自動控制原理第二章PPT課件XX有限公司20XX匯報人：XX目錄01控制系統(tǒng)的基本概念02控制系統(tǒng)的工作原理03控制系統(tǒng)的設計方法04控制系統(tǒng)分析工具05控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析06控制系統(tǒng)性能評估控制系統(tǒng)的基本概念01控制系統(tǒng)的定義控制作用通過信息交換和反饋調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)達到預期狀態(tài)系統(tǒng)定義指能完成特定功能的整體0102控制系統(tǒng)的分類無反饋回路，輸入決定輸出。開環(huán)控制有反饋回路，根據(jù)輸出調(diào)整輸入。閉環(huán)控制控制系統(tǒng)的基本組成接收外部信號，轉換為系統(tǒng)可識別的形式。輸入裝置處理輸入信號，產(chǎn)生控制指令。控制器根據(jù)控制指令，驅動被控對象。執(zhí)行器控制系統(tǒng)的工作原理02開環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)輸出不影響控制輸入，無自動糾正偏差能力。無反饋控制如鬧鐘、自動門，按預設程序運行，不依賴反饋。簡單應用實例閉環(huán)控制系統(tǒng)01反饋機制通過傳感器檢測輸出，反饋至控制器調(diào)整輸入，實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定。02穩(wěn)定性分析分析系統(tǒng)受擾后的恢復能力，確保閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定運行?？刂葡到y(tǒng)的反饋原理正反饋增強系統(tǒng)響應，負反饋穩(wěn)定系統(tǒng)狀態(tài)。正反饋與負反饋系統(tǒng)通過反饋調(diào)整輸出，實現(xiàn)穩(wěn)定控制。反饋機制控制系統(tǒng)的設計方法03控制系統(tǒng)設計步驟確定控制系統(tǒng)需達成的性能指標和功能需求。明確系統(tǒng)要求0102建立系統(tǒng)數(shù)學模型，進行穩(wěn)定性、動態(tài)性能分析。建模與分析03根據(jù)分析結果，選取合適的控制算法與策略。選擇控制策略控制策略的選擇介紹PID控制等經(jīng)典策略，適用于線性時不變系統(tǒng)。經(jīng)典控制策略探討狀態(tài)反饋、最優(yōu)控制等，適用于復雜非線性系統(tǒng)?，F(xiàn)代控制策略控制系統(tǒng)性能指標系統(tǒng)受擾后能恢復平衡穩(wěn)定性系統(tǒng)響應速度快慢快速性準確性穩(wěn)態(tài)輸出與期望偏差控制系統(tǒng)分析工具04時域分析法01微分方程描述用微分方程表示系統(tǒng)輸入輸出關系02單位脈沖響應分析系統(tǒng)對單位脈沖的響應特性頻域分析法利用傳遞函數(shù)構建頻域模型頻域模型建立通過Bode圖等分析系統(tǒng)性能頻率特性分析根軌跡法系統(tǒng)特征根變化軌跡根軌跡定義分析設計控制系統(tǒng)根軌跡應用控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析05穩(wěn)定性的定義系統(tǒng)受擾后能否回歸原平衡狀態(tài)。系統(tǒng)平衡狀態(tài)系統(tǒng)輸出隨時間趨于常數(shù)或有限值則穩(wěn)定。穩(wěn)定判定標準穩(wěn)定性判據(jù)根軌跡法通過根軌跡分布判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。勞斯-赫爾維茨判據(jù)依據(jù)特征值實部符號判斷穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分析實例通過倒立擺模型，展示穩(wěn)定性分析在實際控制系統(tǒng)中的應用。倒立擺系統(tǒng)01分析飛機自動駕駛系統(tǒng)的穩(wěn)定性，探討控制策略對穩(wěn)定性的影響。飛機自動駕駛02控制系統(tǒng)性能評估06系統(tǒng)誤差分析評估系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下，輸出與期望值的偏差。靜態(tài)誤差分析分析系統(tǒng)響應過程中，誤差隨時間變化的特性。動態(tài)誤差分析系統(tǒng)響應特性通過頻率特性曲線，了解系統(tǒng)對不同頻率信號的響應能力。頻域響應分析系統(tǒng)輸出隨時間變化，評估穩(wěn)定性與快速性。時域響應系統(tǒng)性能優(yōu)化方法調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，