第1章 自动控制的一般概念

1.1   引 言

    自动控制的功能是:在没有人的直接参与下,通过控制装置使受控对象的被控量按照预定的规律变化。例如:   (动画:自动控制的概念)

  • 往复式轧钢机的控制
  • 工业加热炉的控制
  • 雷达高射炮的控制
  • 空间飞行器飞行姿态的控制
    使受控对象的被控量变化并不难,而难的是使它按预定的规律变化。其面临的主要问题有下列两个方面:
    1.受控系统的特性难合人意
    系统一般可分为静态系统和动态系统两大类。从物理的角度看,它们的本质区别在于是否含有储能(或储存信息)的元器件。 含有储能(或储存信息)的元器件的系统则称为动态系统,又叫做动力学系统。
    动态系统的特点是:由于其存在储能(或储存信息)的元器件,如质量、弹簧、转动惯量、电感、电容、存储器或寄存器等,因而描述系统各变量之间的关系必须用微分(或差分)方程;系统的运动呈现惯性的特点,在外界输入信号作用下系统的响应不可能立即完成而需要有个过程(称为过渡过程),而过渡过程的特性取决于系统的结构和各元器件的特性。
    2.存在各种扰动阻碍系统的被控量按照预定的规律变化

    作用于系统的输入信号可分为两大类:
    一类是有用的输入信号,它决定系统被控量的变化规律,通常称其为参考输入信号;
    另一类为扰动(或干扰)信号简称扰动,它们将阻碍系统被控量按照预定的规律变化.
    在实际系统中扰动总是不可避免的,而且其变化规律往往是难以预计的,甚至是未知的。