控制工程基础绪论课件.pptx

控制工程基,础绪论课,件,控制工程基本概念,控制工程基,础,知,识,控制系,统,的分析与,设计,控制工程,应,用案例,总结,与展望,目,录,CONTENTS,参考文献与,进,一步,阅读,建,议,01,引言,课,程背景,控制工程是研究如何通,过,各种手,段,实现对动态,系,统,的精确和可靠,控制的学科它广泛,应,用于工,业,、航空航天、,交通运,输,、医,疗,健康等,领,域课,程旨在,为,学生奠定控制工程的,基,础,理,论,和,实,践技能控制工程的重要性,控制工程是,现,代工,业,生,产,的核心技,术,之一通,过,控制工程，可以,实现,生,产过,程的自,动,化和智能化，提高生,产,效率和,产,品,质,量控制工程,还,在航空航天、交通运,输,、医,疗,健康等,领,域,发挥,着重要作用，,为,人,类带,来,更多的便利和安全课,程目,标,01,02,掌握控制工程的基本概念、原理,和方法熟悉控制系,统,的分析和,设计,方法能,够应,用控制理,论,解决,实际,工程,问题,培养学生的,创,新思,维,和,实,践能力03,04,02,控制工程基本概念,控制系,统,的定,义,控制系,统,是一种由控制器和被,控,对,象,组,成的系,统,，通,过,反,馈,机制,实现,特定,输,出或控制目,标,。

控制器是控制系,统,的核心，它,根据,输,入信号和系,统,参数，通,过计,算或,逻辑,判断，,对,被控,对,象,进,行控制被控,对,象是指需要被控制或,调,节,的,设备,或,过,程，例如,电,机、,炉子、化工反,应,器等控制系,统,的分,类,闭环,控制系,统,闭环,控制系,统,具有反,馈,机制，,输,出,信号受到系,统,内部状,态,的影响这,种系,统,能,够,自我,调节,并,维,持,稳,定开,环,控制系,统,开,环,控制系,统,没有反,馈,机制，,输,出信号不受系,统,内部状,态,的影响这,种系,统简单,但不,稳,定，通常需,要外部干,预,才能,维,持,稳,定半开,环,控制系,统,半开,环,控制系,统,只有部分反,馈,机制，,输,出信号受到部分系,统,内部状,态,的,影响控制系,统,的性能指,标,稳,定性,控制系,统,必,须,具有,稳,定性，即当系,统,受到,扰动,后能恢复到原始状,态,的能力快速性,控制系,统应,具有快速响,应,的能力，以便在短,时间,内达到,设,定,值,准确性,控制系,统应,具有高精度的控制能力，以便尽可能减少,误,差03,控制工程基,础,知,识,线,性,时,不,变,系,统,定,义,特性,应,用,如果一个系,统,在任何,时间,，,对,于,任何激励，其响,应,都是,线,性的，,并且不随,时间变,化，,则该,系,统,称,为线,性,时,不,变,系,统,。

线,性,时,不,变,系,统,具有叠加性和,齐,次性，即多个激励,产,生的响,应,等,于各个激励,产,生的响,应,之和，且,每个激励,产,生的响,应,与激励成正,比广泛,应,用于工程,领,域，如,电,路,设,计,、机械系,统,等传递,函数与方框,图,传递,函数,系,统,的,输,出与,输,入之,间,的一种数学表达式，描述,了系,统,的,输,入与,输,出之,间,的关系方框,图,用方框表示不同的,线,性,时,不,变,系,统,，通,过,信号,线,连,接以,实现,所需的功能应,用,用于分析和,设计,复,杂,的控制系,统,，如航空航天、,工,业,自,动,化等根,轨,迹,图,与,频,率响,应,根,轨,迹,图,01,描述了系,统,的极点和零点在复平面上的位置关系，可,以用来分析系,统,的,稳,定性和性能频,率响,应,02,03,描述了系,统,在不同,频,率下的响,应,，可以用来分析系,统,的抗干,扰,性能和噪声抑制能力应,用,用于分析和,设计,具有特定性能的控制系,统,，如振,动,控,制、,过,程控制等04,控制系,统,的分析与,设计,稳,定性分析,01,02,03,定,义,判断方法,重要性,稳,定性是指控制系,统,在受到,扰动,后，能,够,通,过,自我,调节,回到原始,状,态,的能力。

利用,线,性回,归,、,频,域分析、,时,域,稳,定性是控制系,统,正常运行的基,础,，,对,于,长,期,稳,定运行和性能控,制具有重要意,义,分析等方法来判断系,统,的,稳,定性控制系,统设计,的基本步,骤,系,统调查,与分析,控制器,设计,了解控制,对,象和任,务,需求，分析系,统,的,输,入、,输,出和干,扰,等要素根据系,统,性能要求和,稳,定性分析,结,果，,选择,合适的控制算法和控制器硬件系,统,建模与仿真,控制系,统实现,建立数学模型，利用仿真,软,件,进,行系,统,性能,测试,和,优,化将,设计,好的控制系,统应,用到,实际,系,统,中，并,进,行,调试,和,验证,控制系,统设计,中的重要,问题,控制精度和,鲁,棒性,1,提高控制精度和,鲁,棒性是控制系,统设计,的核心,问,题,，可以保,证,系,统,在各种条件下,稳,定运行并达到,期望的性能指,标,干,扰,抑制和,鲁,棒性,针对,外部干,扰,和内部故障，,设计,有效的干,扰,抑制,策略和,鲁,棒性控制算法，保,证,系,统稳,定运行2,3,优,化,设计,和自适,应,控制,通,过优,化,设计,和自适,应,控制策略，,实现,系,统,性能,的,动态调,整和,优,化，以,满,足不同任,务,需求。

05,控制工程,应,用案例,温度控制系,统,总结词,广泛的,应,用于各种,场,景中，如工,业,生,产,、楼宇建筑、航空航天等详细,描述,温度控制系,统,是通,过调节,加,热,或制冷,设备,的,输,出，以保持一个或多个温度,变,量的,稳,定这,种系,统,在工,业,生,产,中尤,其常,见,，如化工、制,药,、食品加工等行,业,在楼宇建筑中，温度控制系,统,可以确保室内温度的,稳,定，提高居住的,舒适度而在航空航天,领,域，温度控制系,统,的精度和,稳,定性直接关系到,飞,行器的安全机器人控制系,统,总结词,用于控制和操作机器人的各种,动,作和功能详细,描述,机器人控制系,统,是,实现,机器人自,动,化和智能化的关,键,通,过,高精度的,传,感器和控制算法，可以,实现对,机器人,细,致入微的控制，包括移,动,、抓取、定位等随着技,术,的,发,展，机器人控制系,统,也在不断升,级,和完善，未来有望,实现,更加复,杂,和精,细,的机器人操作自,动驾驶,汽,车,控制系,统,总结词,详细,描述,实现,自,动驾驶,的关,键组,成部分自,动驾驶,汽,车,控制系,统,是,实现车辆,自,动驾,驶,的关,键组,成部分。

该,系,统,通,过,集成多种,传,感器和,计,算机,视觉,技,术,，,实现对车辆,的,精确控制和,导,航自,动驾驶,汽,车,控制系,统,能,够显,著提高道路安全性和交通效率，同,时还,能,为,乘客提供更加舒适和便捷的出行,体,验,VS,06,总结,与展望,总结,控制工程的基,础,知,识,控制工程的基本概念,01,控制工程是一种,应,用工程学科，旨在研究如何通,过,各种手,段，,实现对动态,系,统,的有效控制控制工程的主要研究,对,象,02,03,控制工程主要研究,对,象包括,线,性系,统,、非,线,性系,统,、离散,系,统,等，研究内容包括系,统,的,稳,定性、性能分析和,优,化,设,计,等控制工程的基本原理,控制工程的基本原理包括反,馈,原理和,动态补偿,原理反,馈,原理是指将系,统,的,输,出信息反,馈,到,输,入端，以便,对,系,统,的,行,为进,行,调节,和修正动态补偿,原理是指通,过,添加外部作,用力，抵消或减弱系,统,内部的不利影响，,实现,系,统,的,稳,定,控制对,未来控制工程,发,展的展望,控制工程的,发,展,趋势,01,02,03,随着科学技,术,的不断,进,步，控制工程将朝着更加复,杂,化、智能,化和自主化的方向,发,展。

新技,术,的,应,用,未来控制工程将更加注重,对,新技,术,的,应,用，如人工智能、机器,学,习,、物,联,网等，以提高控制系,统,的性能和效率跨学科,发,展,控制工程将与多个学科,进,行交叉融合，如,计,算机科学、数学、,电,子工程等，以解决更加复,杂,和,综,合性的,问题,07,参考文献与,进,一步,阅读,建,议,参考文献,01,02,03,04,05,Matsumoto,Y.,&,Katsura,T.,&Hori,Y.,Astrom,K.J.,&,Golnaraghi,M.F.,&,Kundur,P.(1993).,Inaba,H.(2004).,Control system,analysis and design,using modern control,theory.John Wiley&,Sons.,(2008).Control system,Wittenmark,B.(1984).,Kuo,B.C.(2010).,Power system stability,and control.McGraw-,analysis and design:a,practical approach.,Pearson Education,India.,Adaptive control.,Addison-Wesley.,Automatic control,systems.John Wiley&,Hill Professional.,Sons.,进,一步,阅读,建,议,对,于更深入地了解,现,代控制理,论,和,应,用，建,议阅读,Control system,analysis and design using modern,control theory,和,Control,如果,对,自适,应,控制感,兴,趣，可以,阅读,Adaptive control,。

对,于,实际,工程,应,用，推荐,阅读,Automatic control systems,和,Power system stability and control,此外，,还,可以参考相关,领,域的期,刊、学,术论,文以及,专业,网站，以了解,最新的研究,进,展和技,术趋势,system analysis and design:a,practical approach,THANKS,感,谢,您的,观,看,。