孙炳达版《自动控制原理》第1章自动控制系统的基本概念-1

时间：2026-01-16

自动控制原理第一章自动控制系统的基本概念1.1 自动控制的基本方式

1.1 自动控制的基本方式例：水温控制(手动)

水热蒸气

1.1 自动控制的基本方式例：水温控制(手动) 操作员要用手(通过感觉)来测试水的温度，并将此温度与他要求的值(给定值)相比较 (通过大脑)。同时他要决定(通过大脑):他的手应该朝哪个方向旋转加温用的蒸汽阀门和旋转多大的角度。 ---麻烦、费力、辛苦、不准确！

1.1 自动控制的基本方式例：水温控制(自动)

采用自动控制时，上述功能都用相应的元件和仪表来代替。例如，用温度测量元件、控制记录仪表和调节阀等。

1.1 自动控制的基本方式一、两个定义：1 自动控制：在没人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律或数值运行。 2 自动控制系统：能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。一般由控制器(含测量元件)和控制对象组成。从物理角度上看，自动控制研究的是特定激励作用下的系统响应变化情况；从数学角度上看，研究的是输入与输出之间的映射关系。

1.1 自动控制的基本方式基本名词：1 控制器：实现控制功能的装置； 2 被控对象：被控制的设备或机械； 3 被控量(输出量):被控对象内要求自动控制的物理量； 4 输入量：影响系统输出量的外界输入，包括给定输入量和扰动输入量。

1.1 自动控制的基本方式例：水位控制系统进水 h 要求，接电位器中点 Δh

+ 5 ΔU -5 功率放大器

1.1 自动控制的基本方式方法一：人工控制眼(观察) 脑(判断) 手(操作) 目的：减少或消除Δh

1.1 自动控制的基本方式方法二：自动控制受控对象：水池；输出量：实际水位(h实); 输入量：要求水位(h要); 浮子——检测装置；控制电源——检测Δh,转变为电信号；电动机——执行机构；干扰输入量：对系统输出起反作用的输入量，例如功率放大器信号的飘移。

1.1 自动控制的基本方式自动化的核心是“控制”自动化技术的两个方面： ① 人手(脚)的延伸——动力方面的自动化技术：工业化 ② 人脑的延伸——信息处理方面的自动化技术: 信息化

1.1 自动控制的基本方式二、三种基本控制方式 1、开环控制方式控制系统的输出量对系统不产生作用的控制方式，称为开环控制方式。具有这种控制方式的有机整体，称为开环控制系统。如果从系统的结构角度看，开环控制方式也可表达为，没有系统输出量反馈的控制方式。

1.1 自动控制的基本方式例：开环调

速系统(不考虑测速反馈)

1.1 自动控制的基本方式工作原理：改变电位器滑动端的位置，相应地改变了电压Ug值的大小，其值经功率放大器放大后施加在直流电动机的电枢两端。

由于直流电动机具有恒定的励磁电流，因此，随着电枢电压值的不同，电动机便以不同的转速带动生产机械运转。于是，改变 Ug的大小，便控制了电动机转速的高低。

系统中，Ug 是给定输入量；电动机的转速n是系统的输出量即被控量，功率放大器的电源电压波动、放大系数漂移、拖动负载的变化等，是扰动输入量。可见，系统的输出量，即电动机的转速并没有参予系统的控制。