控制工程基础 第一章绪论

控制工程基础 第一章绪论的思维导图，分享了控制、机械工程控制论的研究对象与任务、系统、反馈、系统的分类、对控制系统的基本要求的知识，欢迎大家学习。

控制工程基础

• 概论
  • 控制
    • 什么是控制
      • 对对象施加某种操作，使其产生预期的行为
    • 控制的三要素
      • 被控对象
      • 控制装置
      • 控制目标
    • 实施控制
      • 自动控制
        • 由机器施加操作
      • 人工控制
        • 由人来施加操作
  • 机械工程控制论的研究对象与任务
    • 对象
      • 机械工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题。具体地说，它研究的是工程技术中的广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定的初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性所决定的整个动态过程；研究这一系统及其输入、输出三者之间的动态关系。
      • 例子：质量-阻尼-弹簧单自由度系统
        • 机械系统：惯性力+阻尼力+弹簧力=外力
        • 依据牛顿定律： my‘’+cy‘+ky=f（t）
    • 任务
      • ①系统已定，输入已知时，求出系统的输出，即系统分析问题； ②系统已定，确定输入，且确定的输入应使得输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优控制问题; ③输入已知，确定系统，且确定的系统应使得输出尽可能符合给定的最佳要求，即最优设计问题； ④输出已知，确定系统，以识别输入或输出中的有关信息，即滤波与预测问题； ⑤输入已知，输出已知，求系统的结构与参数，建立数学模型，即系统识别（辨识）问题。
  • 系统
    • 概念
      • 按一定规律联系在一起的元素的集合
    • 广义系统概念
      • 具备系统要素的一切事物或对象
  • 反馈
    • 自动控制系统的工作原理
      • 什么是反馈
        • 反馈就是一个系统的输出，全部或一部分返回用于控制系统的输入；使之与输入量进行比较，比较的结果称为偏差。
      • 反馈控制原理
        • 检测偏差并用以纠正偏差
      • 负反馈
        • 输出偏离设定值时，反馈作用使输出偏离程度减小并力图达到设定值
      • 正反馈
        • 输出偏离设定值时，反馈作用使输出偏离程度加剧
      • 内反馈
        • 内部系统的信息交互
      • 外反馈
        • 外部输入导致的信息交互
      • 反馈控制系统的基本组成
        • 给定元件
        • 反馈元件
        • 比较元件
        • 放大元件
        • 执行元件
        • 控制对象
        • 校正元件
  • 系统的分类
    • 开环控制与闭环控制
      • 开环控制
        • 只有顺向作用而没有反向联系
        • 无反馈
        • 优点
          • 结构简单，价格便宜，容易维修
        • 缺点
          • 精度低，容易受环境变化的干扰
        • 不产生振荡
      • 闭环控制
        • 既有顺向作用又有反向联系
        • 有反馈
          • 靠偏差 进行控制
        • 优点
          • 精度高、动态性能好、抗干扰能力强
        • 缺点
          • 结构比较复杂，价格比较贵，对维修人员要求高
        • 但调节不好容易产生振荡
    • 按输出变化规律分
      • 自动调节系统/恒值系统
        • 闭环
      • 随动系统
        • 闭环
      • 程序控制系统
        • 闭环或开环
    • 按信号的处理方式
      • 模拟控制系统
      • 数字控制系统
    • 按信号分
      • 连续控制系统
      • 离散控制系统
    • 按系统性质分
      • 线性连续控制系统
      • 非线性控制系统
    • 按控制方法分
      • 模糊控制系统
      • 最优控制系统
  • 对控制系统的基本要求
    • 系统的稳定性
      • 首要条件
    • 响应的快速性
    • 响应的准确性
  • 例题
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        • 职能方块图
      • 中间为操纵活塞，下面为动力活塞
      • X向左移动时，带动B向左移动b/(a+b)，操纵活塞也跟着向左移动，高压油从左端进入动力油缸，推动动力活塞向右移动，B随之向右移动比例a/(a+b)，这相当于反馈，再与之前向左移动的距离比较，直到操纵活塞居中时，B点不再移动
      • 理解其中位移比例的转换，X点位移与B点位移的关系，Y点位移与B点位移的关系