机械工程控制基础学习指导 课件 第一章 绪论.pptx

第一章绪论高等院校公共课系列精品教材机械工程控制基础学习指导01内容摘要控制理论的发展简史其中，工程控制论作为控制论的一个主要的分支科学，是关于受控工程系统的分析、设计和运行的理论。而机械工程控制论是在机械工程中应用的一门技术科学。控制论是一门既与技术科学有关又与基础科学紧密相关的综合科学。例如，生物控制论，经济控制论，社会控制论，工程控制论。机械工程控制论的研究对象机械工程控制论机械工程控制论是研究以机械工程技术为对象的控制论问题。是研究在这一工程领域中广义系统的动力学问题，即研究系统在一定的外界条件(即输入与干扰)作用下，系统从某一初始状态出发，所经历的整个动态过程，也就是研究系统及其输入输出三者之间的动态关系。机械工程控制论的研究对象机械工程控制主要研究并解决的问题分为以下五个方面：①当系统已经确定，且输入已知而输出未知时，要求确定系统的输出(响应)并根据输出来分析和研究该控制系统的性能，此类问题称为系统分析。②当系统已经确定，且输出已知而输入未施加时，要求确定系统的输入(控制)以使输出尽可能满足给定的最佳要求，此类问题称为最优控制。③当系统已经确定，且输出已知而输入已施加但未知时，要求识别系统的输入(控制)或输入中的有关信息，此类问题即为滤波与预测。④当输入与输出已知而系统结构参数未知时，要求确定系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此类问题即为系统辨识。⑤当输入与输出已知而系统尚未构建时，要求设计系统使系统在该输入条件下尽可能符合给定的最佳要求，此类问题即为最优设计。控制系统的基本概念2.系统及控制系统分类1.信息及信息传递一切能表达一定的信号、密码、情报和消息的都可概括为信息。信息传递，是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递(或称为转换)的过程。系统是指完成一定任务的一些部件的组合。控制系统是指系统的可变输出能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的系统。控制系统的分类方式很多，此处仅按系统是否存在反馈，可以将系统分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路。闭环控制系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说系统中存在反馈回路。控制系统的基本概念4.对控制系统的基本要求3.反馈及反馈控制评价一个控制系统的好坏，其指标是多种多样的。但对控制系统的基本要求(即控制系统所需的基本性能)一般可归纳为稳定性、快速性和准确性。信息的反馈，就是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回到输入端，再输入到系统中去。如果反馈回去的信号(或作用)与原系统的输入信号(或作用)的方向相反(或相位相差180°),则称之为“负反馈”;如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。其实，人类最简单的活动，如走路或取物都利用了反馈的原理以保持正常的动作。机械控制的应用实例机械控制大多数自动控制系统、自动调节系统以及伺服机构都是应用反馈控制原理控制某一个机械刚体(如机床工作台、振动台、火炮或火箭体等),或是一个机械生产过程(如切削过程、锻压过程、冶炼过程等)的机械控制工程实例。感谢观看高等院校公共课系列精品教材机械工程控制基础学习指导