控制系统导论

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控制系统导论-PPT

经典控制理论与现代控制理论比较:
• 经典控制理论
研究对象:单输入、单输出系统数学模型与工具:微分方程→传递函数研究内容:确定模型,系统分析,系统设计
• 现代控制理论
研究对象:多输入、多输出系统数学模型与工具:状态方程→传递矩阵研究内容:最优控制,系统辨识,自适应类
线1、性线系性统系—统可与用非线线性性微系分统方程或差分方程描述。
2、定线常性系系统统与重时要变系特统性—叠加性,均匀性非定时非线常变方线线性系系程性性系统统或系系:;统差统统参参分—特中数数方y描点各不就程述元随是—。系件时时统特间间得系性变t 运数均化得动为函随方直数变程线量为，大非y如小线性而微变分化
r 电位计式桥路 us
给定值
〉 ua 电动机构工作机械
（执行、对象）
被控量 c
(三)液位自动控制系统
液位控制系统
控制器
Q1
浮子
c
用水开关
Q2
电位器
减速器
电动机
SM
if
§1-3 自动控制系统中得常用术语
扰动
比较环节
n
参考输入
偏差控制环节控制量被控对象
e
Gc
u
G0
输出 c
主反馈 b
反馈环节 H
一、自动控制系统组成
热力系统自动控制流程图
人工控制
自动控制系统方框图
系统组成:
• 被控对象 • 测量元件 • 控制装置 • 执行机构
二、控制得基本方式 1、开环控制
开环控制之一:按给定值操作
给定值计算
执行
干扰被控量
被控对象
• 信号由给定值至被控量单向传递; • 抗干扰能力差,不能保证控制精度。

系统工程导论第二章系统工程的基础理论与方法论第一节系统最优化理论

n 。最后，也要考虑到xij
的产品数量属性，即 xij 0,i 1, 2, m, j 1, 2, n ，因此，该运
输方案可由以下模型求解得到：
2.1 系统最优化理论
mn
min
cij xij
i 1 j 1
（2-3）
n
s.t. xij ai ,i 1, 2, m j 1 m xij bj , j 1, 2, n i 1 xij 0,i 1, 2, m, j 1, 2, n
2.1 系统最优化理论
mn
解
首先，在假设运输量为
xij
的条件下其总的运费为 i 1
j 1
cij
xij
。
其次，要考虑到从任意产地运出的量要等于该产地的产量，即
n
xij ai ,i 1, 2,
j 1
m 。第三，还要考虑到运到任意销地的量要等
m
于该销地能销出的量，即 xij bi , j 1, 2, i 1
不同的方案、设计、措施以达到最优目的。（2）目标函数，如例
2-1
中的 max
, 10x1 18x2
例
2-2
中的min
mn
cij xij
。目标函数通常是决策变
i 1 j 1
量的函数，表达了“何为最优”的准则和目标，规定了优化问题
的实际意义。
2.1 系统最优化理论
（3）约束条件，如例 2-1 和例 2-2 中由“s.t”规定的部分。约束条件指决策变量取值时受到的各种资源和条件的限制，表达了一种“有条件优化”的概念，通常为决策变量的等式或不等式方程。如果决策变量的取值是连续的，且目标函数和约束条件都是决策变量的线性函数，则称为线性规划问题。如果决策变量的取值为整数点，则称为整数规划问题；如果部分决策变量取值连续而其余取值为整数，则称为混合整数规划问题；如果目标函数和约束条件中存在任何的非线性因子，则称为非线性规划问题。

飞行器自动控制导论_第一章飞行控制系统概述

第一章飞行控制系统概述1.1飞行器自动控制1.1.1飞行控制系统的功能随着飞行任务的不断复杂化，对飞机性能的要求越来越高，不仅要求飞行距离远（例如运输机），高度高（高空侦察机），而且还要求飞机有良好的机动性（例如战斗机）。

为了减轻驾驶员在长途飞行中的疲劳，或使驾驶员集中精力战斗，希望用自动控制系统代替驾驶员控制飞行，并能改善飞机的飞行性能。

这种系统就是现代飞机上安装的飞行自动控制系统。

飞行控制系统的功能归结起来有两点：1）实现飞机的自动飞行；2）改善飞机的飞行性能。

飞机的自动飞行控制系统在无人参与的情况下，自动操纵飞机按规定的姿态和航迹飞行，通常可实现对飞机的三轴姿态角和飞机三个方向的空间位置的自动控制与稳定。

例如，无人驾驶飞行器（如无人机或导弹等），实现完全的飞行自动控制；对于有人驾驶的飞机（如民用客机或军用飞机），虽然有人参与驾驶，但某些飞行阶段（如巡航段），驾驶员可以不直接参与操纵，而由飞行控制系统实现对飞机飞行的自动控制，但驾驶员应完成对自动飞行指令的设置和监督自动飞行的情况，并可以随时切断自动控制而实现人工驾驶。

采用自动飞行具有以下优点：1）长距离飞行时解除驾驶员的疲劳，减轻驾驶员的工作负担；2）在一些恶劣天气或复杂的环境下，驾驶员难于精确控制飞机的姿态和航迹，自动飞行控制系统可以精确对飞机姿态和航迹的精确控制；3）有一些飞行操纵任务，驾驶员难于精确完成，如进场着陆，采用自动飞行控制则可以较好地完成任务。

一般来说，飞机的性能和飞行品质是由飞机本身气动特性和发动机特性决定的，但随着飞机飞行高度及飞行速度的增加，飞机的自身特性将会变坏。

如飞机在高空飞行时，由于空气稀薄，飞机的阻尼特性变坏，致使飞机角运动产生严重的摆动，靠驾驶员人工操纵将会很困难。

此外，设计飞机时，为了减小质量和阻力，提高有用升力，将飞机设计成静不稳定的。

对于这种静不稳定的飞机，驾驶员是难于操纵的。

在飞机上采用增稳系统或阻尼系统可以很好地解决这些问题。

控制科学与工程专业介绍

控制科学与工程专业介绍控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。

它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。

11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。

到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。

但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。

此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。

在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。

60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。

在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。

特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。

目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。

交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。

控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。

它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。

本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。

例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。

与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。

与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。

自动化专业导论

自动化专业导论认知学校：专业年级：姓名：摘要：随着21世纪经济的快速发展，科学技术的革新也日新月异，自动化技术也日趋成熟，应用领域也更加广泛，应用前景大好。

人们也力求使生产发展变得更加快捷准确，处理过程更加自动一体化，减少人力劳动。

本文主要介绍进行了自动化专业导论学习后对本专业的认识和感悟和发展。

关键字：快捷准确、自动、认知、发展自动化介绍：自动化(Automation)，是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动的进行操作或运行。

广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。

机器或装备在无人干预的情况下按照规定的程序或指令制动进行操作或控制的过程。

自动化技术广泛运用于工业、农业、军事、科学研究、商业、医疗、服务和家庭等方面。

采用自动化技术不仅可以让人从繁重的体力、部分脑力劳动和恶劣、危险的工作环境中解放出来，还可以提高工作的准确性与连贯性，更能提高工作效率，提高生产力。

自动化技术的覆盖程度也是衡量一个企业发展能力的一项重要指标。

自动化发展简介：自动化技术的发展历史，大致可以划分为自动化的形成、局部自动化和综合自动化三个时期。

自动化技术形成时期(18世纪末～20世纪30年代)1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器(又称飞球调速器)﹐并把它与蒸汽机的阀门连接起来﹐构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统。

瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元﹐对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。

局部自动化时期(20世纪40～50年代)第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。

在第二次世界大战期间，每一项新科技的产生都将最先服务于军事，在敌我双方的科技较量中，不断促进科技的发展。

即使是现如今，越来越多得国家都希望军队更加自动化，如无人机的发展，按照预设指令进行目标打击，本方还不存在伤亡问题。

综合自动化时期(20世纪50年代末起至今)20世纪50年代末空间技术迅速发展﹐迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。

《智能控制导论》课件

程护理等。
02
CATALOGUE
智能控制系统的基本组成
传感器
传感器是智能控制系统的首要环节，负责采集各种物理量、化学量、生物量等原始数据，并将其转换为可处理的电信号或数字信号。
传感器的性能指标包括精度、稳定性、灵敏度、响应速度等，直接影响智能控制系统的性能。
常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器等，可根据具体应用需求进行选择。
详细描述
智能控制的主要特点包括自主学习、自适应、自组织、自决策和自修复等，它能够根据环境变化和系统状态，自主地调整控制策略，实现最优的控制效果。
智能控制的历史与发展
总结词
智能控制的历史可以追溯到20世纪50年代，随着人工智能和计算机技术的不断发展，智能控制得到了广泛的应用和发展。
详细描述
智能控制的发展经历了三个阶段，分别是萌芽阶段、形成阶段和成熟阶段。目前，智能控制已经广泛应用于工业、农业、军事、医疗等领域，成为现代控制技术的重要组成部分。
模糊控制器结构
模糊控制器通常包括模糊化、模糊推理、反模糊化三个主要部分。其中，模糊推理是核心，基于模糊规则库和模糊集合运算进行推理。
应用领域
模糊控制在工业控制、智能家居、智能交通等领域有广泛应用，尤其在处理不确定性和非线性问题时表现出色。
神经网络控制
神经元模型与网络结构
神经网络控制基于神经元模型和网络结构，通过模拟人脑神经元之间的连接和信息传递机制进行学习、记忆和决策。
《智能控制导论》 ppt课件
contents
目录
• 智能控制概述 • 智能控制系统的基本组成 • 智能控制的主要技术 • 智能控制在工业自动化中的应用 • 智能控制面临的挑战与未来发展

控制系统导论.答案

➢反馈——控制系统的精髓。
自动控制系统的基本控制方式
反馈控制（闭环控制）开环控制复合控制
1. 反馈控制——闭环控制
➢反馈控制又称为闭环控制，是最基本、也是应用最广泛的一种控制方式。
➢反馈控制是指：在系统输出端与输入端之间，不但有顺向作用，而且还有反馈回路，或者说输出量直接或间接地参与了控制作用。
➢另一方面，对于一些复杂系统，难于建立数学模型，难于用常规控制理论定量计算分析，必须采用定量、定性相结合的控制方式，于是提出了智能控制理论——模拟人的控制技术，虽然不能实现精确的控制，但对各种复杂系统能够做到比较满意的控制。
课程学习要面临
• 数学基础宽而深 • 控制原理抽象 • 计算复杂且繁琐 • 绘图困难
少或消除扰动对被调量的影响，使它按一定的规律变化。
控制器：指对被控对象起控制作用的控制装置的总体。
自动控制系统：指控制装置和被控对象的总称。
自动控制系统的原理方框图
自动控制装置广义对象
偏差
控制作用
扰动输入控制量
给定输入
控制器
比较环节测量值
执行机构测量装置
控制对象
被控量输出量
➢所谓反馈是指：通过测量装置将系统的输出信号反馈到系统的输入端。
➢原理框图如图所示。
给定输入
Байду номын сангаас偏差
控制器
扰动输入
输出量被控对象
前/正向通道
反/负向通道
检测装置
➢反馈控制是根据负反馈原理，按偏差量进行控制的。
负反馈原理：
是指将系统的输出反馈到系统的输入端，与给定值进行比较产生一个偏差信号，并根据输入量与输出量的偏差信号进行控制。

《控制工程导论》课件

小和变化速率。
被控对象
定义
被控对象是指需要实现某种控制目标的物理系统或设备。
特性
被控对象的特性决定了控制系统的性能和稳定性。了解被控对象的动态特性和静态特性对于控制系统设计至关重要。
建模
被控对象通常通过数学模型进行描述，以便于分析和设计控制系统。
传感器
功能
传感器负责检测被控对象的输出信号，并将其转换为可处理的电信号或数字信号。
稳态性能的指标
包括稳态误差、静态误差系数等，用于描述系统在稳态条件下输出的准确度和稳定性。
稳态性能的改善方法
通过调整系统参数、优化控制算法等手段，减小系统的稳态误差，提高系统的稳态性能。
04
控制系统的分析与设计
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
数学模型的建立
数学模型是描述系统输入、输出变量以及内部状态变量之间关系的数学表达式。
在控制系统的分析与设计中，数学模型的建立是至关重要的第一步。通过数学模型，可以定量地描述系统的动态行为，为后续的分析和设计提供基础。常见的数学模型有微分方程、传递函数、状态方程等。
控制系统分析
控制系统分析是评估系统性能的过程，包括稳定性、动态响应和稳态误差等。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
工业控制系统
总结词
工业控制系统广泛应用于制造业、电力、水处理等领域，通过自动化控制技术实现生产过程的优化和效率提升。
详细描述
工业控制系统通过各种传感器、控制器和执行器等设备，实时监测和控制生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位等，确保生产过程的稳定、高效和安全。

第一章控制系统导论

教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）负反馈原理——构成闭环控制系统的核心把系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。

负反馈控制系统的特点——按偏差控制的具有负反馈的闭环系统1）有反馈，信号流动构成闭回路。

2）按偏差进行控制。

对应的系统方框图为：由原理图画方块图的步骤：①看懂工作原理图，找出被控量、被控对象、给定量。

②从两头来，先画出给定量、被控对象和被控量。

③依原理图补上中间部分。

4.反馈控制系统的基本组成①测量元件：测量被控量②比较元件：产生偏差信号③放大元件：对偏差信号进行幅值、功率放大④执行机构：对被控对象施加作用⑤校正元件：改善系统性能⑥给定元件：给出输入信号5.自动控制系统的基本控制方式a.开环（信号单向流动）特点：简单、稳定、精度低。

b.闭环（信号有反向作用）特点：复杂、抗干扰能力强、精度高、有稳定性问题。

c.复合（前向联系、反向作用）特点：性能要求高时用之。

1-2 自动控制系统实例1.函数记录仪（P.7-8）2教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）2.电阻炉微型计算机温度控制系统（P.8-9）3.锅炉液位控制系统（P.9-10）1-3自控系统的分类1.线性连续控制系统微分方程：)()()()()()()()(1111txtadttdxtadttxdtadttxdtacncnncnncn++++---=)()()()()()()()(1111txtbdttdxtbdttxdtbdttxdtbrmrnmrmmrm++++---式中)(txr——系统的输入量；)(txc——系统的输出量。

系数a0(t)，a1(t)……a n(t)，b0(t)，b1(t)……b m(t)是常数时，称为定常系统，随时间变化时，称为时变系统。

定常系统分为：恒值系统、随动系统和程序控制系统1）恒值控制系统恒值系统的给定量是恒定不变的，如恒速、恒温、恒压等自动控制系统，这种系统的输出量也应是恒定不变的。

自动化导论第4章自动控制系统的基本控制方法

修正机构
辨识机构
输入量
控制器
被控对象环境条件等
输出量
4.4 自适应控制
基本原理——小结
a 辨识被控对象的特性
b 在辨识的基础上作出控制决策
期望的性能指标
c 按照决策对可调系统实行修正决策机构
修正机构
辨识机构
输入量
控制器
被控对象环境条件等
输出量
4.4 自适应控制
基本类型
自适应控制实质上是系统辨识与控制技术的结合，通常有自校正控制系统、模型参考自适应控制系统两种类型。
拦截导弹最短时间控制
4.3 最优控制
常见的最优控制问题
⑵ 最小燃料消耗问题：控制量u(t)与燃料消耗量成正比。
J tf u t dt min t0
F xt ，u t ，t u t
导弹最小燃料控制
4.3 最优控制
常见的最优控制问题
⑶ 最小能量控制问题：考虑与消耗功率成正比。
被控对象环境条件等
输出量
4.4 自适应控制
基本原理
然后根据所获得的信息并按照一定的评价系统优劣的性能
准则,判断决定所需的控制器参数或所需的控制信号。
期望的决策机构
性能指标
性能指标 J t e2 ( )d t0
辨识机构
输入量
控制器
被控对象环境条件等
输出量
4.4 自适应控制
基本原理
即控制器输出变化的速度与偏差成正比：
du(t) dt SCe(t)
t
u(t) u(0) SC
e(t)dt
0
SC：积分控制作用放大倍数现象：只要有偏差，控制器输出就不断变化。

系统工程导论总复习知识点

第一章1. 系统思想发展三阶段：即只见森林（朴素的系统思想）-只见树木-先见森林，后见树木（科学的系统思想）。

科学的系统思想核心和本质整体思想与联系思想2.老三论：一般系统论（贝塔朗菲）、控制论（维纳）、信息论（香农）新三论：耗散结构理论（I.普利高津）、协同学（H.哈肯）、突变论（R.托姆）3. 系统的定义：由两个以上相互关联的要素所构成的具备特定功能，结构，环境的整体。

一般属性：整体性：最基本、最核心，系统性最集中的体现。

关联性：构成系统的要素是相互联系，相互作用的；同时，所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系。

环境适应性：任何一个系统都存在于一定的环境中，并于系统产生物质，能量和信息交流，环境变化引起其变化目的性、层次性4.系统工程：是从总体出发，合理开发、运行和革新一个组织化大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总和（或总称）。

5.系统工程的基本思想(1) 整体性和系统化观点（工作的前提）(2) 总体最优或平衡协调观点（目的）(3) 多种方法综合运用的观点（解决问题的手段）(4) 问题导向及反馈控制观点（有效性的保障）6.系统工程的特点（与传区别）（1）系统工程采用先决定整体框架，后进入详细内部设计的程序；（2）系统工程试图通过将构成事物的要素的秩序加以适当的配置来提高整体的功能，其核心思想就是综合就是创造。

传统工程则坚持发明创造。

（3）系统工程是软科学。

7. 系统工程研究对象：组织化的大规模复杂系统。

研究方法：研究系统工程问题时，必须根据实际问题的需要灵活选择科学方法。

（1）描述系统工程问题的方法一般是定性描述与定量描述相结合，整体描述与局部描述相结合，确定性描述与不确定性描述相结合。

（2）分析研究系统工程问题的方法一般是模型分析与仿真实验型相结合，系统分析与系统集成相结合，系统评价与系统设计相结合。

对系统工程的认识：系统工程是一门交叉学科，是从整体出发，合理开发，运用和革新一个大规模复杂系统，所需思想，理论，方法的集合。

1控制系统概论

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21
1.2.5 其它分类方法
(1)按系统的输入/输出信号数量分:单入/单出系统（SISO）和多入/多出系统（MIMO） (2)按控制系统的功能分：温度控制系统、速度控制系统、位置控制系统等。 (3)按系统元件组成来分：机电系统、液压系统、生物系统。 (4)按不同的控制理论分支设计的新型控制系统分：最优控制系统，自适应控制系统，预测控制系统，模糊控制系统，神经网络控制系统等等。
(1)稳定性。自动控制系统的最基本的要求是系统必须是稳定的，不稳定的控制系统是不能工作的。 (2)快速性。在系统稳定的前提下，希望控制过程（过渡过程）进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差（偏差）过大。合理的设计应该兼顾这两方面的要求。 (3)准确性。即要求动态误差和稳态误差都越小越好。当与快速性有矛盾时，应兼顾这两方面的要求。
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在20世纪50年代，控制工程的发展的重点是复平面和根轨迹的发展。进而在20世纪80年代，数字计算机在控制系统中的使用变得普遍起来，这些新控制部件的使用使得控制精确、快速。状态空间方法属于时域方法，其核心是最优化技术。它以状态空间描述（实质上是一阶微分或差分方程组）作为数学模型，利用计算机作为系统建模分析、设计乃至控制的手段，适应于多变量、非线性、时变系统。
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(三) 大系统控制理论阶段 20世纪70年代开始，出现了一些新的控制方法和理论。（1）现代频域方法，该方法以传递函数矩阵为数学模型，研究线性定常多变量系统；（2）自适应控制理论和方法，该方法以系统辨识和参数估计为基础，处理被控对象不确定和缓时变，在实时辨识基础上在线确定最优控制规律；（3）鲁棒控制方法，该方法在保证系统稳定性和其它性能基础上，设计不变的鲁棒控制器，以处理数学模型的不确定性；

控制系统工程导论课后习题问题详解

第一章概论习题及及解答1-1 试列举几个日常生活中的开环控制和闭环控制系统实例，并说明它们的工作原理。

略1-2. 图1-17是液面自动控制系统的两种原理示意图。

在运行中，希望液面高度0H 维持不变。

1．试说明各系统的工作原理。

2．画出各系统的方框图，并说明被控对象、给定值、被控量和干扰信号是什么?()a 工作原理：出水量2θ与进水量一致，系统处于平衡状态，液位高度保持在0H 。

当出水量大于进水量，液位降低，浮子下沉，通过连杆使阀门1L 开大，使得进水量增大，液位逐渐回升；当出水量小于进水量，液位升高，浮子上升，通过连杆使阀门1关小，液位逐渐降低。

其中被控对象是水槽，给定值是液面高度希望值0H 。

被控量是液面实际高度，干扰量是出水量2θ。

()b 工作原理：出水量与进水量一致系统处于平衡状态，电位器滑动头位于中间位置，液面为给定高度0H 。

当出水量大于（小于）进水量，浮子下沉（上浮）带动电位器滑动头向上（下）移动，电位器输出一正（负）电压，使电动机正（反）转，通过减速器开大（关小）阀门1L ，使进水量增大（减小），液面高度升高（降低），当液面高度为0H 时，电位器滑动头处于中间位置，输出电压为零，电动机不转，系统又处于平衡状态。

其中被控对象是水槽，给定值为液面高度希望值0H ，被控量是液面实际高度，干扰量是出水量2θ。

()a ，()b 系统结构图如下图1-3 什么是负反馈控制?在图1-17(b)系统中是怎样实现负反馈控制的?在什么情况下反馈极性会误接为正，此时对系统工作有何影响?解：负反馈控制就是将输出量反馈到输入端与输入量进行比较产生偏差信号，利用偏差信号对系统进行调节，达到减小或消除偏差的目的。

图1-17()b系统的输出量液面实际高度通过浮子测量反馈到输入端与输入信号（给定液面高度）进行比较，如果二者不一致就会在电位器输出一电压值——偏差信号，偏差信号带动电机转动，通过减速器使阀门1开大或关小，从而进入量改变，当输出量——液面实际高度与给定高度一致偏差信号为0，电机，减速器不动，系统又处于平衡状态。

控制系统导论.答案

第一章控制系统导论
1-1 自动控制的基本原理
1-2 自动控制系统示例
1-3 自动控制系统的分类 1-4 对自动控制系统的基本要求 1-5 典型输入信号 1-6 自动控制系统的分析与设计工具
1.1 自动控制的基本原理
例：水温人工控制工作原理：
•热蒸汽通过管道把热量传递给被加热的水, 被加热水的温度与热蒸汽流量成正比。 •通过调节阀门的开度，可调节热蒸汽流量,从而控制被加热水的温度。
(2)离散系统
系统中有一处或数处的信号是脉冲序列或数码。若系统中采用了采样开关,将连续信号转变为离散的脉冲形式的信号,此类系统称为采样控制系统或脉冲控制系统。若采用数字计算机或数字控制器,其离散信号是以数码形式传递的,此类系统称为数字控制系统。
线性定常连续系统
这类系统可用常系数线性微分方程来描述，其一般形式为：
定常系统和时变系统
(1)定常系统
如果描述系统特性的微分方程中各项系数都是与时间无关的常数,则称为定常系统。
(2)时变系统
如果描述系统特性的微分方程中只要有一项系数是时间的函数,此系统称为时变系统。
连续系统和离散系统
(1)连续系统
系统中所有元件的信号都是随时间连续变化的信号,称为连续系统。
自动控制原理
胡寿松主编
科学出版社
引
自是指在无人直接参与的情况下，通过外加的设备或装置（称为控制器Controller），使机器、设备或生产过程（统称被控对象Plant）的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
自动控制理论：
是研究自动控制共同规律的技术学科是自动化学科的重要理论基础
送到系统(或环节)的输入端的信号 ,称为反馈。若此信号是从系统输出端取出送入系统输入端 ,这种反馈称主反馈。而其它称为局部反馈。

集散控制系统(DCS)导论

制药行业
用于监控和调节制药生产过程中的各种参数，确保药品质量和生产的稳定性。
食品行业
用于监控和调节食品加工过程中的各种参数，确保食品质量
和生产的卫生安全性。
02
DCS的体系结构
硬件体系结构
操作站
提供人机界面，方便操作员监控和操作整个系统。
服务器
提供数据存储、备份、恢复等功能。
现场控制站
负责采集和处理现场数据，执行控制算法，输出控制信号。
工程师站
用于开发和维护系统，配置系统参数，组态软件等。
输入输出设备
如传感器、执行器等，用于与现场设备进行通信。
软件体系结构
系统软件
包括操作系统、数据库管理系统等，是整个系统的支撑软件。
应用软件
根据具体控制需求开发的专用软件，实现特定的控制功能。
人机界面技术
总结词
人机界面技术提供操作员与系统之间的交互界面，使操作员能够监控和控制系统的运行。
详细描述
人机界面技术包括图形界面设计、动态数据展示、操作控制、报警处理等功能。它使用计算机显示技术，以图形、文本、动画等形式展示系统状态和数据，并提供操作工具，如鼠标、键盘等输入设备。
控制算法与策略
起源
20世纪70年代，随着计算机技术和自动化技术的发展，DCS开始出现。
初期应用
初期主要应用于石油、化工等连续性生产行业。
发展趋势
随着技术的发展，DCS逐渐向智能化、网络化、集成化方向发展。
DCS的应用领域
石油、化工行业
用于监控和调节各种工艺参数，提高生产效率和产品质量。
电力行业
用于监控和调节电站运行过程中的各种参数，确保电力生产的安全和稳定。

第1章绪论(经济控制论)

D. 断开S2时电源效率变小
Δ
Δ
不变
总结提炼
分析动态平衡问题应抓住以下两点：
[对点训练]
1. （2023·南京三模）某牧场设计了一款补水提示器，其工作原理如图
所示，水量增加时滑动变阻器的滑片下移，电表均为理想电表。下列说
法正确的是（ A ）
A. 若选择电压表，水量增多时电压表示数变大
B. 若选择电流表，水量增多时电流表示数变小
A. 灯泡的亮度变小
B. 电压表的示数变小
C. 光敏电阻R的功率一定减小
D. 当电压表示数变化量为ΔU，则电容器的电荷量减少10ΔUC
角度3 闭合电路的图像问题
1. 三类图像
分类
电源的
图例
分析
U＝E－Ir
U－I
纵截距：电动势
图像
斜率的绝对值：内阻
分类
电源的
P出－R
图像
电源的P－I
图像
图例
分析
当R＝r时，P出最大，P出
E2
＝
4r
E
当I＝时，电源输出功
2r
率最大
当P0＜Pm时，I1＋I2＝I短
易错警示
分析电源的U－I图像时，要注意纵坐标的起始刻度。
2. 一条思路
例3 （2023·江苏八市联考）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环
保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流
I的关系图像，图线b是某电阻R的U－I图像。在同等光照强度下，当它
放置，圆形线圈的圆心O在EF上，线圈电阻为R，若线圈以角速度ω绕
EF匀速转动，并从图示位置开始计时，则（ D ）
2π
A. t＝时，线圈中的感应电流最大

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