控制工程基础PPT教学课件

控制工程基础教师：都东（清华大学机械系） 教材 民兵爆破地雷教材pdf初中剪纸校本课程教材衍纸校本课程教材排球校本教材中国舞蹈家协会第四版四级教材 ：董景新《控制工程基础》参考：胡寿松《自动控制原理》绪芳胜彦《现代控制工程》任课教师介绍1962年出生。1980年进入清华大学本科学习，1985年以本专业第一名的成绩取得学士学位，1991年取得博士学位，并获清华大学优秀博士 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 奖。现受聘担任清华大学机械工程系教授和博士生导师，材料加工工程与自动化研究所副所长，材料加工过程控制学科方向责任教授，清华汽车工程开发研究院技术委员会成员。还是中国机械工程学会高级会员，中国焊接学会机器人及自动化专业委员会学术主任，美国IEEE会员和SPIE会员等。任课教师介绍近年来致力于材料加工复杂过程建模与控制、机器人技术及应用、现代功率电子系统、先进汽车制造技术等领域的研究工作。主持和承担国家科技攻关 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 、国家863高技术计划项目、国家973基础研究计划项目、国家自然科学基金资助项目、国家教育部专项经费资助计划项目、国防工业研究项目等。发表学术论文80余篇，申请国家发明专利4项，曾两次获得国家教委“科技进步奖”、国家教育部“高校青年教师奖”、清华“学术新人奖”暨香港“新鸿基——优秀青年教授奖”等。任课教师介绍先后讲授“材料加工学科前沿”、“材料加工工艺学”、“控制工程基础”、“机电系统自动控制原理”等课程。培养博硕研究生18名。主持学校211工程项目“计算机集成材料加工技术研究基地”和985工程项目“测控技术教学实验基地”的建设。课程主要内容自动控制理论概述控制系统的动态数学模型时域瞬态分析控制系统的频率特性控制系统的稳定性分析控制系统的误差分析和计算控制系统的性能分析与校正课程学习要求按时上课，认真听讲亲笔手书，完成作业参与实验，撰写报告闭卷考试，成绩叠加自动控制理论概述自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象的某一物理量自动地按照预定的规律运行。自动控制系统：能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。包括被控对象和控制装置。被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。控制装置则是指对被控对象起控制作用的设备总体。常见的控制系统可以是只控制一个物理量，也可以是包括一个企业、机构全部过程的大系统，可以是一个具体的工程系统，也可以是抽象的社会系统、生态系统或经济系统等。自动控制理论概述控制论：包括工程控制论、生物控制论和经济控制论。工程控制论主要研究自动控制系统中的信息变换和传送的一般理论及其在工程设计中的应用。而自动控制原理仅仅是工程控制论的一个分支，只研究控制系统分析和设计的一般理论。自动控制原理相应分为古典控制理论、现代控制理论、智能控制理论。本课程限于古典控制理论的部分内容。开环控制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，其输出量不对系统的控制作用发生影响。例如：自动洗衣机、交通信号灯……自动控制理论概述闭环控制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。输出量送回到输入端并与输入信号比较的过程称为反馈。反馈信号与输入信号相减而使偏差值越来越小，则称为负反馈；反之，为正反馈。自动控制理论概述自动控制理论概述自动控制理论概述自动控制理论概述热电偶控制电机电压功率放大器给定信号u1u2uuan减速器调压器恒温箱（控制对象）auto温度(被调量)电加热炉系统方块图自动控制理论概述眼睛大脑输入信号（书位置）输出量（手位置）手臂、手眼睛人作为闭环系统的方块图复合控制是开环控制与闭环控制相结合的一种控制方式，是在闭环控制回路的基础上，附加一个输入信号或扰动作用的顺馈通路，来提高系统的控制精度。自动控制理论概述自动控制理论概述补偿装置被控对象控制装置输出量输入信号(a)按输入作用补偿自动控制理论概述补偿装置被控对象控制装置输出量输入信号扰动(b)按扰动作用补偿控制系统分类按照描述系统的数学模型：线性与非线性、定常与时变；按照系统传送信号的性质：连续时间与离散时间；按照系统元件类型：机电、液压、气动、生物……按照系统功用：温控、位控……按照系统输入信号变化规律：恒值调节系统、程序控制系统、随动控制系统典型反馈控制系统方块图串联校正元件放大变换元件测量元件并联校正元件执行元件被控对象给定元件输出x0扰动主反馈局部反馈主反馈信号xb比较元件输入xi偏差信号e对控制系统的基本要求稳定性：由于惯性等原因，可能会引起系统振荡而使其失去工作能力。稳定性是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。输出量偏离平衡状态后应该随时间收敛并且最后回到初始的平衡状态。稳定性的要求是系统工作的首要条件。快速性：在系统稳定的前提下，输出量与给定输入量之间产生偏差时，消除这种偏差过程的快速程度。准确性：亦称静态精度，是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差，即稳态误差。自动控制理论概述最优控制要求控制系统实现对某种性能标准为最好的控制，这种性能标准称为性能指标（目标 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 ）。如时间最优控制(快速最优控制)。最优控制的一般理论包括极大(小)值原理和动态规划法。自动控制理论概述自适应控制当系统特性或元件参数变化或扰动作用很剧烈时，能自动测量这些变化并自动改变系统结构和参数，使系统适应环境的变化并始终保持最优的性能指标。自适应功能：自动辨识、自动判断、自动修正。系统：输入信号的自适应、参数与特性的自适应、最优自适应、自整定、自学习、自组织、自修理……自动控制理论概述模型参数调整装置被控对象控制装置比较器模型参考自适应控制系统C第一次课外作业教材，第10-11页，第1、4、6题要求9月19日之前完成并提交助教谢谢！第七单元　第二章第五节　生物的变异生物的变异现象在生物中是普遍存在的。要探究的问题：花生果实大小的变异材料：两个品种的花生、纸、笔、尺采用的方法：通过观察两种不同花生的特点,测量两种不同花生果实的数据得出结论1、随机抽样，样品要有足够数量，不少于３０粒2、测量果实的长轴长短，以毫米记，四舍五入3、选择适当的测量工具和测量方法4、用坐标纸绘制曲线图，水平轴为果实的长度，纵轴为样品的个数，依据两数的相交点，连成曲线（测量结果也可以用直方图表示）提　示：第一种花生的数据第二种花生的数据两种花生的比较　看看所测量的两种花生的长度范围，大花生中最小的长度，小花生中最大的长度，以及大小花生长度的平均值。分析探究结果：a.大花生里面有比较小的花生，小花生中有较大的花生b.大花生果实长度的平均值＞小花生果实长度的平均值　　花生果实长度差异主要是遗传物质的差异引起的；同一种花生果实之间长度的变异有的是环境引起的，有的是遗传物质的变化引起的分析讨论问题：（１）把大花生的种子种在贫瘠的土壤中，结出的果实小，把小花生种在肥沃的土壤中，结出的果实大，这种差异是什么引起的？环境引起的（２）如果把结出的这两个果实再种到相同的土壤中，它们结出的果实又会怎么呢？基因控制性状大花生的果实总体上仍然比较大，小花生的果实总体上仍然比较小用一种化学药剂处理甜菜的幼苗，能够使细胞内的染色体数加倍，这样的甜菜含糖量高，你认为这种变异能遗传吗？环境引起的变异遗传物质的改变不能遗传能够遗传有那些方法可以引起遗传物质改变呢？基因的重组基因突变染色体变异袁隆平,1930年9月7日生，中国工程院院士，现任国家杂交水稻工作技术中心暨湖南杂交水稻研究中心主任、湖南省政协副主席。中国研究杂交水稻的创始人，世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。他于1964年开始从事杂交水稻研究，用九年时间于1973年实现了三系配套，并选育了第一个在生产上大面积应用的强优高产杂交水稻组合----南优2号。亩产达到623公斤，单产一般比常规稻增产20%左右。被国际上誉为“杂交水稻之父”。正常红细胞镰刀型红细胞一、引起变异的原因环境遗传物质不能遗传能够遗传二、遗传物质改变的因素：染色体的改变基因的重组基因的突变１、提出问题：２、做出假设：花生果实大小有变异吗？花生果实的个体大小存在变异（1）材料用具两种花生、尺、笔、坐标纸（或白纸）（2）实施过程及测量数据选取了大花生３０粒，小花生３０粒测量的大花生的数据测量的小花生的数据根据所测数据绘制坐标图（或直方图）大花生的数据长度（毫米）个数小花生的数据长度（毫米）个数