在这种控制方式中，需要控制的是控制对象的被控量，而测量的是破坏系统正常运行的
扰动。这种扰动大多数情况下是属于系统的负载，如上面液位控制系统、指的是输出液体的
流量。本方式利用扰动信号产生控制作用，以补偿扰动对被控制量的影响K8凯发国际。但是扰动经测
为了保持 Ｈ 不变必需人为地控制阀门 Ｖ２ 的开度来改变输入液体的流量明细栏，以维持液面高度 Ｈ 不
变。但是液位 Ｈ 的变化却不会自动使阀门 Ｖ２ 开度发生变化，也就是说系统的输出量（液面高
闭环控制是指控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制过程，即控制系
统的输出量对系统的控制作用有影响工况系数，这种影响称为“反馈”。闭环控制是自动控制系统工
作的主要方式。用它可以实现准确的控制，例如在上述液位控制系统中如果加上一个液位 Ｈ
的自动测量与比较装置，如图 １－２ 所示那样，那么，阀门 Ｖ１ 开度变化引起输出液体流量和液
自动控制作为一门工程科学己广泛地应用于工农业生产、交通运输以及国防建设中，从 简单的家用电器到复杂的机器人，从船舶操纵到宇宙航行都离不开自动控制。特别是本世纪 ８０ 年代以来，微计算机技术的迅猛发展使自动控制如虎添翼，在应用上得到飞跃。随着生产 的发展，自动控制理论经历了从经典控制理论到现代控制理论这两个发展阶段。目前智能控 制的各个分支，如适应式控制、模糊控制、神经元网络控制以及遗传算法等，正逐步在新型 的控制系统中得到应用。 经典控制理论从本世纪 ３０ 年代的奈魁斯特稳定性理论开始，发展了 ３０ 年已基本成熟。 ６０ 年代后至今的 ３０ 多年是现代控制理论的形成和发展阶段。 经典控制理论以传递函数法为基础，研究单输入、单输出自动控制系统的性能和设计方 法。现代控制理论则是以状态空间法为基础，研究多输入模糊评价、多输出或变参数、非线性等复杂 控制系统的性能和设计方法，它是在经典控制理论的基础上发展起来的。本书主要涉及经典 控制理论，对现代控制理论的状态空间法仅作简单的介绍。 所谓自动控制，是指在没有人参与的情况下利用控制器使被控制对象（指生产设备或生 产过程）自动地按 预定的规律运行。例如使锅炉中水位和压力保持在一定的数值范围内；船 舶的舵角按发出的舵令变化；柴油机的起动按设定的程序进行等，都是应用自动控制技术的 结果。自动控制理论就是研究这些自动控制系统共同规律的一门技术科学。经典控制理论中 最重要的部分是以反馈理论为基础的自动控制原理，这是本教材的主要内容，它为后续课程 即轮机自动化奠定了必要的理论基础。
闭环系统，需要控制的是控制对象中的被控量木锉，而需要测量的是被控量与给定值之间的偏 差图纸幅面。因此不论这种偏差是由扰动造成的还是由于结构参数的变化引起的，只要被控量出现偏 差，系统便自行纠偏。显然，这种系统从原理上提供了实现高精度控制的可能性。在闭环控 制系统中，控制信号往复循环，沿前向通道和反馈通道闭路不断传送，所以按偏差控制的系 统又称反馈控制系统。这是自动控制系统中最基本的系统粉末合金，在工程中包括在船舶及其机械上 得到了最广泛的应用。例如船舶主机的冷却水和滑油的温度控制系统，船舶锅炉中蒸汽压力 和液位控制系统，船舶发电机的频率控制系统和按偏差控制的自动电压调整系统等。 ３．复合控制系统 反馈控制只有在出现偏差后才能产生控制作用，因此系统在受到强烈扰动后，在控制过 程中，被控量可能有较大的波动。为了提高系统的快速性与精度，除了主反馈回路外，宜采 用设置在主回路以外前置滤波或扰动补偿装置，这种开环与闭环组合的系统称为复合控制系 统，如图 １－３ 所示。
量、运算至执行部件再到控制对象都是单向传递，所以也属开环控制。由于对扰动进行了补
偿，因而扰动引起被控制量的变化可以减少甚至消除，但是对于那些不可测的扰动以及控制
对象和各功能部件内部参数变化给被控量造成的影响，系统自身无法控制。在船舶轮机系统
中最典型的扰动补偿控制是船舶电站中同步发电机的不可控相复励自动电压调整系统，该电
位变化时，通过对液位的测量和比较螺杆，可得到实际液位与结定值的偏差，这个偏差信号通过
从而把液位又调整 到原来的高度。当 然这种调整需要一 个过程和一定的时 间，一般这个时间
度）对系统的控制作用（输入液体流量）没有任何影响。在开环系统中，系统的输出量没有
反馈回来与输入量进行比较。开环控制中对于被控系统的每一个输人信号必有一个系统的固
定的工作状态和输出量与之对应，如上述液位系统，如果输入流量一定，液位高度就有一个
固定值与之对应。因此，开环系统就无法减小或消除由于扰动（上例中的液体输出流量）的
压调整系统被控量是发电机的端电压，但测量的是发电机的负载（即负载电流的数值以及相
位）。当负载电流增大时或者其功率因数（即相位）降低时，会使发电机的端电压降低。相
复励自动调压系统通过对负载电流大小与相位的测量、运算以及变换，使发电机的励磁电流
机构成，视控制对象的特点及对控制系统的性能要求而定。自动控制系统按结构可分成三
这种控制方式的原理是：需要控制的是控制对象的输出量，而测量的只是给定值，从给
定值到输出量是单向传递，如上述的液位控制系统清洁剂，这种控制方式显然有较大的缺陷：当控
制对象或控制器受到扰动时偏心轴，或工作过程中特性参数发生变化时，会导致被控制量（即系统
对控制对象的工作状态能进行自动控制的系统称为自动控制系统，它一般由控制器和控
制对象组成。控制对象是指要求加以自动控制的生产装备或生产过程，例如船舶、柴油机、
发电机、锅炉或热力芦程、化工生产过程等，而控制器是指对控制对象的运行起控制作用的
装置，这些控制器可以是机械式、液压式、气动式、电动式、电子式或者由一台或多台计算
