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1、1、稳定性稳定性是这样来表述的：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。如果系统受外作用力后，经过一段时间，其被控量可以达到某一稳定状态，则称系统是稳定的，否则称为不稳定的。不稳定系统的动态过程 ａ）给定信号作用下发散振荡ｂ）扰动d(t)作用下发散振荡自动控制系统的性能指标三、对控制系统的基本要求2、快速性快速性是通过动态过程时间长短来表征的。过渡过程时间越短，表明快速性越好，反之亦然。快速性表明了系统输出ｃ（ｔ）对输入ｒ（ｔ）的响应的快慢程度。系统响应越快，说明系统的输出复现输入信号的能力越强。自动控制系统的性能指标3、准确性准确性是由输入给定值与输出响应的终值之间
2、的差值ｅｓｓ来表征的。它反映了系统的稳态精度。若系统的最终误差为零，则称为无差系统，否则称为有差系统。稳定性、快速性和准确性往往是互相制约的。在设计与调试过程中，若过分强调系统的稳定性，则可能会造成系统响应迟缓和控制精度较低的后果；反之，若过分强调系统响应的快速性，则又会使系统的振荡加剧，甚至引起不稳定。怎样根据工作任务的不同，分析和设计自动控制系统，使其对三方面的性能有所侧重，并兼顾其他，以全面满足要求，这正是本课程所要研究的内容。自动控制系统的性能指标§3.自动控制系统的类型自动控制系统的类型一、单变量与多变量控制系统SISO→MIMO(从输入/输出变量的个数)1.在单变量控制系统中
3、,可以进行单回路或多回路控制,还可以进行串级控制.它是经典控制论研究的对象.T1T2O2O1给定f1f22.在多变量控制系统中,控制回路之间有耦合关系,它是现代控制理论研究的对象，当耦合关系较弱时,常常简化成单变量系统。自动控制系统的类型控制器Controler对象Object………输出参考输入…自动控制系统的类型二、线性与非线性系统(一)线性系统1.定义:若控制系统的所有环节或元件的状态(特性)都可用线性微分方程(差分方程)来描述。①线性定常(时不变)系统描述系统运动规律的微(差)分方程的系数不随时间变化。②线性时变系统描述系统运动规律的微(差)分方程的系数随时间变化。自动控制系统的类
4、型2.性质① 满足叠加原理② 齐次定理1)叠加性：如果用c1(t)表示由r1(t)产生的输出，用c2(t)表示由r2(t)产生的输出，则当r1(t)和r2(t)同时作用时，输出量为c1(t)+c2(t)。2)齐次性：如果用c(t)表示由r(t)产生的输出量，则在Kr(t)作用下的输出量为Kc(t)。自动控制系统的类型3.判断方法对方程其中x(t)为输入量,Y(t)为输出量.若方程中,输入、输出量及各阶导数均为一次幂,且各系数均与输入量(自变量)Ｘ（ｔ）无关.就可定义为①,用拉氏变换可求出输入输出关系函数(传递函数,动态数模)。自动控制系统的类型(二)非线性系统1．定义：组成系统的环节或
5、元件中至少有一个是非线性的。典型非线性环节特性如下图０XrXr０XrXr０XrXra.继电器b.饱和c.不灵敏区(死区)2.本质非线性1、输入输出曲线上存在间断点,折断点,或非单值,否则为非本质。2、非本质非线性可在一定信号变化范围(小信号)内线性化。本质非线性只能定性描述和数值计算。3、非线性理论还远不成熟,客观讲,实际系统都是非线性的,只是在误差允许范围内可进行线性处理。４、特点：暂态过程与初始条件有关,直接影响其稳定性。自动控制系统的类型自动控制系统的类型三、连续离散控制系统(一)连续系统若系统各组成环节的输入,输出信号都是时间的连续函数,则为连续系统,可用微分方程描述.(二)离散
6、系统1.环节中有一个是以离散信号为输入或输出的即是.2.离散信号在离散瞬时有意义.3.离散信号可以通过采样开关对连续信号采样得到信号以脉冲序列或数码形势传递.4.离散(采样)控制系统通常用差分方程描述.自动控制系统的类型四、恒值系统、随动系统和程序控制系统若系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服扰动，使被控量保持恒值，此类系统称为恒值系统。例如，电动机速度控制、恒温、恒压、水位控制等。若系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值变化，则此类系统称为随动系统，如火炮自动跟踪系统、轮舵位置控制系统等。若系统的给定值按照一定的时间函数变化，并要求被控量随之变化，则此类系统
7、称为程序控制系统，例如数控伺服系统以及一些自动化生产线等。此外，根据系统元部件的类型，还可分为机电控制系统、液压控制系统、气动系统以及生物系统等。根据系统的被控物理量，可分为位置控制系统、速度控制系统、温度控制系统等。控制系统的分类按给定信号的形式恒值系统/随动系统按系统是否满足叠加原理线性系统/非线性系统按系统参数是否随时间变化定常系统/时变系统按信号传递的形式连续系统/离散系统按输入输出变量的多少单变量系统/多变量系统《自动控制
