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单击此处添加副标题自动控制原理课件大PPT纲汇报人目录01添加目录项标题02自动控制原理概述03自动控制系统的数学模型04自动控制系统的性能指标05自动控制系统的设计方法06自动控制系统的实现与应用01添加目录项标题02自动控制原理概述自动控制系统的基本概念自动控制系统由控制器、执行器、传感器和被控对象组成的闭环系统控制器根据输入信号和设定值,产生控制信号执行器根据控制信号,改变被控对象的状态传感器检测被控对象的状态,并将信号反馈给控制器被控对象需要控制的对象,如机械、电气、液压等系统反馈将输出信号的一部分或全部返回到输入端,以影响系统的行为自动控制系统的组成反馈回路将反馈信号与输入信号进控制器接收输入信号,产生控制信号行比较,产生误差信号执行器接收控制信号,执行控制动比较器将误差信号与给定信号进行作比较,产生控制信号给定信号设定系统期望的状态或输传感器检测系统状态,产生反馈信号出自动控制系统的分类离散控制系统系统的智能控制系统系统能闭环控制系统有反馈够进行学习和决策,具输入和输出都是离散的环节,输出不仅取决于有智能特性输入,还取决于输出模拟控制系统系统的非线性控制系统系统输入和输出都是模拟信输入与输出之间的关系号是非线性的开环控制系统没有反自适应控制系统系统馈环节,输出只取决于连续控制系统系统的能够根据环境变化自动输入输入和输出都是连续的调整参数线性控制系统系统输入与输出之间的关系是数字控制系统系统的线性的输入和输出都是数字信号自动控制系统的发展历程19世纪初自动控制理19世纪末经典控制理20世纪初现代控制理论的萌芽论的建立论的诞生20世纪中叶自适应控21世纪初智能控制、制、最优控制等新理论的网络控制等新技术的发展出现03自动控制系统的数学模型微分方程微分方程的定义和分类微分方程的求解方法微分方程在自动控制系统中的应用微分方程的稳定性分析传递函数定义描述系统输入与输形式输入与输出之间的应用分析系统稳定性、特点具有时域和频域两出关系的数学表达式线性关系动态性能等种表现形式动态结构图稳定性分析分析系统在给定输入下的稳定性输入变量影响系统状态的外部因素动态方程描述系统状态变量随时间变化的关系状态变量描述系统状态的变量传递函数描述系统输入输出关系的数学模型输出变量系统对输入变量的响应动态响应分析分析系统对输入变化的响应特性控制系统稳定性分析稳定性定义稳定性分类稳定性分析方稳定性分析应系统在受到扰稳定、不稳定、法李雅普诺用控制系统动后,能够恢临界稳定夫稳定性分析、设计、故障诊复到其原始状劳斯稳定性分断、性能评估态的能力析、奈奎斯特等稳定性分析等04自动控制系统的性能指标稳态性能指标稳态误差描述系统在稳态条件下的误差稳态误差系数描述系统在稳态条件下的误差与输入信号的关系稳态误差带宽描述系统在稳态条件下的误差带宽稳态误差增益描述系统在稳态条件下的误差增益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准确性系统在受到干扰后能够恢复到原来的状态保持原有的精度和准确性添加标题添加标题添加标题添加标题快速性系统在受到干扰后能够鲁棒性系统在受到干扰后能够快速恢复到原来的状态保持原有的稳定性和准确性控制系统性能评价稳定性系统在受到扰动快速性系统对输入信号准确性系统输出与期望后能否恢复到稳定状态的响应速度输出之间的偏差鲁棒性系统对参数变化经济性系统的成本和效可靠性系统的故障率和和干扰的敏感程度率维修成本05自动控制系统的设计方法经典控制理论设计方法反馈控制通过反馈信号来调整系统的输出前馈控制根据预测信号来调整系统的输出自适应控制根据系统状态和输入信号来调整系统的输出模糊控制根据模糊逻辑来调整系统的输出神经网络控制根据神经网络模型来调整系统的输出遗传算法控制根据遗传算法来调整系统的输出现代控制理论设计方法l状态空间法通过建立状态空间模型,进行系统分析和设计l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l极点配置法通过配置系统的极点,进行系统分析和设计l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l基本概念最优控制、状态方程、控制方程等l设计步骤建立模型、求解最优控制问题、设计控制器等l控制策略线性二次型最优控制、非线性最优控制等l应用领域航空航天、机器人、汽车电子等自适应控制理论设计方法l自适应控制理论的基本概念l自适应控制算法的分类l自适应控制算法的设计步骤l自适应控制算法的应用实例06自动控制系统的实现与应用控制系统的硬件实现传感器用于检测系统的运信号处理单元用于处理和行状态和参数控制信号,实现对系统的控制执行器用于执行控制指令,电源为控制系统提供稳定实现对系统的控制的电源供应控制器用于控制和调节系通信接口用于控制系统与统的运行状态外部设备的通信和连接控制系统的软件实现软件工具MATLAB、Simulink等软件功能仿真、分析、优化等应用领域工业自动化、航空航天、机器人等软件特点易用性、高效性、准确性等控制系统在工业生产中的应用案例自动生产线实现自动化生产,提高生产效率机器人技术应用于焊接、装配、搬运等环节,提高生产精度和效率过程控制应用于化工、冶金、电力等行业,实现生产过程的自动化控制智能物流实现货物的自动识别、分拣、搬运等,提高物流效率和准确性控制系统在科学研究中的应用案例机器人控制实航天器控制实生物医学控制工业自动化控制实现生物医学设实现工业设备的现机器人的自主现航天器的姿态自动化控制,如备的精确控制,导航、路径规划控制、轨道控制生产线、机器人如人工心脏、人等功能等功能等工肾脏等07自动控制系统的未来发展与展望智能控制技术的发展趋势智能化智能控制技术将更加智集成化智能控制技术将更加集能化,能够自主学习、决策和执成化,能够实现多种控制技术的行任务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绿色化智能控制技术将更加绿络化,能够实现远程控制和信息色化,能够实现节能减排和环保共享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、智能交通等领域控制系统的安全性与可靠性提升安全技术采用冗余设计采用故障诊断与处理安全协议采用先进的安全技术,冗余设计,提高实现故障的自动安全协议,如如防火墙、入侵系统的可靠性和诊断和处理,提S SL、T LS等,检测系统等稳定性高系统的安全性确保数据传输的和可靠性安全性感谢观看汇报人。