系统
程序控制系统是指系统的输入信号按 照一定规律变化的系统。
按系统参数分类
线性控制系统
自动控制系统名词
自动控制系统名词
自动控制系统是一种能够自动调节和控制设备、过程或系统的机制。
它使用各种传感器、控制器和执行器来实现对被控对象的监测、分析和操作。
在自动控制系统中，传感器用于检测被控对象的状态或参数，如温度、压力、流量等，并将其转换为电信号或数字信号。
控制器接收这些信号，并使用预定的控制算法进行处理，以确定所需的控制动作。
执行器则根据控制器的指令，对被控对象进行实际的操作，如调节阀门开度、改变电机转速等。
自动控制系统的目标是实现被控对象的稳定运行、精确控制和优化性能。
它可以应用于各种领域，如工业生产、航空航天、交通运输、能源管理、环境保护等。
常见的自动控制系统包括反馈控制系统、前馈控制系统、比例积分微分（PID）控制系统等。
它们的设计和实现需要考虑到被控对象的特性、控制要求、传感器和执行器的性能以及控制算法的选择。
自动控制系统的优点包括提高生产效率、降低劳动强度、提高产品质量、增强安全性和可靠性等。
它的发展和应用对于现代工业和社会的进步起到了重要的推动作用。
自动控制系统课件第一章1
目 录
• 自动控制系统概述 • 自动控制系统的基本组成 • 自动控制系统的分类 • 自动控制系统性能指标
01
CATALOGUE
自动控制系统概述
定义与特点
定义
自动控制系统是一种通过自动调节、 控制和监视设备或过程的系统，以达 到预定的目标或指标。
特点
自动控制系统具有自动化、快速响应 、高精度、高可靠性等特点，能够提 高生产效率、降低能耗和减少人工干 预。
实际输出与期望输出之间 的差值。
误差
动态误差 静态误差
快速性
响应时间
系统从开始响应到达到稳态所需的时间。
上升时间
系统从稳态的0%上升到稳态的90%所需的时间。
峰值时间
系统从开始响应到达到峰值所需的时间。
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04
CATALOGUE
自动控制系统性能指标
稳定性
1 2
稳定系统
在受到一定扰动后，系统能够回到原来的平衡状 态。
不稳定系统
在受到扰动后，系统无法回到原来的平衡状态。
3
稳定判据
用于判断系统稳定性的准则，如劳斯判据、赫尔 维茨判据等。
准确性
系统在过渡过程中，误差 的大小和性质。
系统处于稳态时，误差的 大小和性质。
02
CATALOGUE
自动控制系统的基本组成
控制器
控制器是自动控制系统的核心部分，负责接收来自传感器的信号，并根据 设定的控制算法产生控制信号，以控制执行器的动作。
控制器的种类繁多，常见的有比例控制器、积分控制器、微分控制器等。
控制器的设计需根据被控对象的特性和控制要求进行选择和调整，以达到 最佳的控制效果。
第一章自动控制系统概述
自动控制的概念
•3（被控）对象
指被控制的生产过程或设备。可是一个设备，它是 由一些机器零件有机地组合在一起的，其作用是完 成一个特定的动作。在下面的讨论中，称任何被控 物体（如受压容器、加热炉、化学反应器或宇宙飞 船）为对象。
•4 被控量
指表征生产过程是否正常进行而需要加以控制 的物理量。通常也称为被调量。
(2) 闭环控制系统
能对输入量与输出量进行比较，并且将它们的 偏差作为控制手段，以保持两者之间预定关系 的系统，称为反馈控制系统。由于引入了被反 馈量的反馈信息，整个控制过程成为闭合的， 因此反馈控制也称为闭环控制。
输入量
控制器
对象 或过程
测量元件
闭环控制系统方框图
输出量
开环与闭环控制系统的比较
1.1 自动控制 和自动控制系统的基本概念
目的、要求: 了解人工控制与自动控制的基本概念 掌握自动控制系统的基本概念与常用术语 理解自动控制系统的组成方框图 难点: 概念:被控量,扰动 方框图
•日常生活过程中的控制系统例子---
水箱水位控制系统
被控对象：水箱 被控量：水箱水位 控制装置：杠杆 检测元件：浮球 控制手段：进水阀
• 8 反馈控制
反馈控制是指在存在扰动的情况下，力图减 小系统的输出量与参考输入量（也称参据量） （或者任意变化的希望的状态）之间的偏差， 的一种控制过程。
自动控制系统的基本概念
反馈控制系统的中所用到的术语： 给定值（参考输入值） 控制量 被控量 扰动量(内扰,外扰) 自动控制装置 = 传感器 + 控制器 + 给 定器 + 执行器 受控过程（受控对象） 控制系统 = 受控过程＋控制装置
c（t）= f ( x（t）)
自动控制系统第一章
控制系统动态过程曲线
如上图所示，系统在外力作用下，输出逐渐与期望值一致， 则系统是稳定的，如曲线①所示；反之，输出如曲线②所示， 则系统是不稳定的。
15
快：
指控系统的快速性
快速性即动态过程进行的时间的长短。过程时间越短，说明系 统快速性越好，反之说明系统响应迟钝，如曲线①所示。 稳和快反映了系统动态过程性能的好坏。既快又稳，表明系统 的动态精度高。 准： 指系统在动态过程结束后，其被控量（或反馈量）与 给定值的偏差，这一偏差称为稳态误差，是衡量稳态精度的 指标，反映了系统后期稳态的性能。
(4). 正弦
r (t ) R sin(wt )
(5). 单位脉冲
r(t)
0 h t or t 0 r (t ) 1 0t h h
0 t 0 h 0时 ; r (t ) t 0
有 : (t )dt 1
1/h
第一章 自动控制的一般概念
1-1 自动控制的任务 1-２自动控制的基本方式
1-３对控制系统的性能要求 1- 4 典型输入信号
1
1.1 自动控制的任务
在自动控制技术中，把工作的机器设备称为被控对 象，把表征这些机器设备工作状态的物理参量称为 被控量，而对这些物理参量的要求值称为给定值或 希望值（或参考输入）。 控制的任务：使被控对象的被控量等于给定值。
•干扰： 水的流出量和流入量的变化 都将破坏水位保持恒定
水位自动控制系统
3
自动控制：即没有人直接参与的控制。
基本任务：在无人直接参与的情况下，利用控制装置
操纵被控对象，使被控制量等于给定值。 自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备. 一般由控制装置和被控对象组成。
自动控制讲义
被控对象—又称被调对象，简称对象，指自动控制系统中要进行控制的机器、设备或生产过程的全部或一部分，例如空调房间、燃气燃烧器、锅炉等。
被控量—又称被调量。
被控对象中要求实现自动控制的物理量，例如温度、压力、液位等。
给定值—又称设定值。
即通过控制系统作用，使被控量达要求的数值。
传感器—又称敏感元件。
是实现测量与自动控制的首要环节，它是将被测量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的元件。
调节器—又称控制器。
将被控制量的实测值信号与给定值信号相比较，检测偏差并对偏差进行运算，按照预定的控制规律发出调节指令的部分，它控制执行器的动作，对系统进行控制，一般具有给定、比较、指示、运算和操作功能。
执行器—在控制系统中，将来自调节器的控制信号转变为操作量的部分，又称操作部分，它由执行机构和调节机构组成。
操作量—又称调节量、控制量。
被控量在受到干扰后，而需要通过调节机构向被控对象输入或从对象中输出的物料量或能量。
干扰—引起被控量发生变化的外部原因，例如上图中的室外温度的变化、室内热源的变化、加热器前送风温度的变化及热水温度的变化等，再如工业锅炉的外部环境变化。
反馈--把输出量送回到系统的输入端并与输入信号比较的过程。
若反馈信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小，则称为负反馈；反之，则称为正反馈。
显然，负反馈控制是一个利用偏差进行控制并最后消除偏差的过程，又称偏差控制。
同时，由于有反馈的存在，整个控制过程是闭合的，故也称为闭环控制。
偏差信号---给定值减去实测值为偏差，用e表示偏差信号。
二、自动控制的分类1按照定值形式定值控制系统给定值保持不变(为一恒定值)的反馈控制系统称为定值控制系统。
定值控制系统又称自动调节系统。
X(t)=C或者为一个范围。
例如，压力恒定系统、恒温恒湿系统、锅炉汽包水位控制系统等，在暖通领域应用最为广泛。
随动控制系统控制系统的给定值随另一变化函数而变化，事先不知道其变化规律，要求系统的输出（被控参数）随之而变化。
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2014年安装工程专业讲义：自动控制系统
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第五节自动控制系统
一、自动控制系统基本概念
（一）自动控制系统的组成典型反馈控制系统的原理框图如图8.5.1所示。
（1）被控对象。
（2）控制器。
（3）放大变换环节。
（4）校正装置。
（5）反馈环节。
（6）给定环节。
（二）自动控制系统的常用术语
二、开、闭环及复合控制系统
控制系统按其结构可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统。
（一）开环控制系统
开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程，即需要控制的是被控对象的某一量（被控量），而测量的只是给定信号，被控量对于控制作用没有任何影响的系统。
开环控制系统结构简单、稳定性好，但不能自动补偿扰动对输出量的影响。
当系统扰动量产生的偏差可以预先进行补偿或影响不大时，采用开环系统控制是有利的。
当扰动量无法预计或控制系统的精度达不到预期要求时，则采用闭环控制。
（二）闭环控制系统
闭环控制是有被控量反馈的控制系统，从系统中信号流向看，系统的输出信号沿反馈通道又回到系统的输入端，构成闭合通道，故称闭环控制系统或反馈控制系统。
闭环控制系统的突出优点是利用偏差来纠正偏差，使系统达到较高的控制精度。
但与开环控制系统相比，闭环系统的结构和构造比较复杂，如果设计不当将会使系统无法正常和稳定地工作。
（三）复合控制系统
三、自动控制系统的性能指标
考虑动态过程在不同阶段中的特点，工程上通常从稳、准、好三个方面来衡量自动控制系统。
1.稳定性（稳）
稳定工作是对所有自动控制系统的基本要求，是一个系统能否工作的前提。
不稳定的系统根本无法完成控制任务。
考虑到实际系统工作环境或参数的变动，可能导致系统不稳定，因此除要求系统稳定外，还要求其具有一定的稳定裕量。
2.稳态精度（准）
稳态精度是指系统过渡到新的平衡状态以后，或系统对抗干扰重新恢复平衡后，最终保持的精度。
稳态精度与控制系统的结构、参数及输入信号形式有关。
3.动态过程（好）
动态过程是指控制系统的被控量在输入信号作用下随时间变化的全过程。
衡量动态工程的品质好坏常采用单位阶跃信号作用下过渡过程中的超调量、过渡过程时间等性能指标。
对不同的被控对象，系统对稳、准、好的要求有所侧重。
四、自动控制系统的类型
自动控制系统的种类很多，其结构性能和完成的任务各不相同，因此有多种分类方法，下面介绍几种常见的分类。
（一）按信号流向划分
1.开环控制系统。
2.闭环控制系统。
（二）按系统输入信号划分
1.恒值调节系统
这种系统的特征是输入量为一恒值，通常称为系统的给定值。
控制系统的任务是尽量排除各种干扰因素的影响，使输出量为给定值（期望值）如工业工程中恒温、恒压、快速等控制系统。
2.随动系统
该系统的控制输入量是一个事先无法确定的任意变化量，要求系统的输入量能迅速平稳地复现或跟踪输人信号的变化。
如雷达天线的自动跟踪系统和高炮自动瞄准系统就是典型的随动系统。
3.程序控制系统
系统的控制输入信号不是常值，而是事先确定的运动规律，编成程序装在输入装置中，即控制输入信号的是事先确定的程序信号，控制的目的是被控对象的控制量按照要求的程序动作。
如数控机床就属此类系统。
（三）按数学特性划分
（四）按信号连续性划分
五、计算机控制系统
（一）计算机控制系统的一般概念
（二）计算机控制系统的组成
计算机控制系统的组成它由广义对象（被控对象+传感变送器+执行器）和计算机系统两部分组成，而计算机系统又包括硬件和软件两部分。
1.计算机硬件系统
计算机硬件系统主要包括主机、过程输入输出通道和人机联系装置三部分。
（1）主机。
主要包括处理器（CPU）和内存（RAM和ROM）两部分。
（2）过程输入输出通道。
过程通道又分为模拟过程通道和开关过程通道。
模拟过程通道主要用来传输模拟信号。
对象的各种连续变化的物理量经传感器变送器转换成连续的电信号，通过模拟输入通道输入给计算机。
而计算机的控制信号需经模拟输出通道传给执行器，以实现对被控对象的控制。
开关过程通道主要用来传送计算机与对象之间的开关信号和数字量。
开关过程通道也分为开关量输入通道和开关量输出通道两种。
（3）人机联系装置。
主要包括键盘、显示器、打印机、绘图仪、操作台、硬盘、光盘等输入及输出设备。
2.计算机软件系统
软件系统是计算机程序的总和。
主要分为以下两种：
（1）系统软件。
（2）应用软件。
（三）计算机控制系统的类型
通常根据计算机参与控制方式、特点以及系统的结构，可以将计算机控制系统分为以下四种类型。
1.数据采集系统
2.直接数字控制系统
3.监督控制系统
4.集散控制系统
集散控制系统（DCS）是根据分散控制、集中操作、分级管理的原则设计的多级控制系统，一般自下而上可分为三级。
DCS以其可靠性、灵活性、人机界面友好性和通信的方便性等特点日益被广泛应用。