第1章　自动控制的一般概念

1.1　复习笔记

自动控制是指利用控制装置自动地操纵机器、设备或生产过程，使其具有希望的状态或性能。

自动控制系统是指能够实现自动控制任务的系统，由控制装置与被控对象组成。

一、自动控制的基本原理与方式

1．反馈控制方式

反馈控制方式又称闭环控制方式，是指控制装置与被控对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制过程。它的主要特点是：

（1）闭环负反馈控制，即按偏差进行调节；

（2）抗干扰性好，控制精度高；

（3）系统参数应适当选择，否则可能不能正常工作。

2．开环控制方式

开环控制方式是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响。它可以分为按给定量控制和按扰动控制两种方式。

3．复合控制方式

复合控制是开环控制和闭环控制相结合的一种控制方式，是把按偏差控制和按扰动控制结合起来的一种控制方式。

二、自动控制系统的分类

按照不同的分类标准，自动控制系统有多种分类方法。将各种分类方法综合应用，可以将自动控制系统分为3类：线性连续控制系统、线性定常离散控制系统和非线性控制系统。

三、对自动控制系统的基本要求

1．基本要求的提法

稳定性、快速性和准确性是对每一类控制系统被控量变化的全过程提出的共同的基本要求，即稳、准、快的要求。

2．典型外作用

目前，在控制工程设计中常用的典型外作用函数有阶跃函数、斜坡函数、脉冲函数以及正弦函数等。

（1）阶跃函数

阶跃函数的数学表达式为

函数如图1-1-1所示。

图1-1-1　阶跃函数

（2）斜坡函数

斜坡函数的数学表达式为

函数如图1-1-2所示。

图1-1-2　斜坡函数

（3）脉冲函数

脉冲函数定义为

脉冲函数如图1-1-3所示。

图1-1-3　脉冲函数

（4）正弦函数

正弦函数的数学表达式为

式中，A为正弦函数的振幅；为正弦函数的角频率；为初始相角。