第1章　自動控制的一般概念

1.1　復習筆記

自動控制是指利用控制裝置自動地操縱機器、設備或生產過程，使其具有希望的狀態或性能。

自動控制系統是指能夠實現自動控制任務的系統，由控制裝置與被控對象組成。

一、自動控制的基本原理與方式

1．反饋控制方式

反饋控制方式又稱閉環控制方式，是指控制裝置與被控對象之間既有順向作用又有反向聯系的控制過程。它的主要特點是：

（1）閉環負反饋控制，即按偏差進行調節；

（2）抗干擾性好，控制精度高；

（3）系統參數應適當選擇，否則可能不能正常工作。

2．開環控制方式

開環控制方式是指控制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向聯系的控制過程，其特點是系統的輸出量不會對系統的控制作用發生影響。它可以分為按給定量控制和按擾動控制兩種方式。

3．復合控制方式

復合控制是開環控制和閉環控制相結合的一種控制方式，是把按偏差控制和按擾動控制結合起來的一種控制方式。

二、自動控制系統的分類

按照不同的分類標準，自動控制系統有多種分類方法。將各種分類方法綜合應用，可以將自動控制系統分為3類：線性連續控制系統、線性定常離散控制系統和非線性控制系統。

三、對自動控制系統的基本要求

1．基本要求的提法

穩定性、快速性和準確性是對每一類控制系統被控量變化的全過程提出的共同的基本要求，即穩、準、快的要求。

2．典型外作用

目前，在控制工程設計中常用的典型外作用函數有階躍函數、斜坡函數、脈沖函數以及正弦函數等。

（1）階躍函數

階躍函數的數學表達式為

函數如圖1-1-1所示。

圖1-1-1　階躍函數

（2）斜坡函數

斜坡函數的數學表達式為

函數如圖1-1-2所示。

圖1-1-2　斜坡函數

（3）脈沖函數

脈沖函數定義為

脈沖函數如圖1-1-3所示。

圖1-1-3　脈沖函數

（4）正弦函數

正弦函數的數學表達式為

式中，A為正弦函數的振幅；為正弦函數的角頻率；為初始相角。