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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 自动掌握系统的基础学问及典型环节第一节 概述【教学目标】1学问目标：明白自动掌握技术的进展,把握常用名词的术语；2才能目标：学会分析问题 查资料；3情感目标：激发同学深厚的学习爱好,培育同学严谨的科学态度,锤炼实际分析才能；【教学重点】闭环与开环掌握系统【教学难点】闭环掌握系统的工作原理【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法；【教学过程】一自动掌握技术的进展“掌握论 ”；1956 年我国科学家钱学森出版“ 工程掌握论 ”；1948 年美国数学家维纳出版专著20 世纪 50 岁月,人造卫星和空间技术的进展,成为自动掌握理论新的进展
2、推动力；极大值原 理、动态规划理论、状态空间方法、多变量最优掌握和最优滤波理论；20 世纪 70 岁月,随着大规模集成电路数字运算机的进展,推动了掌握器应用高级掌握算法的才能；显现如干掌握理论分支：系统辨识、鲁棒掌握、和谐掌握、智能掌握等等；自动化的核心是掌握与系统,掌握工程实践是实现自动化的手段；自动化最早显现在汽车工业,其初始概念是指在工业生产（加工、制造等）过程中采纳自动掌握代替人工掌握；1947 年美国福特公司正式使用自动化一词,其含义是指加工采纳连续方式,生产过程流水式的 自动进行；从 20 世纪 70 岁月开头,我国通过间续引进国外成套自动化生产线,我国工业生产逐步从局部自动化,进
3、展成今日的全方位、全流程的综合自动化；我国的自动化学术组织：中国自动化学会,二；常用名词术语定义1961 年成立,第一届理事长钱学森院士1. 被控对象：也称受控对象,简称对象；需进行掌握的设备或装置的工作过程 2. 扰动信号：扰动可以是小的波动,也可以是大的波动,扰动信号也称为干扰信号；扰动在系统的 方块图中属于外部输入3.开环掌握与闭环掌握 开环掌握系统：系统的输入与输出之间只有前向的信号传递,而没有反向的信号回传；缺点：开环掌握系统的掌握精度和抑制干扰才能较差 反馈：系统从输出到输入的反向信息传递,这种反向信息传递称为反馈；闭环掌握系统：具有反馈的系统因信息在系统内的传递形成了闭合环路,称
4、为闭环系统；开环：单向掌握,输入和输出间没有联系,系统输入与输出间没有反馈回路；但受外界干扰小 时,仍被大量使用；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 闭环：将输出量返回到输入端,形成偏差,基于偏差产生掌握以削减或排除偏差；相对来看,结构复杂、成本增加、存在稳固性问题,但具有开环掌握无法替代的自动纠偏功能和较高掌握 精度；【课后反思】其次节 自动掌握系统示例【教学目标】1学问目标：把握自动掌握系统的分析方法；2才能目标：学会分析问题 查资料；3情感目标：激发同学深厚的学习爱好,培育同学严谨的科学态度,锤炼实际分析才能；【
5、教学重点】炉温掌握系统,位置随动系统,自动调速系统【教学难点】位置随动系统【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、练习法；【教学过程】一.加热炉温度掌握系统测量元件：热电偶 保持炉温 T 恒定：名师归纳总结 由于扰动,当炉温T ,uf, ue , u1 , ua , 加热电阻丝电压, T ；第 2 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 2.角位置随动系统测量元件：电位器旋转负载的角位置o 快速跟随期望角位置i : i, ur , ur -uf = ue , u1 , ua , o . 3.自动调速系统测量元件：测速发电机Mc 恒定： ur ,
6、 ue u1 ua , n , uf , ue , u1 ua , n ur 恒定： Mc , n uf , ue , u1 ua , n【课后反思】第三节 自动掌握系统的分类 第四节 掌握系统性能的性能指标【教学目标】1学问目标：明白自动掌握系统的分类,把握系统性能的性能指标；2才能目标：学会分析问题 查资料；3情感目标：激发同学深厚的学习爱好,培育同学严谨的科学态度,锤炼实际分析才能；【教学重点】系统性能的性能指标名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【教学难点】系统的动态性能【教学方法】读书指导法、分析法、演示法、
7、练习法；【教学过程】按信号流向分：开环系统、闭环系统按输入量变化规律分：恒值系统 随动系统、程序掌握系统按系统输入量和输出量的关系分：线性系统、非线性系统按系统传输信号与时间的关系分：连续系统、离散系统按系统参数随时间的变化情形分：定常系统、时变系统按系统输入输出信号个数分： 单输入单输出系统、 多输入多输出系统第四节 掌握系统性能的性能指标性能好的自动掌握系统应当具备：稳 准 快 特点稳 稳固性 自动掌握系统首要考虑的问题准 精确性 反映系统的稳态性能（精度）快 快速性 反映系统过渡过程的暂态性能一 稳固性稳固性是指系统受扰动后重新复原平稳的才能；不稳固的系统一旦失去平稳就无法重新复原,由于
8、实际应用中扰动是不行防止的,因此不稳固的系统无法正常运行；稳固衰减过程 不稳固发散过程2快速性快速性主要是用时间衡量一个稳固的系统对平稳状态的复原或跟随的速度；影响系统平稳状态的因素：1.扰动使系统偏离平稳,2.因控制任务的需要而改变系统的平衡状态；过渡过程越短,说明系统复原平稳或跟随新的平稳状态的才能越强,快速性就越好；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3精确性 过渡过程终止后系统就进入稳态,此时系统输出量的期望值与实际值之差称为稳态误差；稳态误差越小,掌握系统的稳态精度越高；无差系统、有差系统；xct 扰动e s
9、s0xct 扰动e ssoa 无差系统tob 有差系统t上述稳固性、快速性和精确性三个方面往往是相互制约的；稳固裕度过大可能引起系统的快速性变差、过渡过程变长；而单纯追求快速性,就可能加剧振荡,甚至引起不稳固；暂态性能指标：1最大超调量（简称超调量）最大超调量是输出量的最大值与稳态值的相对误差；2上升时间指输出量在暂态过程中第一次到达稳态值所需的时间；3调剂时间（即过渡过程时间）调剂时间是指输出量与稳态值之间的误差达到所答应范畴并维护在此范畴内所需的时间；4振荡次数 振荡次数是指在调剂时间内,输出量在稳态值邻近上下波动的次数；【课后反思】名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页