自动控制原理第一章.ppt

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1、第一章 自动控制概论,自动控制的基本原理及发展简史自动控制系统基本控制方式自动控制系统的类型控制系统的性能要求控制系统设计概述及设计实例,1-1 自动控制的基本原理及发展简史一自动控制（automatic control）自动控制是利用装置自动地对某些物理量的变化规律进行控制的技术。,人观测实际水位，将实际水位与要求的水位值相比较，得出两者偏差。根据偏差的大小和方向手动调节进水阀门的开度，即当实际水位高于要求值时，关小进水阀门开度，否则加大阀门开度以改变进水量，从而改变水箱水位，使之与要求值保持一致。,水箱水位的手动控制,3,控制任务：,维持水箱内水位恒定；,控制装置：,气动阀门、控制器；,受

2、控对象：,水箱；,被控量：,水箱内水位的高度；,给定值：,控制器刻度盘指针标定的预定水位高度；,测量装置：,浮子；,比较装置：,控制器刻度盘；,干扰：,水的流出量和流入量的变化都将破坏水位保持恒定；,自动控制前提：没有人直接参与。控制装置或控制器：外加的设备或装置。被控对象：机器,设备或生产过程。被控量：被控对象的输出量，即某个工作状 态或参数。结果：被控量自动地在一定的精度范围内按照 预定的规律运行。,自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备，一般由控制装置和被控对象组成。,自动控制发展简史 公元前14001100年，中国、埃及和巴比伦相继出现自动计时漏壶，人类产生了最早期的控制思想。,中

3、国古代的自动计时装置。又称漏壶、刻漏、漏刻。漏壶的最早记载见于周礼。这种计时装置最初只有两个壶，由上壶滴水到下面的受水壶，液面使浮箭升起以示刻度(即时间)。这里浮箭可看作是一种自动检测装置。保持上壶的水位恒定，则是自动调节的问题。这个问题后来用互相衔接的多级(35级)水壶莲华漏来解决。莲华漏由4个壶组成。计时精度比传说中的阿拉伯人用浮子式阀门调节水位的系统为高。这种计时装置是一种开环自动调节系统，其原理相当于有非线性限制器的多级阻容滤波装置。,最早的反馈控制实例可能是公元前300年-公元前1年之间在古希腊出现的浮球调节装置。包括利用浮球调节装置来保持油灯燃油的油面高度、利用浮球调节装置来控制水

4、位等；近代欧洲最早发明的反馈系统是荷兰人Cornel Drebbel(1572_1633)发明的温度调节器，Dennis Papin(1647_1712)则在1681年发明了第一个锅炉压力调节器，该调节器是一种安全调节装置，与目前压力锅的减压安全阀类似。,公元1769年，英国人J.Watt用离心式调速器控制蒸汽机的速度，由此产生了第一次工业革命。飞球调节器是人们普遍认为最早应用于工业过程的自动反馈控制器。,两个飞球，一转起来以后，因为离心力，飞球就往外胀。飞球胀开以后，这个下面的套筒就往上升，这个套筒在移动，就带动执行机构动作，这是最早的瓦特的离心调速器。实际上这个离心调速器不是瓦特发明的。,

5、俄国人则断言，最早具有历史意义的反馈系统是由I.Polzunov于1765年发明的用于水位控制的浮球调节器。浮球探测水位并控制盖在锅炉入口上的阀门。,同时，自控技术的发展提出许多新问题，-这些问题要求在理论上给予回答：1868年，J.C.Maxwell 从描述系统的微分方程的解中用有无增长指数函数项来判断稳定性；1877年，劳斯(E.Routh)和1895年赫尔维茨(A.Hurwitz)分别独立地提出关于系统稳定的代数判据；（第3章）1932年，奈奎斯特(H.Nyquist)在研究负反馈放大器时提出了有名的稳定性准则及稳定裕度的概念；（第5章）1945年，伯德(H.W.Bode)在Nyquis

6、t的基础上提出用图解法来分析和综合反馈控制系统的方法，形成了控制理论的频率法；（第5章）1948年，伊文斯(W.R.Evans)提出有名的根轨迹法。（第4章）频率法和根轨迹法对自动控制的发展起了重要作用，建立在这两种方法上的理论就是我们通常说的经典控制理论。,维纳，MIT教授，曾于1936年到清华大学任访问教授。早期进行模拟计算机研究，二战期间参与火炮控制研究，提炼出负反馈概念。1948年，维纳所著控制论的出版，标志着这门学科的正式诞生。,控制论的奠基人美国科学家维纳（Wiener,N.，1894-1964）,1954年，我国科学家钱学森在美国运用控制论思想和方法，用英文出版工程控制论，首先把

7、控制论推广到工程技术领域。,随着Laplace变换和频域复平面的广泛应用，频域方法在二战之后仍在控制领域占据着主导地位。20世纪50年代，控制工程理论的重点是发展和应用S平面方法，特别是根轨迹法。到80年代，数字计算机用作控制部件已属平常。随着人造卫星和空间时代的到来，控制工程又有了新的推动力。为导弹和空间探测器设计复杂、高精度的控制系统成了现实需要。此外，由于既要减轻卫星等飞行器的重量又要对它们实施精密控制，最优控制因而变得十分重要。正是基于上述需求，最近20多年来，由Liapunov、Minorsky等人提出的时域方法受到了极大的关注。由前苏联的和美国的R.Bellman研究提出的最优控制

8、理论，以及近期人们对鲁棒系统的研究，都为时域方法增色不少。,接着短短的几十年里，在各国科学家和科学技术人员的努力下，又相继出现了生物控制论，经济控制论和社会控制论等，控制理论已经渗透到各个领域，并伴随着其它科学技术的发展，极大地改变了整个世界。控制理论自身也在创造人类文明中不断向前发展。控制理论的中心思想是通过信息的传递、加工处理并加以反馈来进行控制，控制理论是信息学科的重要组成方面。,三个时期：第一个时期：经典控制理论时期（40年代末到50年代）单机自动化、局部自动化、单变量控制 自动调节器、伺服系统 第二个时期：现代控制理论时期（60年代）多变量控制、最优控制、多种变化因素 航天系统、导弹

9、系统、人造卫星,第一颗人造卫星（苏联，1957年）,第一艘载人飞船（苏联，1961年,东方1号，加加林）,第三个时期：大系统理论时期（70年代）规模庞大、结构复杂、变量参数多、目标不单一 生物系统、社会系统、机器人,人类首次登上月球（美国，阿姆斯特朗等，1969年7月20日）,首架航天飞机-哥伦比亚号（美国，1981年）,发展前景：向大系统理论发展 规模庞大 结构复杂 功能综合 因数众多向智能控制系统发展 自组织 自学习 自修复 自繁殖控制理论已形成了以理论控制论为中心的四大分支（也有不同分法）：工程控制论：技术系统、工程系统生物控制论：生物系统社会控制论：社会系统智能控制论：思维系统控制论的

10、基本概念和方法是人类认识史上的一个飞跃，开辟了认识世界的新途径。,首次冲出太阳系（美国伽利略号木星探测器，1989年）,仿人机器人（日本，2001年）,神舟五号载人航天成功（中国，2003年）,勇气号、机遇号火星探测器（美国，2004年）,“作为技术科学的控制论，对工程技术、生物和生命现象的研究和经济科学，以及对社会研究都有深刻的意义，比起相对论和量子论对社会的作用有过之无不及我们可以毫不含糊地说从科学理论的角度来看，二十世纪上半叶的三大伟绩是相对论、量子论和控制论，也许可以称它们为三项科学革命，是人类认识客观世界的三大飞跃。”钱学森,应用 自动控制技术应用于军事、航空航天领域:火炮、雷达、飞

11、机、跟踪系统；导弹、制导火箭；人造卫星；宇宙飞船；自动控制技术应用于工业生产过程:轧钢过程；锅炉；焊接机器人；工业窑炉；化工制药；数控机床；石油化工；水泥建材;玻璃、造纸等；,自动控制技术应用于现代农业生产 自动灌溉；农产品质量检测；疫情检测等。自动控制技术应用于其他领域 由于计算机等技术的诞生和飞速发展，使得控制技术水平不断提高，已扩大到经济与社会生活的各个领域，如通信、交通、医学、环境保护、经济管理等领域，控制技术已成为现代社会不可缺少的重要组成部分。近年来，我国在自动化仪表、工业调节器、数字控制技术、航天工程、核动力工程等方面的研究和应用取得了长足进展。,二自动控制理论 1定义自动控制理

12、论是研究自动控制共同规律的技术科学.2分类（1）经典控制理论：以传递函数为基础，主要研究单输入单输出，线性定常系统的分析和设计问题。（2）现代控制理论：主要研究具有高性能，高精度的多变量多参数系统的最优控制问题。,“现代控制理论”是在“经典控制理论”的基础上，于60年代以后发展起来的。它的主要内容是以状态空间法为基础，研究多输入，多输出、时变参数、分布参数、随机参数、非线性等控制系统的分析和设计问题。最优控制、最优滤波、系统辨识、自适应控制等理论都是这一领域重要的研究课题，近年来计算机技术和现代应用数学的结合，又使现代控制理论在大系统理论和模仿人类智能活动的人工智能控制等诸多领域有了重大发展。

13、,三、自动控制系统 1定义：为了实现各种复杂的控制任务，将被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来组成的一个有机总体。控制装置（控制器）：外加的设备或装置.被控对象（process,plant,controlled system）：设备或生产过程.,2、系统方框图：,为了清楚地表示控制系统的组成及各组成部分之间信号的传输关系，画出的控制系统元件作用图称为系统方框图。共有四种图例：,（1）装置用方框表示（2）信号用带箭头的线段表示（3）信号引出点（4）信号相加点（比较点）,控制系统框图的基本组成单元,元部件 方框（块）图 信号（物理量）及传递方向 中的符号 比较点 引出点 表示负反馈,返回,1-

14、自动控制系统基本控制方式,1.开环控制 2.闭环控制 3.复合控制,开环控制方式：按给定值操纵。信号由给定值至输出量单向传递。一定的给定值对应一定的输出量。系统的控制精度取决于系统事先的调整精度。对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。结构简单，成本低廉，多用于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合.如：自动售货机、自动洗衣机、产品生产自动线、指挥交通的红绿灯的转换。,优点：控制系统结构简单，相对来说成本低。,缺点：对可能出现的被控量偏离给定值的偏差没有任何修正能力，抗干扰能力差，控制精度不高。,人工控制,对炉温控制系统要保持炉温恒定，要引入人工干预过程。,实际结果,人工干预过程：

15、检测偏差，再纠正偏差,闭环系统（增加了对实际输出的测量）,反馈控制：在反馈控制系统中，控制装置对控制对象施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量的偏差，从而实现对被控对象进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。反馈：把取出输出量送回到输入量，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程。,典型闭环系统方框图,负反馈：若反馈的信号是与输入信号相减，使产生的偏差越来越小(从而使被控量与期望值趋于一致)。反之，则称为正反馈。,反馈控制：就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程，而且，由于引入了被控量的反馈信息，整个控制过程称为闭合的，因此反馈控制也称闭环控制。反馈控制实质上是一个按偏差进行控制

16、的过程，因此，它也称为按偏差的控制,反馈控制原理就是按偏差控制的原理。反馈控制的共同特点是：由负反馈构成闭环；按偏差控制。,为了说明闭环控制与开环控制的区别，再举一房间加热的例子，房间的加热：此动态系统的输入是热量，输出是房间温度。如何保持室温在预定值上？,1预定程序控制（开环）：,控制作用直接由系统的输入量产生，给定一个输入量就有一个输出量与之对应，控制精度完全取决于所用的元件及校准的精度，不能有效对付干扰（门窗开/关，人员流动，房屋模型不准确导致预定程序不准确等等）。-温度很难保持在预先设定的温度范围内,2利用温度自动调节器（thermostat根据温度自动启动的装置）（反馈控制方案）：一

17、旦温度到达新的值，就开始在某一幅值范围（温度自动调节器的偏差）内振动。(振动因室温的上升有一个惯性滞后),闭环与开环二者有本质区别。开环控制方案不管被控量变化有多大，总是按一种模式运行(通常无法做到按指定规律变化，但结构简单，适用于被控变量不易测量时)。反馈控制有能力敏感被控量（室温）的变化，与期望值有偏差时能够产生修正指令（具有抑制扰动对被控量产生影响的能力，精度高，但必须等干扰反应在被控量的变化上以后，反馈控制才作出反应-不可能预测将进入系统的干扰）。宏观、微观生活的各个方面都是反馈原理。细菌、人身体和人类社会都有自调整功能，有着许多相互联系的反馈系统。,反馈控制系统的特点是有能力处理不确

18、定性。这种不确定可指被控对象的变更（如换了一间房子）、环境的变化（如不能精确预报室外温度和风速）。因此，反馈使系统能适应环境变化，但不可能预测将进入系统的干扰。,如果我们将任何事情都预报得很准，就可以不用反馈控制系统。在干扰可测的情况下，可采取措施来减小或抵消干扰对输出量的影响。这种按扰动控制方式有时也可称顺馈控制。,按扰动控制方式在技术上较按偏差控制方式简单，但它只适用于扰动可测量的场合，而且一个补偿装置只能补偿一种扰动因素，对其余扰动均不起补偿作用。因此，比较合理的一种控制方式是把按偏差控制与按扰动控制结合起来，对于主要扰动采用适当的补偿装置实现按扰动控制，同时再组成反馈控制系统实现按偏差

19、控制，以消除其余扰动产生的偏差。,3.复合控制,复合控制就是开环控制和闭环控制相结合的一种控制。实质上，它是在闭环控制回路的基础上，附加了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。,按扰动作用补偿,由两大组成部分，即被控对象和自动控制装置（有时也称为控制器）自动控制装置又可分为下列几个主要部分：（1）测量元件（或测量装置）。用于测量被控量的实际值或对被控量进行物理量变换的装置。（2）比较元件（或比较器）。它将被控量的实际值（常取负号）与被控量给定的要求值（常取正号）相比较，得到偏差的大小和符号。（3）放大元件。它能将偏差信号放大，用来推动执行元件去控制被控对象。（4）执行元件。接

20、受放大元件的输出控制信号，产生具体的控制效果，使被控制量产生预期的改变。,反馈控制系统的基本组成,被控对象控制系统 测量元件 比较元件 控制装置 放大元件 执行机构 校正装置 给定元件,反馈控制系统的组成,1-给定环节；2-比较环节；3-校正环节；4-放大环节；5-执行机构；6-被控对象；7-检测装置,闭环控制系统的结构图,返回,一、连续控制系统和离散控制系统,连续控制系统：各部分的输入和输出信号都是连续变化的模拟量，可用微分方程来描述各部分输入-输出关系的系统。离散控制系统：某一处或多处的信号以脉冲序列或数码形式传递的系统，用差分方程来描述。,1-3 自动控制系统的类型,二、线性控制系统和非

21、线性控制系统,线性系统线性微分方程、线性差分方程,均匀性（齐次性）,叠加性,叠加原理,线性系统的物理特征：,输入为u1+u2时的响应,输入为u1时的响应,输入为u2时的响应,线性系统的叠加性,非线性控制系统,典型的非线性特性,非线性系统是指组成系统的元器件中有一个以上具有非直线的静态特性的系统。非线性系统还可分为非线性时变系统与非线性定常系统。严格地说，实际上不存在线性系统，这是因为各种实际的物理系统总是具有不同程度的非线性，但只要非线性不严重，在一定范围内能用线性系统的理论和方法对待的系统都可视为线性系统。,三、恒值系统、随动系统与程序控制系统,恒值控制系统系统输入（给定信号）为一常值，控制

22、目标是使系统输出（被控量）保持恒定。如恒温、恒压、恒速等自动控制系统。,随动控制系统系统输入是随时间任意变化的函数，控制目标是使系统输出（被控量）以尽可能小的误差跟随输入量的变化，又称为跟踪系统。程序控制系统给定量按照一定的时间函数变化，如数控机床的程序控制系统，这种系统的输出量应与给定量的变化规律相同。,四、单输入-单输出系统与多输入-多输出系统,五、确定系统与不确定系统 若系统的结构和参数是确定的、预先可知的，系统的输入信号（包括给定输入和扰动）也是确定的，则可用解析式或图表确切地表示，这种系统称为确定系统。系统本身的结构和参数不确定或作用于系统的输入信号不确定时，则称这种系统为不确定系统

23、。,单输入-单输出系统的输入量和输出量各只有一个，也称为单变量系统。多输入-多输出系统的输入量和输出量个数多于一个，也称为多变量系统。,六、集中参数系统和分布参数系统 能用常微分方程描述的系统称为集中参数系统。不能用常微分方程而必须用偏微分方程描述的系统称为分布参数系统。七、定常系统和时变系统 定常系统的特点：描述系统运动的微分或差分方程，其系数均为常数；在物理上它代表结构和参数都不随时间变化的这一类系统；反映在系统特性上，系统的响应特性只取决于输入信号的形状和系统的特性，而与输入信号施加的时刻无关。时变系统的特点：由于系统的参数或结构是随时间变化的，描述系统运动的方程为时变方程；反映在特性上

24、，系统的响应特性不仅取决于输入信号的形状和系统的特性，而且还与输入信号施加的时刻有关。本课程中涉及的内容主要是单变量、集中参数、线性、定常、连续系统，同时对非线性系统及线性离散系统也作必要的阐述。,自动控制系统举例1、飞机-自动驾驶仪系统,能保持或改变飞机飞行状态的自动装置，可以稳定飞行的姿态、高度和航迹；可以操纵飞机爬高、下滑和转弯。,测量元件：测量飞机的俯仰角，当飞机以给定俯仰角水平飞行时，陀螺仪电位器没有电压输出；若俯仰角偏离期望值，电位器输出偏差信号。,工作原理：通过控制飞机的三个操纵面（升降舵、方向舵、副翼）的偏转，改变舵面的空气动力特性，形成围绕飞机质心的旋转转矩。,反馈电位器,俯

25、仰角控制系统方块图,控制任务：在任何扰动（如阵风或气流）作用下，始终保持飞机以给定俯仰角飞行。被控对象：飞机。被控量：飞机俯仰角。控制装置：垂直陀螺仪、放大器、舵机、反馈电位器。,火炮自动跟踪系统“火炮打飞机”,恒温箱控制系统,返回,当系统给定量或扰动量突然增加，输出量也应变化，如果系统没有惯性，则可瞬间达到稳态。但由于系统存在惯性，如电磁惯性、机械惯性，输出量不可能突变，则系统需一个暂态过程后达到稳态。,定义：通常当系统受到扰动或有输入量时，控制过程不会立即完成，而是有一定的延缓，就使得被控量恢复期望值或跟踪输入量有一个时间过程，称为系统的过渡过程。被控量处于相对稳定的状态称为稳态或静态。,

26、1-4 控制系统的性能要求,工程上常从稳、快、准三个方面来评价控制系统。稳：指控制系统的稳定性。快：指过渡过程的快速性。准：指过渡过程的最终精度。,1、稳定性,一个处于静止或平衡工作状态的系统，当受到任何输入（给定信号或干扰）作用后，就可能偏离原有的平衡状态。当作用消失后，系统中的状态和输出都能恢复到原来的平衡状态的系统称为稳定的系统。若作用消失后，系统中的状态和输出发生增幅振荡或单调增长现象的系统称为不稳定系统。,一、基本要求,线性自动控制系统的稳定性是由系统结构所决定的，与外界因素无关。,对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能有以下几种情况：,(a)

27、、(b)非周期振荡；(c)发散振荡；(d/e)收敛振荡；(f)等幅振荡。,稳：指控制系统的稳定性和过渡过程的平稳性,控制系统动态过程曲线,如上图所示，系统在外作用下，输出逐渐与期望值一致，则系统是稳定的，如曲线所示；反之，输出如曲线所示，则系统是不稳定的。,平稳：指过渡过程振荡的振幅和频率。,稳定性是对控制系统的最基本要求,2、快速性：指过渡过程的快速性,快速性即过渡过程进行的时间的长短。过程时间越短，说明系统快速性越好，反之说明系统响应迟钝，如曲线所示。,平稳性和快速性反映了系统过渡过程性能的好坏。既快又稳，表明系统的动态精度高。,3.准确性：理想情况下，过渡过程结束后，被控量达到的稳态值（

28、即平衡状态）应与期望值一致。实际上，系统结构、外作用形式、元件间的摩擦/间隙等非线性因素的影响-稳态值与期望值之间有误差稳态误差：指过渡过程结束后（也就是进入稳态过程后），希望的输出量与实际输出量之间的误差，是恒量系统控制精度的重要指标。稳态误差越小越好（技术指标中一般都有具体要求）,二、典型信号/典型外作用：在工程实践中，自动控制系统承受的外作用形式多种多样外作用不同 系统被控量的变化情况（即响应）各不相同 为了便于用统一的方法研究和比较控制系统的性能，通常选用几种确定性函数作为典型外作用（典型信号）,选取原则：这种函数在现场或实验室中容易得到。控制系统在这种函数作用下的性能应代表在实际工作

29、条件下的性能。这种函数的数学表达式简单，便于理论分析与计算。,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、正弦函数（确定性函数）、伪随机函数（非确定性函数）。,1）阶跃函数数学表达式,图形：表示在t=0时刻出现了幅值为R的阶跃变化，即t=0时突然加到系统上的一个幅值不变的外作用。R=1时的阶跃函数叫单位阶跃函数，常用1(t)表示。如：电源电压突然跳动、负载突然增大或减小、飞机飞行中遇到常值阵风扰动,一般来讲，阶跃输入是变化最剧烈，对系统最不利的外作用，如果系统在阶跃函数作用下能满足自动控制任务。那么，系统在其它缓慢变化的外作用下更能满足要求。所以，常选用阶跃函数作为

30、典型输入来研究系统的性能。阶跃响应的某些特征值（性能指标），可以统一评价系统的性能。总的来说，研究典型信号的最终目的还是希望实际的调节过程尽可能接近于理想的调节过程（也就是前面提出的稳定性、快速性、准确性三方面的要求）,一般常用阶跃函数作用下系统的响应特性作为评价系统动态性能指标的依据。所以阶跃函数在自动控制系统的分析中起着特别重要的作用：,2）斜坡函数（也叫速度函数）数学表达式,图形：表示在t=0时刻开始，以恒定速率R随时间而变化的函数 R=1时的速度函数叫单位速度函数。,3）脉冲函数脉冲函数数学表达式 脉冲函数是对t趋于0，求极限得到的。图形：,脉冲函数的强度通常用其面积表示。面积A=1的

31、脉冲函数称为单位脉冲函数（或函数）强度为A的脉冲函数表示为在t0 时刻出现的单位脉冲函数则表示为 但脉冲函数在现实中是不存在的，只是数学上的定义，在现实系统中常把作用时间很短，幅值很大而强度有限的一些外作用近似看作脉冲函数。既然不存在，为什么说它是重要的数学工具？,一个任何形式的外作用，可以分解成不同时刻的一系列脉冲函数之和，研究控制系统在脉冲函数下的响应特性，便可以了解系统在任意形式外作用下的响应特性。（杜哈梅积分公式）,4）正弦函数 数学表达式A为正弦函数的振幅，w=2f 为角频率，这里，初始相角=0，如果初始相角不等于0，那么正弦函数r(t)的表达式为：r(t)=Asin(wt-)图形,

32、正弦函数也是控制系统常见的一种典型外作用，很多实际的随动系统就是经常在这种正弦函数作用下工作的：如：舰船的消摆系统、稳定平台的随动系统等。更为重要的是系统在正弦函数作用下的响应，即频率响应，是自动控制理论中研究系统性能的重要依据。,返回,1.5 控制系统设计概述及设计实例工程设计概述目的：逐步确定预期系统的结构配置、设计规范、关键参数，以满足实际的需求。主要步骤：1）确立系统目标；2）确定控制变量；3）明确系统精度指标；4）调节参数以达到期望的系统性能（反复调节）。,设计示例1：胰岛素注射控制系统（药物自动注射系统：调节血压、血糖、心率等）又称持续皮下胰岛素输注（CSII），是一种计算机控制的

33、、可连续微量注射胰岛素的蠕动泵，可以模拟人体生理胰岛素分泌的一种胰岛素输注系统。按结构不同可分为闭环式和开环式。开环式泵是比较简单的装置，没有血糖传感系统，需要自己监测血糖和设定胰岛素剂量。闭环式泵由血糖感应器、反馈调节系统和胰岛素输注器三部分组成，可根据血糖来不断调节胰岛素的量，从而将血糖控制在一个稳定的范围内。,1）确立控制目标：设计一个能调节糖尿病人血糖浓度的系统 2）确定要控制的系统变量：血糖浓度 3）控制系统设计指标：使病人的血糖浓度严格逼近（跟踪）健康人的血糖浓度 4）给出系统初步结构配置：,（b）血糖控制的闭环系统,（a）血糖控制的开环系统（无反馈）,1.自动控制的一般概念 基本控制方式 控制系统的基本组成 控制系统的分类 对控制系统的要求2.要求掌握的知识点 负反馈控制系统的特点及原理 由系统工作原理图绘制方框图,小 结,P19,1-2,1-7.(1),非线性时变系统,线性定常系统,线性时变系统,非线性时变系统,线性定常系统,非线性定常系统,