【精品】PPT课件 《自动控制元件》自学讨论课介绍共28页
自动控制原理教学ppt
在系统的输入端引入一个前馈环节， 根据输入信号的特性对系统进行补 偿，以提高系统的跟踪精度和抗干 扰能力。
复合校正方法
串联复合校正
将串联超前、串联滞后和串联滞 后-超前等校正方法结合起来， 设计一个复合的串联校正环节， 以实现更复杂的系统性能要求。
反馈复合校正
将局部反馈、全局反馈和前馈等 校正方法结合起来，设计一个复 合的反馈校正环节，以实现更全
自适应控制系统概述
简要介绍自适应控制系统的基本原理、结构和特点，为后续内容 做铺垫。
自适应控制方法
详细介绍自适应控制方法，如模型参考自适应控制、自校正控制等， 及其在自动控制领域中的应用实例。
自适应控制算法
阐述自适应控制算法的实现过程，包括参数估计、控制器设计等关 键技术。
鲁棒控制理论应用
鲁棒控制系统概述
自动控制应用领域
工业领域
自动控制广泛应用于工业领域，如自 动化生产线、工业机器人、智能制造 等。
01
02
航空航天领域
自动控制是航空航天技术的重要组成 部分，如飞行器的自动驾驶仪、导弹 的制导系统等。
03
交通运输领域
自动控制也应用于交通运输领域，如 智能交通系统、自动驾驶汽车等。
其他领域
此外，自动控制还应用于农业、医疗、 环保等领域，如农业自动化、医疗机 器人、环境监测与治理等。
提高系统的稳态精度。
串联滞后-超前校正
03
结合超前和滞后校正的优点，设计一个既有超前又有滞后的校
正环节，以同时改善系统的动态性能和稳态精度。
反馈校正方法
局部反馈校正
在系统的某个局部引入反馈环节， 以改善该局部的性能，而不影响 系统的其他部分。
全局反馈校正
《自动控制原 》课件
信号流图
总结词
表示信号传递和处理的图形表示
详细描述
信号流图是表示信号传递和处理的图形，通过信号流图可以分析系统的动态特性和稳定 性，以及各组成部分之间的相互影响。
03
自动控制系统分析方法
时域分析法
总结词
通过建立和解决自动控制系统的微分方 程来分析系统的动态性能。
VS
详细描述
时域分析法是一种直接的方法，通过建立 系统的微分方程来描述系统的动态行为， 并求解该方程以获得系统的响应。这种方 法可以提供关于系统性能的详细信息，如 超调量、调节时间、稳态误差等。
有卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波等。
05
自动控制系统应用实例
总结词
温度控制系统是自动控制系统中常 见的一种，主要用于工业和家庭中 需要对温度进行精确控制的场合。
详细描述
温度控制系统通过温度传感器检测温度，并 将温度信号转换为电信号，控制器根据设定 值与实际值的偏差进行调节，控制加热或制
冷设备，使温度维持在设定范围内。
《自动控制原 》ppt课件
contents
目录
• 自动控制原理简介 • 自动控制系统数学模型 • 自动控制用实例
01
自动控制原理简介
自动控制系统的基本概念
自动控制系统
01
通过自动调节、控制、监视等手段，使某一设备或系统按照预
定的规律运行的系统。
自动控制系统的分类
1 2
按控制方式分类
开环控制系统、闭环控制系统、复合控制系统等 。
按被控参数分类
温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等 。
3
按控制规律分类
比例控制系统、积分控制系统、微分控制系统等 。
02
自动控制元件课件
绪论熟悉控制元件在自动控制系统中的作用，熟练掌握自动控制元件的分类，熟练掌握直流伺服电动机的静态和动态基本关系式。
一、自动控制元件定义组成自动控制系统的基本单元。
二、自动控制元件的分类：（一）按作用分为功率元件和信号元件1、功率元件：进行电-机能量转换的元件，如各种电机；2、信号元件：进行机-电能量转换的元件，如测速发电机，自整角机。
（二）按功能分1、测量元件：把被测量转换为另外一种易于显示和传输记录的物理量；2、变换元件：根据执行元件的需要，将误差信号由交流变为直流，或者直流变为交流；3、放大元件：将微弱的误差信号放大；4、执行元件：把放大信号转变为机械位移，以带动被控对象运动；5、校正元件：用于改善系统的品质。
（三）按电流分直流元件，交流元件，脉冲元件。
三、自动控制元件字自控系统中的运用举例：火炮随动系统，导弹控制系统，数控机床四、自控系统对控制元件的要求高可靠性：控制元件的高可靠性对保证自动控制系统的正常工作极为重要。
高精度：精度是指实际特性与理想特性的差异，差异越小，则元件的精度越高。
快速响应：执行电机的快速性，直接影响整个系统的快速性。
五、预备知识基本物理量：磁感应强度B，磁通量，磁场强度H，磁导率磁性材料的主要特性：高导磁性，磁饱和性，磁滞特性。
磁路及其基本定律：磁通连续定律，磁场的安培环路定律，电磁感应定律第一章直流伺服电动机熟练掌握直流伺服电动机的静态和动态特性，熟练掌握阶跃控制电压作用下直流伺服电动机的过渡过程。
掌握直流伺服电动机的选择与使用，熟悉直流力矩电动机。
一、直流电动机的优点：调速范围广，易于平滑调节；过载、启动、制动转矩大；易于控制，控制装置的可靠性高；调速时的能量损耗较小。
二、直流伺服电动机在控制系统中的作用：执行元件三、直流电机的原理如图所示，电刷A、B分别与两个半圆环接触，这时A、B两电刷之间输出的是直流电。
我们再来看看这时线圈在磁极之间运动的情况。
从图1（a）可以看出，当线圈的ab边在N极范围内按逆时针方向运动时，应用发电机右手定则，这时所产生的电动势是从b指向a。
《自动控制原》课件
一、自动控制概述1.1 自动控制的概念自动控制是指系统在没有外部干预的情况下，能够自动维持或达到期望的状态。
自动控制系统由执行机构、传感器、控制器和被控对象组成。
1.2 自动控制系统的分类开环控制系统和闭环控制系统连续控制系统、离散控制系统和混合控制系统1.3 自动控制系统的应用领域工业生产过程控制交通运输控制家用设备控制医疗设备控制二、反馈控制原理2.1 反馈控制的基本原理反馈控制是通过比较被控量的实际值和期望值，产生控制信号，对执行机构进行调节，使被控量达到期望值。
2.2 反馈控制系统的组成控制器执行机构反馈元件被控对象2.3 反馈控制系统的性能指标稳定性快速性精确性三、PID控制算法3.1 PID控制算法的基本原理PID控制算法是一种经典的反馈控制算法，包括比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分。
3.2 PID控制算法的数学模型PID控制算法的数学模型包括比例环节、积分环节和微分环节的线性组合。
3.3 PID控制算法的参数调整比例系数Kp积分系数Ki微分系数Kd四、现代控制理论4.1 现代控制理论的基本概念状态空间表示法状态反馈控制观测器设计4.2 现代控制理论的应用线性时不变系统的控制非线性系统的控制时变系统的控制4.3 鲁棒控制理论鲁棒控制是指系统在面对不确定性和外部干扰时，仍能保持稳定性和性能指标的控制方法。
五、自动控制系统的仿真与实验5.1 自动控制系统仿真的意义仿真可以验证控制算法的有效性仿真可以测试控制系统在不同工况下的性能仿真可以优化控制参数5.2 自动控制系统实验实验目的和方法实验设备实验数据的采集与处理5.3 MATLAB在自动控制系统中的应用MATLAB是一种功能强大的数学软件，可以用于自动控制系统的建模、仿真和分析。
MATLAB中的Simulink工具可以方便地搭建自动控制系统模型并进行仿真实验。
六、线性系统的状态空间表示6.1 状态空间表示法的基本概念状态空间是一个高维向量空间，可以用来描述系统的动态行为。
《自动控制原理》课件
集成化：智能控制技术将更加集 成化，能够实现多种控制技术的 融合和应用。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
网络化：智能控制技术将更加网 络化，能够实现远程控制和信息 共享。
绿色化：智能控制技术将更加绿 色化，能够实现节能减排和环保 要求。
控制系统的网络化与信息化融合
网络化控制：通过互联网实现远程控制和监控
现代控制理论设计方法
状态空间法：通过建立状态空间模型，进行系统分析和设计 频率响应法：通过分析系统的频率响应特性，进行系统分析和设计 极点配置法：通过配置系统的极点，进行系统分析和设计 线性矩阵不等式法：通过求解线性矩阵不等式，进行系统分析和设计
最优控制理论设计方法
基本概念：最优控制、状态方程、控制方程等 设计步骤：建立模型、求解最优控制问题、设计控制器等 控制策略：线性二次型最优控制、非线性最优控制等 应用领域：航空航天、机器人、汽车电子等
动态性能指标
稳定性：系统在受到扰动后能否恢复到平衡状态 快速性：系统在受到扰动后恢复到平衡状态的速度 准确性：系统在受到扰动后恢复到平衡状态的精度 稳定性：系统在受到扰动后能否保持稳定状态
抗干扰性能指标
稳定性：系统在受到干扰后能够 恢复到原来的状态
准确性：系统在受到干扰后能够 保持原有的精度和准确性
信息化控制：利用大数据、云计算等技术实现智能化控制
融合趋势：网络化与信息化的融合将成为未来控制系统的发展方向 应用领域：工业自动化、智能家居、智能交通等领域都将受益于网络化与 信息化的融合
控制系统的模块化与集成化发展
模块化：将复杂的控制系统分解为多个模块，每个模块负责特定的功能，便于设计和维护 集成化：将多个模块集成为一个整体，提高系统的性能和可靠性 发展趋势：模块化和集成化是未来控制系统发展的重要方向 应用领域：广泛应用于工业自动化、智能家居、智能交通等领域
自动控制元件全套课件
（3)当工作气隙δ1变化时，铁心饱和程度不变；
2014.9.13
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绪论
0.2 自动控制元件的分类
传感器可分为电量传感器如热电偶、磁电传感器、光电池和压电传 感器等，它们是有源元件。另一类是电参数传感器，是无源元件，如热 敏电阻、电容传感器、感应同步器等。
传感器还可分为简单结构型和差动结构型。差动结构型由于在同一 传感器中采用两个完全相同的简单结构型组合成差动输出，因而具有灵
dΨ dt + iR
(1.1.1)
e——
Ψ——线圈的磁链，Ψ=NΦ
N——线圈匝数。
对直流电磁铁，当电流达到稳定后, dΨ dt =0,自感电势为零，I= U R
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1.1 电磁铁的静吸力和静吸力特性
将式（1.1.1)两边乘以idt，并积分得
∫ ∫ ∫ t1 0
Uidt
按励磁电流的不同，电磁铁可分为直流和交流电磁铁两大类。
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图1.0.2 电磁铁的分类
（a）拍合式；（b）吸入式；（c）旋转式 1-动铁心；2-线圈；3-静铁心；4-导磁外壳；5-旋转衔铁
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1.1 电磁铁的静吸力和静吸力特性
电磁铁是靠电磁吸力（或力矩)做功的。电磁铁作为能量转换装 置，通过磁场作媒介，把输入的电能转换为机械能。因此讨论电磁铁的 吸力和吸力特性，先要分析电磁铁中的能量关系。 1.1.1 电磁铁中的能量转换
自动控制原理概述 ppt课件
h(t)
阀门
水箱
浮球
8
第一节 自动控制与自动控制系统
二、自动控制系统的基本构成 及控制方式
不同的被控对象和不同的控制装 置构成了不同的控制系统，所以自动 控制系统的种类是很多的。自动控制 系统一般有两种基本控制方式.
1．开环控制
开环控制 控制装置与受控对象之间只
有顺向作用而无反向联系.
2020/12/27
例 液位自动控制系统
工系作统原组理成：： 水箱调节杆杠杠杆 长 杠浮杆度球机L 构，阀调通门节过 阀进门水的开出度水， 从杆而杠调长节度进水
L h
量被以7
7
第一节 自动控制与自动控制系统
系统
结构 框图
L h
hr(s) 杠 杆
机构
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被控量
控制分通析过和对设各计类自机控动器制器控、制各系种受统物控对的理象性参能量。、工
自业动示生图控下意产制面过系通程统过等的一的基些控本实制概例直念来接检说造测明福元自件于动社控会制。和
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3
第一节 自动控制与自动控制系统
例 水温人工控制系统 系工统 作的过构程成：： 受控手蒸对动汽象调通:水箱 节被过阀热控门传制的导量开器:水温 度件，把从热阀而量门调传 节递热蒸给传汽水导的,水器流的件 量温,度显来与示控蒸仪制汽表水 的的蒸温流汽度量.成排正水 比冷. 水但人工热难水以实现稳定的高质量控制.
怎样根据工作任务的不同,分析和设计 自动控制系统，使其对三方面的性能有所 侧重 ，并兼顾其它正是自控原理课程要 解决的问题。
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29
第一章 概 述
第四节 自动控制理论发展简述
自动控制理论是研究自动控制共同规 律的技术科学。
自动控制元件及线路PPT课件
90o 180o
270
360
p=1 0 + + + 0 0
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圆柱面磁场间的力矩
θ0 p=2 0
90o
180o
+ 0 0
270o 360o + 0 0
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圆柱面磁场间的力矩
θ0
90o 180o 270o 360o 周期
p = 1 0 + + + 0 0 360o
• 自动控制技术： 自动控制原理 自动控制元件及线路
• 常用的元件及线路 • 机械伺服系统
自动控制 技术
控制 原理
控制 元件
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导弹发射架控制系统
输入 信号
偏差 信号
位置反馈
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• 控制系统：采用控制技术的装置，过程。 • 控制系统：控制对象与控制元件 • 形形色色的系统，五花八门的元件 • 按功能分类：
用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感035用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感035用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感03527036090180用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感035270360用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感0359018027036010用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感04对执行元件的基本要求
自动控制原理-说课PPT学习教案精选全文
3、课程是自控而不是数学
正是因为课程中充满了数学，所以千万不要把自动控制原理当成数学来学，因为若当作一门数学课，你掌握的只是一些方程的操作和图形的画法，你无法理解为什么实际的系统会遵循控制理论所描述的规律（比如水位能够被精确的控制），这会让你觉得是完全是数学的作用，而忽略了自动控制的基本思想以及这些数学方程背后所受到物理规律支配这一事实。很多原本数学还可以的同学也学不好控制理论，都是犯了把自控理论课作为数学课来学的思想错误。
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比如由多极运算放大器构成的电路控制系统，要思考为什么通过对一些参数的改变（例如改变电容）会导致被控量（例如电压）的不稳定或者控制精度下降等等。
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三、教学内容的组织
（五点内容）
1、对控制系统的定性描述上升到对控制系统的定量描述。讲好这一点很重要。
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二、课程教学用的教材：
《自动控制原理与系统》 主编：孔凡才2007年度普通高等教育国家精品教程机械工业出版社精品教程
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教材的特色
从工程实际应用的角度出发。注重基础性、系统性和实用性。写得深域分析，频域分析方法，系统校正。系统概念→系统建模→系统分析→系统校正
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2、教学建议 由于咱们学校没有自控原理的实验箱，所以该门课程只能进行仿真实验，建议学校在下学期建立自动化实验室。
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部分同学出现不想学的心理
原因1：数学、物理基础差的学生。原因2：学电气的学生不懂机械原理， 而控制的对象往往都是机械系统。出现的时间：学完第一章 绪论 后，在学 自控系统建模时，部分学生因上 述原因，往往放弃学习本课程。
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【精品】PPT课件 《自动控制元件》
自学讨论课介绍
21、没有 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非