最新自动控制系统PPT
合集下载
FTK-3型驼峰自动控制系统幻灯片
五、速度控制机箱
溜放速度自动控制及测长功能是由FTK-3型系统中的主机控制程序和速度控制机箱联 合完成的。在速度控制机箱中有减速器控制板JSK-3和测长接口板ADB-16。总线板和接 口电路和机箱同进路控制机箱 1、减速器控制板JSK FTK-3型系统通过智能减速器控制板JSK-3完成对减速器的控制。每块JSK-3板有双套 电路，一套电路直接通过PCXZO-2板为主机控制，另一套电路由以intel 8044CPU为控制 处理器，将程序固化在EPROM中进行控制。每块JSK-3板有24路开关量输入，两路脉冲 量输入用于雷达计数，还有16路输出和主机输出同时存在，但主机输出优先，当主机均 故障时，板由以8044为核心的控制程序和电路输出有效，产生保底（5Km/h）公里速度控 制 l — L1绿色--闪烁主机工作正常； l — L2红色--亮灯该控制器故障； l — L3绿色--板内智能单片机工作。
l — L1绿色--闪烁主机工作正常； l — L2红色--亮灯该控制器故障
3、脉冲量输入板PIB 为了判别推峰机车行进方向，系统在首岔入口处位置以0.5米间隔连续安装 三块踏板，为了判别追钩，每组减速器入口处安装一块踏板。这些踏板有无源 和有源两种类型，当采用无源踏板时，可直接引入系统进路控制机箱中的脉冲 量输入板PIB-16。如果使用有源踏板，需先经过有源踏板处理电路后再进入 PIB-16板，每块PIB-16板可引入16路踏板，其典型电路如下：
四、进路控制机箱
驼峰场作业中溜放进路控制、调车进路控制和信号的自动控制功能是由FTK-3型系统 中的主机控制程序和进路控制机箱联合完成的。在进路控制机箱中有三种接口电路板， 它们是开关量输入板DIB-80，开关量输出板IOB-64和脉冲量计数板PIB-16。 1、开关量输入板DIB FTK-3型系统进路控制机箱中关于进路的现场条件是由开关量输入板DIB-80完成的， 这些条件包括：道岔表示、道岔手柄、道岔轨道、道岔锁闭、警冲标轨道、主体信号、 调车信号、限界检查器，压力报警器，控制继电器反馈、测重信息等。这些条件都是继 电器条件。每块DIB-80板可采集80路开关量输入信息，每路输入电路都采用光电隔离元 件，其单路输入电路原理如下：
自动控制系统第八版课件
幅频特性和相频特性
描述系统对不同频率正弦信号的放大倍数和相位移动情况。
频率特性的表示方法
极坐标图、对数坐标图（Bode图）等。
06
自动控制系统的校正与设 计
系统校正的基本概念
校正的定义
通过改变系统的结构或参数，使系统的性能得到 改善的过程。
校正的目的
提高系统的稳定性、快速性、准确性和抗干扰能 力。
脉冲响应的求解与性质
单位脉冲输入下系统的输出响应，可以通过差分方 程的求解得到，脉冲响应具有线性性、时不变性和 因果性等性质。
卷积的性质与应用
卷积是求解线性时不变系统输出响应的重要 方法，具有交换律、分配律和结合律等性质 ，可以简化计算过程。
Z变换与离散系统分析
Z变换的定义与性质
Z变换是离散时间信号与系统分析的重要工具，可以将差 分方程转换为代数方程进行求解，具有线性性、时移性、 频移性和卷积性等性质。
02
线性连续系统分析
线性连续系统的数学模型
微分方程
描述系统动态特性的数学工具， 通过求解微分方程可以得到系统 的输出响应。
传递函数
在零初始条件下，系统输出量的 拉普拉斯变换与输入量的拉普拉 斯变换之比，反映了系统的动态 特性。
状态空间表达式
以状态变量为基础，描述系统动 态特性的数学模型，适用于多输 入多输出系统。
脉冲响应与卷积
系统在单位脉冲输入下的输出响应，用于描述系统的动态特性，卷 积可用于求解任意输入下的输出响应。
传递函数与零极点
传递函数是离散系统数学模型在复数域中的表示，零点和极点是传递 函数的重要特征，决定了系统的稳定性和频率响应。
差分方程与脉冲响应
差分方程的建立与求解
根据物理系统的动态特性建立差分方程，通 过求解差分方程可以得到系统的输出响应。
描述系统对不同频率正弦信号的放大倍数和相位移动情况。
频率特性的表示方法
极坐标图、对数坐标图（Bode图）等。
06
自动控制系统的校正与设 计
系统校正的基本概念
校正的定义
通过改变系统的结构或参数，使系统的性能得到 改善的过程。
校正的目的
提高系统的稳定性、快速性、准确性和抗干扰能 力。
脉冲响应的求解与性质
单位脉冲输入下系统的输出响应，可以通过差分方 程的求解得到，脉冲响应具有线性性、时不变性和 因果性等性质。
卷积的性质与应用
卷积是求解线性时不变系统输出响应的重要 方法，具有交换律、分配律和结合律等性质 ，可以简化计算过程。
Z变换与离散系统分析
Z变换的定义与性质
Z变换是离散时间信号与系统分析的重要工具，可以将差 分方程转换为代数方程进行求解，具有线性性、时移性、 频移性和卷积性等性质。
02
线性连续系统分析
线性连续系统的数学模型
微分方程
描述系统动态特性的数学工具， 通过求解微分方程可以得到系统 的输出响应。
传递函数
在零初始条件下，系统输出量的 拉普拉斯变换与输入量的拉普拉 斯变换之比，反映了系统的动态 特性。
状态空间表达式
以状态变量为基础，描述系统动 态特性的数学模型，适用于多输 入多输出系统。
脉冲响应与卷积
系统在单位脉冲输入下的输出响应，用于描述系统的动态特性，卷 积可用于求解任意输入下的输出响应。
传递函数与零极点
传递函数是离散系统数学模型在复数域中的表示，零点和极点是传递 函数的重要特征，决定了系统的稳定性和频率响应。
差分方程与脉冲响应
差分方程的建立与求解
根据物理系统的动态特性建立差分方程，通 过求解差分方程可以得到系统的输出响应。
自动控制系统概述.ppt
第四节 过渡过程和品质指标
二、控制系统的过渡过程
系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。
举例
给定值 控制器 执行器
-
测量、变送
干扰
当干扰作用于对象，系
被控变量 统输出y发生变化，在
对象
系统负反馈作用下，经
过一段时间，系统重新
恢复平衡。
控制系统方块图
第四节 过渡过程和品质指标
系统在过渡过程中，被控变量是随时间变化的。被控 变量随时间的变化规律首先取决于作用于系统的干扰 形式。
液位人工操作图
控制速度和精度不能满足大型 现代化生产的需要
液位自动控制图
第一节 自动控制系统的组成
液位自动控制
常用术语 被控对象：需要实现控制的设备、机械和生产过程 被控变量：对象内要求保持一定数值的物理量，即输出量 控制变量：受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值 的物料和能量 干扰：除控制变量以外，作用于对象并引起被控变量变化 的一切因素 给定值：工艺规定被控变量所要保持的数值 偏差：设定值与测量值之差
在生产中，出现的干扰是没有固定形式的，且多半属 于随机性质。在分析和设计控制系统时，为了安全和 方便，常选择一些定型的干扰形式，其中常用的是阶 跃干扰。
第四节 过渡过程和品质指标
常见典型信号 阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号等。
阶跃信号
数学表达式为： r(t) A t≥0 0 t<0
阶跃干扰作用
第四节 过渡过程和品质指标
自动控制系统在阶跃干扰作用下过渡过程的四种形式
非周期衰减过程 √
衰减震荡过程
√
对于控制质量要求不 高的场合，如果被控
等幅震荡过程 ？变的量范允围许内在振工荡艺（许主可要
自动控制原理最全PPT
2021年6月10日
第一章 自动控制系统的基本概念
第一章 自动控制系统的基本概念
学习重点
❖ 了解自动控制系统的基本结构和特点及 其工作原理；
❖ 了解闭环控制系统的组成和基本环节；
❖ 掌握反馈控制系统的基本要求及反馈控 制系统的作用；
❖ 学会分析自动控制系统的类型及本质特 征。
2021年6月10日
第一章 自动控制系统的基本概念
主要解决问题：单输入单输出（SISO）系统的控制问题。
主要方法：
以传函为数学模型，以拉氏变换数学工具， 时域分析法、根轨迹法、频率法。
主要研究对象：SISO，线性定常（LTI），非线性系统，离散
系统。
Linear Time
主要代表人物：伯德，奈奎斯特，伊文思。 Invariable
2021年6月10日
电机与拖动
线性代数
大学物理
自动控制原理
微积分
2021年6月10日
各类 专业课
线性系统
现代控 制理论
第一章 自动控制系统的基本概念
自动控制原理
基于数学模型
自动控制理论的发展历程
控制理论是研究有关自动控制共同规律的一门科学。 第一阶段：古典控制理论（20世纪40～60年代）
Classical Control Theory 第二阶段：现代控制理论（20世纪60～70年代）
第1章 自动控制系统的基本概念(4) 第2章 拉普拉斯变换及其应用（4） 第3章 自动控制系统的数学模型(10) 第4章 自动控制系统的时域分析(14) 第5章 自动控制系统的频域分析（14） 第6章 控制系统的校正及综合(10)
2021年6月10日
第一章 自动控制系统的基本概念
自动控制系统的基本认识 PPT
• 电冰箱、空调、电饭煲：控制温度
智能建筑：
通信 电梯 供水 通风 空调 安防 抄表 …
工业机器人：
其他机器人：
排爆
步行
灵巧手
吹笛
拉提琴
足球比赛
自动控制的应用领域
• 军事工业 • 航空航天 • 制造业 • 机器人 • 流程工业
钢铁、石化、 造纸、制药等
• 电子工业 • 家用电器
• 交通系统，楼宇系统，经济系统，社会系统 …
自控系统的特点： <1>从信号传送看：c(t)经测量后回到输入端，构成
闭环，具有反馈形式，且为负反馈。 <2>从控制作用的产生看：由偏差产生的控制作用使
系统沿减小或消除偏差的方向运动—偏差控制。
自动控制系统的常用术语
二、常用术语及符号 1）输入量（指令）v(t)——来自反馈系统之外的对系统所施
加的控制作用。 2）参考输入r(t)——输入元件的输出，它是系统的实际输入
二、闭环控制系统：
第一章 自动控制概论
• 定义：闭环控制——被控量与给定值比较后用 其偏差对系统进行控制。亦称反馈控制。
• 特点：不论什么原因使被控量偏离期望值而出 现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去 减小或消除这个偏差，使被控量与期望值趋于 一致。需要控制的是c(t)、而测量的是c(t)对r(t) 的偏差。只要c(t)出现偏差，系统就自行纠正。
<3>测量(反馈)元件：其职能是检测被控制量的物理量。 如测速机、热电偶、自整角机、电位器、旋转 变压器、浮子等。
基本组成（续）
第一章 自动控制概论
<4>放大元件：其职能是将比较元件给出的偏差 信号进行放大，用来推动执行元件去控制受 控对象。如：晶体管、集成电路、晶闸管等 组成的电压、功率放大器。
智能建筑：
通信 电梯 供水 通风 空调 安防 抄表 …
工业机器人：
其他机器人：
排爆
步行
灵巧手
吹笛
拉提琴
足球比赛
自动控制的应用领域
• 军事工业 • 航空航天 • 制造业 • 机器人 • 流程工业
钢铁、石化、 造纸、制药等
• 电子工业 • 家用电器
• 交通系统，楼宇系统，经济系统，社会系统 …
自控系统的特点： <1>从信号传送看：c(t)经测量后回到输入端，构成
闭环，具有反馈形式，且为负反馈。 <2>从控制作用的产生看：由偏差产生的控制作用使
系统沿减小或消除偏差的方向运动—偏差控制。
自动控制系统的常用术语
二、常用术语及符号 1）输入量（指令）v(t)——来自反馈系统之外的对系统所施
加的控制作用。 2）参考输入r(t)——输入元件的输出，它是系统的实际输入
二、闭环控制系统：
第一章 自动控制概论
• 定义：闭环控制——被控量与给定值比较后用 其偏差对系统进行控制。亦称反馈控制。
• 特点：不论什么原因使被控量偏离期望值而出 现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去 减小或消除这个偏差，使被控量与期望值趋于 一致。需要控制的是c(t)、而测量的是c(t)对r(t) 的偏差。只要c(t)出现偏差，系统就自行纠正。
<3>测量(反馈)元件：其职能是检测被控制量的物理量。 如测速机、热电偶、自整角机、电位器、旋转 变压器、浮子等。
基本组成（续）
第一章 自动控制概论
<4>放大元件：其职能是将比较元件给出的偏差 信号进行放大，用来推动执行元件去控制受 控对象。如：晶体管、集成电路、晶闸管等 组成的电压、功率放大器。
六年级下册第一课《自动控制系统》 课件 浙教版2023
21:0543210987654321
计算机具有哪些优点呢？ 其他自动控制技术有哪些不足？
10:0543210987654321
计算机具有哪些优点呢？ 其他自动控制技术有哪些不足？
新知建构
计算机是自动控制系统的关键组成部分，它可以实现 快速、精准、可靠的控制功能。
问题驱动
计算机在自动控 制系统中的作用
手机屏幕亮度 自动控制
新知建构
水位球
感应器
新知建构
计算机参与的自动控制系统
小组讨论
计算机参与的自动控制系统有哪 些优点呢？
要求：小组合作，用时三分钟以内。
计算机具有哪些优点呢？ 其他自动控制技术有哪些不足？
32:0543210987654321
计算机具有哪些优点呢？ 其他自动控制技术有哪些不足？
观看视频，试着用自己的话说说
计算机在自动控制系统当中发挥的 作用有哪些方面。
问题驱动
计算机在自动控 制系统中的作用
01
利用计算机指Βιβλιοθήκη ，实现更 精准、更复杂的控制。02
利用计算机指令，实现智 能的控制方式，使系统参 数的调整更加方便。
延伸拓展
两种不同的农场灌溉系统
总结回顾
1、常见的控制系统 2、计算机在自动控制系统中的作用
课后练习
制作一份电子小报，介绍一个 生活中常见的自动控制系统， 说一说它的特点，并简单说明 计算机在其中的作用。
第一课、自动控制系统
2023浙教版信息科技六年级下 册
新知导入
开着空调的教室为什么能实现恒 温？能保持在设定的温度呢？
1、根据生活经验，谈谈看你的想法。 2、这样的功能你知道其他哪些领域也运用了吗？
新知导入
《自动控制系统》课件
判定方法
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。
THANKS
感谢观看
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。
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。
THANKS
感谢观看
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。
自动控制系统第八版
实时监控，保障生产安全
详细描述
工业自动化控制系统能够对生产设备进行实 时监控，及时发现设备故障或异常情况，保
障生产安全，减少事故发生的可能性。
工业自动化控制系统的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
高精度控制，提高产品质量
工业自动化控制系统采用高精度传感器和控制器，能够实 现高精度控制，提高了产品质量和稳定性，满足了市场需 求。
特点
自动控制系统具有高精度、高效率、 高可靠性、可远程控制等特点，广泛 应用于工业、农业、军事、航天等领 域。
自动控制系统的应用领域
工业自动化
航空航天
在工业生产过程中，自动控制系统用于控 制机器设备、生产线等，提高生产效率和 产品质量。
在航空航天领域，自动控制系统用于控制 飞行器的飞行姿态、导航、武器系统等， 提高飞行安全和作战能力。
智能家居控制系统的应用
总结词
提高生活品质，提升幸福感
详细描述
智能家居控制系统能够为家庭提供更 加智能化、便捷化的生活服务，提高 生活品质和幸福感。
交通信号控制系统的应用
总结词
优化交通流量，缓解拥堵
详细描述
交通信号控制系统能够对交通流量进行实时监测和调控，优化交通 流量的分布和流向，缓解交通拥堵状况。
智能家居控制系统的应用
总结词
节能环保，降低能耗
详细描述
智能家居控制系统能够根据家庭设备的实际需求进行智 能调节和控制，降低能耗和排放，达到节能环保的效果 。
智能家居控制系统的应用
总结词
安全可靠，保障家庭安全
详细描述
智能家居控制系统具备高度安全性， 能够保障家庭设备的安全可靠运行。 同时，该系统还可以实时监控家庭安 全状况，提高家庭安全防范能力。
详细描述
工业自动化控制系统能够对生产设备进行实 时监控，及时发现设备故障或异常情况，保
障生产安全，减少事故发生的可能性。
工业自动化控制系统的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
高精度控制，提高产品质量
工业自动化控制系统采用高精度传感器和控制器，能够实 现高精度控制，提高了产品质量和稳定性，满足了市场需 求。
特点
自动控制系统具有高精度、高效率、 高可靠性、可远程控制等特点，广泛 应用于工业、农业、军事、航天等领 域。
自动控制系统的应用领域
工业自动化
航空航天
在工业生产过程中，自动控制系统用于控 制机器设备、生产线等，提高生产效率和 产品质量。
在航空航天领域，自动控制系统用于控制 飞行器的飞行姿态、导航、武器系统等， 提高飞行安全和作战能力。
智能家居控制系统的应用
总结词
提高生活品质，提升幸福感
详细描述
智能家居控制系统能够为家庭提供更 加智能化、便捷化的生活服务，提高 生活品质和幸福感。
交通信号控制系统的应用
总结词
优化交通流量，缓解拥堵
详细描述
交通信号控制系统能够对交通流量进行实时监测和调控，优化交通 流量的分布和流向，缓解交通拥堵状况。
智能家居控制系统的应用
总结词
节能环保，降低能耗
详细描述
智能家居控制系统能够根据家庭设备的实际需求进行智 能调节和控制，降低能耗和排放，达到节能环保的效果 。
智能家居控制系统的应用
总结词
安全可靠，保障家庭安全
详细描述
智能家居控制系统具备高度安全性， 能够保障家庭设备的安全可靠运行。 同时，该系统还可以实时监控家庭安 全状况，提高家庭安全防范能力。
2024版化工自动化过程控制系统PPT课件
6
02
过程控制系统基本原理
Chapter
2024/1/30
7
过程控制系统组成要素
被控对象
需要控制的工艺设备或生产过程， 如反应器、精馏塔等。
控制器
接收测量变送器的信号，与设定 值进行比较，并按照一定的控制 规律输出控制信号。
2024/1/30
01 02 03 04
测量变送器
将被控对象的参数（如温度、压 力、流量等）转换为标准信号， 传递给控制器。
化工自动化过程控制系统PPT课件
2024/1/30
1
目录
2024/1/30
• 化工自动化概述 • 过程控制系统基本原理 • 常见过程控制策略及方法 • 过程控制仪表与装置选型与应用 • 过程控制系统设计与实施案例分析 • 过程控制系统运行维护与故障诊断 • 总结与展望
2
01
化工自动化概述
Chapter
认识
掌握了自动化控制系统的基本 原理和过程控制策略，能够分
析和解决实际问题
通过实验和案例分析，加深了 对理论知识的理解和应用
提高了自己的实践能力和综合 素质，为未来的学习和工作打
下了坚实的基础
2024/1/30
35
行业发展趋势预测
化工自动化过程控制将越来越 普及，成为化工行业的重要发 展方向
随着人工智能、大数据等技术 的不断发展，化工自动化过程 控制将更加智能化、精细化
5
化工自动化发展趋势
实现化工生产过程的全流程集成， 包括设备层、控制层、管理层等 多个层次的集成。
利用工业互联网技术，实现化工 生产过程的远程监控、故障诊断 和预防性维护。
2024/1/30
智能化 集成化 绿色化 网络化
02
过程控制系统基本原理
Chapter
2024/1/30
7
过程控制系统组成要素
被控对象
需要控制的工艺设备或生产过程， 如反应器、精馏塔等。
控制器
接收测量变送器的信号，与设定 值进行比较，并按照一定的控制 规律输出控制信号。
2024/1/30
01 02 03 04
测量变送器
将被控对象的参数（如温度、压 力、流量等）转换为标准信号， 传递给控制器。
化工自动化过程控制系统PPT课件
2024/1/30
1
目录
2024/1/30
• 化工自动化概述 • 过程控制系统基本原理 • 常见过程控制策略及方法 • 过程控制仪表与装置选型与应用 • 过程控制系统设计与实施案例分析 • 过程控制系统运行维护与故障诊断 • 总结与展望
2
01
化工自动化概述
Chapter
认识
掌握了自动化控制系统的基本 原理和过程控制策略，能够分
析和解决实际问题
通过实验和案例分析，加深了 对理论知识的理解和应用
提高了自己的实践能力和综合 素质，为未来的学习和工作打
下了坚实的基础
2024/1/30
35
行业发展趋势预测
化工自动化过程控制将越来越 普及，成为化工行业的重要发 展方向
随着人工智能、大数据等技术 的不断发展，化工自动化过程 控制将更加智能化、精细化
5
化工自动化发展趋势
实现化工生产过程的全流程集成， 包括设备层、控制层、管理层等 多个层次的集成。
利用工业互联网技术，实现化工 生产过程的远程监控、故障诊断 和预防性维护。
2024/1/30
智能化 集成化 绿色化 网络化
自动控制原理课件ppt
03
非线性控制系统
非线性控制系统的特点
非线性特性
01
非线性控制系统的输出与输入之间存在非线性关系，
如放大器、继电器等。
复杂的动力学行为
02 非线性控制系统具有复杂的动力学行为，如混沌、分
叉、稳定和不稳定等。
参数变化范围广
03
非线性控制系统的参数变化范围很广，如电阻、电容
、电感等。
非线性控制系统的数学模型
线性控制系统的性能指标与评价
性能指标
衡量一个控制系统性能的好坏，需要使用一些性能指标，如响应时间、超调量、稳态误差等。
性能分析
通过分析系统的性能指标，可以评价一个控制系统的优劣。例如，响应时间短、超调量小、稳态误差小的系统性能较 好。
系统优化
根据性能分析的结果，可以对控制系统进行优化设计，提高控制系统的性能指标。例如，可以通过调整 控制器的参数，减小超调量；或者通过改变系统的结构，减小稳态误差。
。
采样控制系统的数学模型
描述函数法
描述函数法是一种分析采样控制系统的常用方法，通过将连续时间 函数离散化，用差分方程来描述系统的动态特性。
z变换法
z变换法是一种将离散时间信号变换为复平面上的函数的方法，可 用于分析采样控制系统的稳定性和性能。
状态空间法
状态空间法是一种基于系统状态变量的方法，可以用于分析复杂的采 样控制系统。
航空航天领域中的应用
总结词
高精度、高可靠性、高安全性
详细描述
自动控制原理在航空航天领域中的应用至关重要。例如 ，在飞机系统中，通过使用自动控制原理，可以实现飞 机的自动驾驶和自动着陆等功能，从而提高飞行的精度 和安全性。在火箭和卫星中，通过使用自动控制原理， 可以实现推进系统的精确控制和姿态调整等功能，从而 保证火箭和卫星能够准确地进行轨道变换和定点着陆。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自动控制系统
六.本课程与其它课程的关系
要求 1.掌握基本的理论、分析方法、和典型的应用 2.学习本课程的思想，通过本课程的学习，不
仅掌握知识，而且在学习能力、分析能力、 综合能力上有提高。
自动控制系统
六.本课程与其它课程的关系
如何学好本课程 1.复习+综合 2.学习做读书报告
自动控制系统
七.计算机控制系统的概念
一定的生产。 6.电力拖动 用各种电机作为原动机的拖动方式。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
1.按输入量变化的规律 ①恒值控制系统 特点：系统的输入量是恒值，并要求系统的输
出量相应保持恒值。 例子：自动调速系统、恒温控制系统、恒压、
恒流系统
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
②随动系统 特点：系统的输入量是变化的，并要求系统的
自动控制系统
电气工程系
自动控制系统
绪论
自动控制系统的几个概念 自动控制系统的分类 自动控制系统的组成 自动控制系统的性能指标 研究自动控制系统的方法 本课程与其它课程的连接本课程的主要内容 计算机控制系统的概念
自动控制系统
一.自动控制系统的几个概念
1.自动控制 在无人直接参与的情况下，利用控制装置使被
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
②非线性系统 定义：数学模型为非线性微分方程式的控制系
统。 特点：
系统中有非线性环节。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
3.按系统传输信号对时间的关系分类 ①连续控制系统 特点：控制作用的信号是连续量或模拟量。 例子：调速系统、随动系统。 数学模型用微分方程描述
输出量跟随输入量的变化。 例子：刀架跟随系统、火炮控制系统、雷达导
引系统、机器人控制系统。
自动控制系统
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。
信号的传递、加工和比较。
给定 元件 参数
串联 校正 装置
放大 执行 元件 机构
被控 对象
输出量
反馈校正装置 测量装置
自动控制系统
四.自动控制系统的性能指标
控制系统的性能指标包含： 稳定性、稳态特性、动态特性 稳定性：系统的首要条件 稳态特性：稳态误差 动态特性：动态跟随特性， 动态抗扰特性
自动控制系统
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
满意？
N
Y 工程实践
自动控制系统
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
自动控制系统
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
并在一定的时间内做出相应。
自动控制系统
交流调速系统简介
自动控制系统
第六章 交流调速引导
自动控制系统
第六章 交流调速引导
异步电机的特点：
高阶、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线性、多变量
异步电机的调速：
n＝ n1(1-s)＝60f1 (1-s)/p n---转子转速 n1---旋转主磁通的转速 s---转差频率 p---定子绕组的极对数
从本质上讲，计算机控制系统包括： 1.实时数据采集 2.实时决策 3.实时控制
自动控制系统
七.计算机控制系统的概念
计算机控制系统分类： 1.联机在线方式 2.脱机离线方式
自动控制系统
七.计算机控制系统的概念
实时的概念： 信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范
围内完成。 计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，
绕线转子异步电动机串级调速
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
3.转差功率不变型 转子铜耗不可避免，无论转速高低， 转差功率的消耗 基本不变。
效率最高。 变极对数只能有极调速，应用场合有限。 变频调速最有发展前途
自动控制系统
§6.2 闭环控制的交流变压调 速系统
异步电机模型
r1 I1 U1
控对象的某一物理量自动地按预定的规律进 行。 2.系统 研究自动控制共同规律的技术科学。
自动控制系统
一.自动控制系统的几个概念
3.自动控制系统 能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系
统。 4.自动控制理论 研究自动控制共同规律的技术科学。
自动控制系统
一.自动控制系统的几个概念
5.拖动 应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成
s=f(U1
、r1、x1σ、r2’、
x2
’ σ
)
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
一.常见分类
1. 降电压调整 2. 电磁转差离合器调速 3. 绕线转子异步电机转子串电阻调速 4. 绕线转子异步电动机串级调速 5. 变极对数调速 6. 变频调速
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
二.从定子传入转子的电磁功率
P2=(1-S) Pm-----拖动负载的有效功率 Ps =S Pm --------转差功率（转子铜耗） 1.转差功率消耗型 Ps转成热能形式
降电压调整 电磁转差离合交调速 绕线转子异步电机转子串电阻调速
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
2.转差功率回馈型 Ps一部分被消耗掉，大部分通过变流装置回 馈电网 或转化为机械能予以利用。
x1σ
r2’
x2
’ σ
rm
Im=-I2’
(1-s)r2’
Im
s
xm
自动控制系统
异步电机模型
σ1r1 I1
r1
x1σ
U1
rm
Im
xm
σ1x1σ
σ12r2’
σ12x2
’ σ
-I2’’ =I2’ / σ1
自动控制系统
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。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
①线性系统 定义：数学模型为线性微分方程式的控制系统。 特点： a.系统的输入量与输出量之间关系是线性 b.各环节和系统均可用线性微分。 c.可用叠加原理和拉氏变换。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
②离散控制系统 特点：控制作用的信号是断续量或数字量或采
样数据量。 例子：计算机控制系统。 数学模型用差分方程描述
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
4.按系统有无反馈环节分类 ①开环控制系统 ②闭环控制系统
自动控制系统
三.自动控制系统的组成
自动控制系统的基本功能
六.本课程与其它课程的关系
要求 1.掌握基本的理论、分析方法、和典型的应用 2.学习本课程的思想，通过本课程的学习，不
仅掌握知识，而且在学习能力、分析能力、 综合能力上有提高。
自动控制系统
六.本课程与其它课程的关系
如何学好本课程 1.复习+综合 2.学习做读书报告
自动控制系统
七.计算机控制系统的概念
一定的生产。 6.电力拖动 用各种电机作为原动机的拖动方式。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
1.按输入量变化的规律 ①恒值控制系统 特点：系统的输入量是恒值，并要求系统的输
出量相应保持恒值。 例子：自动调速系统、恒温控制系统、恒压、
恒流系统
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
②随动系统 特点：系统的输入量是变化的，并要求系统的
自动控制系统
电气工程系
自动控制系统
绪论
自动控制系统的几个概念 自动控制系统的分类 自动控制系统的组成 自动控制系统的性能指标 研究自动控制系统的方法 本课程与其它课程的连接本课程的主要内容 计算机控制系统的概念
自动控制系统
一.自动控制系统的几个概念
1.自动控制 在无人直接参与的情况下，利用控制装置使被
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
②非线性系统 定义：数学模型为非线性微分方程式的控制系
统。 特点：
系统中有非线性环节。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
3.按系统传输信号对时间的关系分类 ①连续控制系统 特点：控制作用的信号是连续量或模拟量。 例子：调速系统、随动系统。 数学模型用微分方程描述
输出量跟随输入量的变化。 例子：刀架跟随系统、火炮控制系统、雷达导
引系统、机器人控制系统。
自动控制系统
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。
信号的传递、加工和比较。
给定 元件 参数
串联 校正 装置
放大 执行 元件 机构
被控 对象
输出量
反馈校正装置 测量装置
自动控制系统
四.自动控制系统的性能指标
控制系统的性能指标包含： 稳定性、稳态特性、动态特性 稳定性：系统的首要条件 稳态特性：稳态误差 动态特性：动态跟随特性， 动态抗扰特性
自动控制系统
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
满意？
N
Y 工程实践
自动控制系统
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
自动控制系统
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
并在一定的时间内做出相应。
自动控制系统
交流调速系统简介
自动控制系统
第六章 交流调速引导
自动控制系统
第六章 交流调速引导
异步电机的特点：
高阶、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ线性、多变量
异步电机的调速：
n＝ n1(1-s)＝60f1 (1-s)/p n---转子转速 n1---旋转主磁通的转速 s---转差频率 p---定子绕组的极对数
从本质上讲，计算机控制系统包括： 1.实时数据采集 2.实时决策 3.实时控制
自动控制系统
七.计算机控制系统的概念
计算机控制系统分类： 1.联机在线方式 2.脱机离线方式
自动控制系统
七.计算机控制系统的概念
实时的概念： 信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范
围内完成。 计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，
绕线转子异步电动机串级调速
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
3.转差功率不变型 转子铜耗不可避免，无论转速高低， 转差功率的消耗 基本不变。
效率最高。 变极对数只能有极调速，应用场合有限。 变频调速最有发展前途
自动控制系统
§6.2 闭环控制的交流变压调 速系统
异步电机模型
r1 I1 U1
控对象的某一物理量自动地按预定的规律进 行。 2.系统 研究自动控制共同规律的技术科学。
自动控制系统
一.自动控制系统的几个概念
3.自动控制系统 能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系
统。 4.自动控制理论 研究自动控制共同规律的技术科学。
自动控制系统
一.自动控制系统的几个概念
5.拖动 应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成
s=f(U1
、r1、x1σ、r2’、
x2
’ σ
)
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
一.常见分类
1. 降电压调整 2. 电磁转差离合器调速 3. 绕线转子异步电机转子串电阻调速 4. 绕线转子异步电动机串级调速 5. 变极对数调速 6. 变频调速
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
二.从定子传入转子的电磁功率
P2=(1-S) Pm-----拖动负载的有效功率 Ps =S Pm --------转差功率（转子铜耗） 1.转差功率消耗型 Ps转成热能形式
降电压调整 电磁转差离合交调速 绕线转子异步电机转子串电阻调速
自动控制系统
§6.1交流调速系统的基本类 型
2.转差功率回馈型 Ps一部分被消耗掉，大部分通过变流装置回 馈电网 或转化为机械能予以利用。
x1σ
r2’
x2
’ σ
rm
Im=-I2’
(1-s)r2’
Im
s
xm
自动控制系统
异步电机模型
σ1r1 I1
r1
x1σ
U1
rm
Im
xm
σ1x1σ
σ12r2’
σ12x2
’ σ
-I2’’ =I2’ / σ1
自动控制系统
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。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
①线性系统 定义：数学模型为线性微分方程式的控制系统。 特点： a.系统的输入量与输出量之间关系是线性 b.各环节和系统均可用线性微分。 c.可用叠加原理和拉氏变换。
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
②离散控制系统 特点：控制作用的信号是断续量或数字量或采
样数据量。 例子：计算机控制系统。 数学模型用差分方程描述
自动控制系统
二.自动控制系统的分类
4.按系统有无反馈环节分类 ①开环控制系统 ②闭环控制系统
自动控制系统
三.自动控制系统的组成
自动控制系统的基本功能