当前课程知识点：控制工程基础 > 第1章 概论 > 1.3 闭环系统的结构 > 控制系统的结构
同学们好
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那么在生活当中哪些是自动控制系统呢
我们常见的空调 机器人
或者是导弹的制导等等
那么这些系统它们共同的特点是
在没有人直接参与的情况下
它们是利用控制装置
不管是机械的 电路的 或者是一个算法
能够使这个机器或者是设备它的某个物理量
自动地按照我们预定的规律来变化
比如说这样一个温控系统的例子
那么它是有人工参与的
当然它不是一个自动控制的系统
那么我们来要看一下
这样一个人工参与的温控箱是怎么工作的
首先人眼睛要观测恒温箱里头的温度
那么这个温度也是我们的被控量
再与要求的温度
也就是说给定值来进行比较
那么这个比较的过程是在人脑中进行的
从而得到这个温度的偏差的大小和方向
然后根据偏差大小和方向
通过人手去调节调压器
从而控制这个加热电阻丝的电流
那么这个人工控制的温控箱它的过程就是
人眼进行观测
人脑进行比较
那么人手呢进行调节
那么这个控制的一个实质
是检测偏差再去纠正偏差
我们把它做一个功能框图
从这个功能框图大家可以看到
你期望的温度与温控箱实际的温度
通过温度计的测量
再经过人眼的观察得到的这个值
在人的大脑中进行比较
得到温度的偏差大小和方向
然后人手再去进行调节
从而控制温控箱的加热电阻丝的电流大小
这是人工控制恒温箱的一个控制过程
那么如果在人没有直接参与
我们把它变成一个自动控制系统的话
那么它的结构又是应该怎么样子的呢
大家看，那么通过这些控制装置
我们可以代替人的工作
比如说人眼进行观察
那我们用热电偶来测量这个温控箱的温度
从而把它转化成相对应实际温度一个电压值
我们如果把这个人工控制恒温箱
变成一个自动控制恒温箱的话
那么就应该用一些控制装置来代替
人眼、人脑和人手的工作
那么这就是我们
自动控制恒温箱的一个工作的原理
那么它实际上热电偶把实际的温度转化为电压
那么期望的温度跟实际的温度进行比较
得到这个偏差的大小和方向
那么这个偏差信号
再经过电压放大 功率放大
从而来控制这个加热的电流
那么如果你的温度高了
那么当然就要减小加热电流
反之那就要加大控制电流
那么直到我们的温度达到给定值
这个偏差呢趋于零
这是我们自动控制恒温箱的一个功能框图
那么从这个图里头大家看
设定的温度这实际上是我们
的输入信号或者叫做参考信号
那么系统实际的温度是叫做输出信号
那么输出信号经过热电偶
把它变成一个电压信号
这么叫做反馈信号
输入信号与反馈信号进行比较
得到一个叫做偏差信号
那么偏差信号经过电压放大和功率放大以后
来控制我们恒温箱的温度
当然恒温箱还会受到外界环境温度的影响
那么把这个控制系统大家综合起来看
它应该包括哪几个部分呢
那么电压和功率放大 实际上这是控制器
那么恒温箱是我们的被控对象
热电偶呢是反馈元件
所以我们说一般来说
一个反馈控制系统的组成应该包括控制器
被控对象和反馈元件
那么输入信号与反馈信号进行比较
得到一个偏差信号
如果输入信号与反馈信号的方向相反
那么这个系统就称之为负反馈
那么系统通过负反馈的控制能够自动减小偏差
-课程介绍1
--课程介绍1
-课程介绍2
--课程介绍2
-1.1 控制工程的发展
--控制工程的发展
-1.2 控制系统的分类
--控制系统的分类
-1.3 闭环系统的结构
--控制系统的结构
-第1章课后练习--作业
-2.1 系统的微分方程（一）
-2.2 系统的微分方程（二）
-2.3 Laplace变换的定义
-2.4 Laplace变换的定理
--Video
-2.5 Laplace反变换
--Video
-2.6 Laplace变换法解微分方程
--Video
-2.7 传递函数
--Video
-2.8 传递函数的一般形式
--Video
-2.9 控制系统的方块图
--Video
-2.10 方块图的化简
--Video
-2.11 建立数学模型——温控箱
--Video
-2.12 方块图——直流电机
--Video
-2.13 闭环与开环传递函数
--Video
-第2章 控制系统的动态数学模型--第2章 课后习题
-3.1 时域响应概述
-3.2 一阶系统的瞬态响应
-3.3 二阶系统的瞬态响应
-3.4 极点位置与响应特性的关系
-3.5 高阶系统的瞬态响应
-3.6 瞬态响应性能指标
-第3章 时域瞬态响应分析--第3章 课后练习
-4.1 频域法概述
-4.2.1 频率特性的定义
-4.2.2 频率特性的意义及表示形式
-4.2.3 频率特性的求取
-4.3.1 典型环节的Nyquist图
-4.3.2 Nyquist图的作图方法
-第4章 控制系统的频率特性--第4章 课后练习（一）
-4.4.1 典型环节的Bode图
-4.4.2 一般系统Bode图的作图方法
-4.4.3 最小相位系统的Bode图
-4.5.1 Bode图与传递函数的对应关系
-4.5.2 Bode图与传递函数的对应关系举例
-4.6 系统的开环和闭环频率特性的关系
-第4章 控制系统的频率特性--第4章 课后练习（二）
-5.1 控制系统的稳定性
-5.2 劳斯判据
--5.2 劳斯判据
-5.3 映射定理
--5.3 映射定理
-5.4 Nyquist稳定性判据
-5.5 Nyquist判据具体应用1
-5.5 Nyquist判据具体应用2
-5.5 Nyquist判据具体应用3
-5.6 控制系统的相对稳定性
-第5章 控制系统的稳定性分析--第5章 课后习题
-6.1 闭环控制系统的稳态误差
-6.2 输入引起的稳态误差1
-6.2 输入引起的稳态误差2
-6.3 干扰引起的稳态误差
-6.4 叠加动态特性与输入无关
-第6章 控制系统的误差分析和计算--第6章 课后练习
-7.1 闭环系统瞬态响应与频率特性的关系
-7.2 开环与闭环频率特性的关系
-7.3 开环频率特性与闭环瞬态响应的关系
-7.4 准确性及时频关系例子
-7.5 期望的开环频率特性
-第7章 控制系统的综合与校正--第7章 课后练习（一）
-7.6 控制器——比例、积分
-7.7 控制器——比例-积分
-7.8 控制器——比例-微分
-7.9 控制器——PID
-7.10 直流电机伺服系统
-7.11 最优阻尼比
-7.12 I型最优模型
-7.13 PID控制器的参数计算
-第7章 控制系统的综合与校正--第7章 课后练习（二）
-8.1 计算机控制系统的结构
-8.2 z变换
--8.2 z变换
-8.3 s平面与z平面的映射关系
-8.4 控制器的模拟化设计方法
-第8章 计算机控制系统--第8章 课后练习
