自動控制系統(tǒng)及應(yīng)用第1章：自動控制系統(tǒng)的一般概念

1、http:/ 自動控制的含義自動控制的含義 n1.2 自動控制系統(tǒng)的基本原理自動控制系統(tǒng)的基本原理 n1.3 自動控制系統(tǒng)的基本組成自動控制系統(tǒng)的基本組成 n1.4 自動控制系統(tǒng)的基本類型自動控制系統(tǒng)的基本類型 n1.5 對自動控制系統(tǒng)的基本要求對自動控制系統(tǒng)的基本要求 http:/ http:/ 自動控制系統(tǒng)的基本原理自動控制系統(tǒng)的基本原理 u1.2.2 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng) http:/ 電爐箱恒溫自動控制系統(tǒng)220v熱電偶 （ c）工件ft-st+加熱電阻絲電爐sma給定電位器放大器功率放大器電壓直流伺服電動機圖1.1 電爐箱恒溫自動控制系統(tǒng)http:/

2、值上。值上。n這種基于反饋基礎(chǔ)上的這種基于反饋基礎(chǔ)上的“檢測偏差用以糾正偏差檢測偏差用以糾正偏差”的控制原理稱為反饋控制原理。的控制原理稱為反饋控制原理。n我們還可舉出許多的例子。盡管不同的系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的裝置各不相同，但反饋控制的我們還可舉出許多的例子。盡管不同的系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的裝置各不相同，但反饋控制的原理卻是相同的。反饋控制是實現(xiàn)自動控制的最基本的方法，并得到了廣泛應(yīng)用。它不僅原理卻是相同的。反饋控制是實現(xiàn)自動控制的最基本的方法，并得到了廣泛應(yīng)用。它不僅可以實現(xiàn)對物理量的恒值控制，而且還可以實現(xiàn)被控制量復(fù)現(xiàn)控制量的變化規(guī)律的隨動控可以實現(xiàn)對物理量的恒值控制，而且還可以實現(xiàn)被控制量復(fù)現(xiàn)

3、控制量的變化規(guī)律的隨動控制。制。http:/ 電爐箱恒溫控制系統(tǒng)職能方塊圖ft+-st電壓功率放大器a電動機減速器調(diào)壓器電爐散熱工件增、減r熱電偶圖1.2 電爐箱恒溫控制系統(tǒng)職能方塊圖http:/ 開環(huán)控制系統(tǒng)n如果系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響時，如果系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響時，這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。圖這樣的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。圖1.3為一開環(huán)速度控制系統(tǒng)。它根據(jù)控制信號的大小和為一開環(huán)速度控制系統(tǒng)。它根據(jù)控制信號的大小和方向來控制負(fù)載轉(zhuǎn)速的大小和方向。原理很簡單，控制信號通過放大器放大，輸出一電流

4、方向來控制負(fù)載轉(zhuǎn)速的大小和方向。原理很簡單，控制信號通過放大器放大，輸出一電流給伺服閥，伺服閥則供給一定流量的壓力油給液壓馬達，帶動負(fù)載以一定的轉(zhuǎn)速運動。這給伺服閥，伺服閥則供給一定流量的壓力油給液壓馬達，帶動負(fù)載以一定的轉(zhuǎn)速運動。這個系統(tǒng)對被控量個系統(tǒng)對被控量(轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速)不進行任何檢測，因為沒有反饋也就談不上跟控制量進行比較，以不進行任何檢測，因為沒有反饋也就談不上跟控制量進行比較，以產(chǎn)生偏差來對系統(tǒng)進行再控制了。它僅是根據(jù)控制信號對轉(zhuǎn)速加以控制的。因此，開環(huán)控產(chǎn)生偏差來對系統(tǒng)進行再控制了。它僅是根據(jù)控制信號對轉(zhuǎn)速加以控制的。因此，開環(huán)控制系統(tǒng)的精度主要取決于系統(tǒng)的校正精度，取決于在工作過程

5、中保持校正值以及組成系統(tǒng)制系統(tǒng)的精度主要取決于系統(tǒng)的校正精度，取決于在工作過程中保持校正值以及組成系統(tǒng)的元件特性和參數(shù)值的穩(wěn)定程度。的元件特性和參數(shù)值的穩(wěn)定程度。n一旦系統(tǒng)受到擾動作用，如圖一旦系統(tǒng)受到擾動作用，如圖1.3所示的系統(tǒng)當(dāng)負(fù)載力矩增加時，由于閥的流量隨負(fù)載壓所示的系統(tǒng)當(dāng)負(fù)載力矩增加時，由于閥的流量隨負(fù)載壓力的增加而減小，以及液壓系統(tǒng)內(nèi)漏損增加等原因，就會造成液壓馬達轉(zhuǎn)速的降低。因為力的增加而減小，以及液壓系統(tǒng)內(nèi)漏損增加等原因，就會造成液壓馬達轉(zhuǎn)速的降低。因為沒有反饋比較，系統(tǒng)不具備糾偏的能力，因此，使開環(huán)系統(tǒng)的精度降低。對擾動造成的誤沒有反饋比較，系統(tǒng)不具備糾偏的能力，因此，使開環(huán)

6、系統(tǒng)的精度降低。對擾動造成的誤差無法自動補償。但是開環(huán)系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。一般說來，當(dāng)系統(tǒng)控制量差無法自動補償。但是開環(huán)系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。一般說來，當(dāng)系統(tǒng)控制量的變化規(guī)律能預(yù)先確知，并且對系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的擾動可以做到有效抑制時，采用開環(huán)控的變化規(guī)律能預(yù)先確知，并且對系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的擾動可以做到有效抑制時，采用開環(huán)控制系統(tǒng)有其優(yōu)越性。當(dāng)無法預(yù)計的擾動因素使被控制量產(chǎn)生的偏離超過允許限度時，開環(huán)制系統(tǒng)有其優(yōu)越性。當(dāng)無法預(yù)計的擾動因素使被控制量產(chǎn)生的偏離超過允許限度時，開環(huán)控制系統(tǒng)便無法勝任了，這時就應(yīng)考慮采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)便無法勝任了，這時就應(yīng)考慮采用閉環(huán)控制系統(tǒng)

7、。http:/ http:/ 開環(huán)速度控制系統(tǒng)放大器電液伺服閥馬達液壓負(fù)載放大器控制信號控制信號電液伺服閥液壓馬達負(fù)載srr(a)系統(tǒng)原理圖 (b)系統(tǒng)方塊圖(a) 系統(tǒng)原理圖http:/ 開環(huán)速度控制系統(tǒng)放大器電液伺服閥馬達液壓負(fù)載放大器控制信號控制信號電液伺服閥液壓馬達負(fù)載srr(a)系統(tǒng)原理圖 (b)系統(tǒng)方塊圖圖1.3 開環(huán)速度控制系統(tǒng)http:/ 閉環(huán)速度控制系統(tǒng)(a)系統(tǒng)原理圖 (b)系統(tǒng)方塊圖lb(a) 系統(tǒng)原理圖http:/ 閉環(huán)速度控制系統(tǒng)(a)系統(tǒng)原理圖 (b)系統(tǒng)方塊圖lb(b)系統(tǒng)方塊圖圖1.4 閉環(huán)速度控制系統(tǒng)http:/ n一般說來，盡管自動控制系統(tǒng)的控制任務(wù)各不相同

8、，以及所使用元件結(jié)構(gòu)和能源形式均有所不同，但一般說來，盡管自動控制系統(tǒng)的控制任務(wù)各不相同，以及所使用元件結(jié)構(gòu)和能源形式均有所不同，但就其信號的傳遞、變換的職能來說，都可抽象成圖就其信號的傳遞、變換的職能來說，都可抽象成圖1.5所示的職能方所示的職能方 塊圖。塊圖。http:/ 自動控制系統(tǒng)的職能方塊圖-+校正串聯(lián)元件給定換元件放大變元件執(zhí)行對象控制擾動（輸出信號）被控制量局部反饋校正反饋環(huán)節(jié)反饋主反饋反饋信號（輸入信號）控制量元件比較偏差信號圖1.5 自動控制系統(tǒng)的職能方塊圖http:/ 按照輸入量的變化規(guī)律來分按照輸入量的變化規(guī)律來分 u1.4.2 按照系統(tǒng)傳遞信號對時間的關(guān)系來分按照系統(tǒng)傳遞信號對時間的關(guān)系來分 u1.4.3 按照系統(tǒng)輸出量和輸入量的關(guān)系來分按照系統(tǒng)輸出量和輸入量的關(guān)系來分 http