孫炳達(dá)版《自動控制原理》自動控制系統(tǒng)的基本概

1、自動控制原理第一章 自動控制系統(tǒng)的基本概念1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成典型閉環(huán)系統(tǒng)框圖1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成基本組成環(huán)節(jié)（元部件）：（1）控制對象：進(jìn)行控制的設(shè)備或過程。（工作機(jī)械）（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接作用于控制對象。（電動機(jī)）（3）檢測裝置：用來檢測被控量，并將其轉(zhuǎn)換成與給定量相同的物理量（測速發(fā)電機(jī)）（4）中間環(huán)節(jié)：一般指放大元件。（放大器，可控硅整流功放）（5）給定環(huán)節(jié)：設(shè)定被控量的給定值。（電位器）（6）比較環(huán)節(jié)：將所測的被控量與給定量比較，確定兩者偏差量。（7）校正環(huán)節(jié)：

2、用于改善系統(tǒng)性能。校正環(huán)節(jié)可加于偏差信號與輸出信號之間的通道內(nèi)，也可加于某一局部反饋通道內(nèi)。前者稱為串聯(lián)校正，后者稱為并聯(lián)校正或反饋校正。1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成 前向通道：信號從輸入端沿箭頭方向到達(dá)系統(tǒng)輸出端的傳輸通道，又稱正向通道。 反饋通道：又可分為主反饋通道和局部反饋通道。系統(tǒng)輸出量經(jīng)由 測量裝置反饋到系統(tǒng)輸入端的傳輸通道，或簡稱系統(tǒng)輸出量與輸入量間的反饋通道，稱為主反饋通道。局部部件間反饋通道，稱為局部反饋通道。 單回路系統(tǒng)：只有一個(主)反饋通道的系統(tǒng)。 多回路系統(tǒng)：有二個以上反饋通道的系統(tǒng)。注意： 反饋有正、負(fù)之分。反饋信號的極性與輸入信號的極性相反，

3、從而產(chǎn)生一偏差信號的反饋方式，稱負(fù)反饋；反饋信號的極性與輸入信號的極性相同，稱正反饋，正反饋方式只可能在局部反饋中采用；所有閉環(huán)系統(tǒng)，都是負(fù)反饋控制系統(tǒng)。1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成例：電動機(jī)速度控制系統(tǒng)根據(jù)圖所示的電動機(jī)速度控制系統(tǒng)工作原理圖，完成：將a，b，c，d用線連接成負(fù)反饋方式；(2) 畫出系統(tǒng)框圖。1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成解（1）負(fù)反饋連接方式應(yīng)為： , 相連。 da cb 因?yàn)?，放大器輸入端的電壓?yīng)為給定電壓與反饋電壓兩者之差才產(chǎn)生偏差電壓。根據(jù)基爾霍夫回路電壓定律，應(yīng)a接d ，b接c 。1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系

4、統(tǒng)的基本組成首先，系統(tǒng)中的每個部件各用一方框表示，各方框內(nèi)寫入該部件的名稱；然后，根據(jù)系統(tǒng)信號的流向，方塊間用帶箭頭的信號線連接，如圖所示。 1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成例：工業(yè)爐溫自動控制系統(tǒng)(1)分析系統(tǒng)的工作原理，指出被控對象、被控量和給定量；(2) 畫出系統(tǒng)方框圖。1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成 爐子的實(shí)際溫度用熱電偶測量，經(jīng)放大后輸出電壓為 ，并作為系統(tǒng)的反饋電壓與給定電壓 進(jìn)行比較，得出偏差電壓 ，經(jīng)電壓放大器、功率放大器放大后，作為電動機(jī)的電樞電壓驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。furueu工作原理分析加熱爐采用的是電加熱的方式。由可知，電熱器產(chǎn)生的熱

5、量與調(diào)壓器輸出電壓的平方成正比，而調(diào)壓器輸出電壓的高低與調(diào)壓器滑動觸點(diǎn)的位置有關(guān)，而該滑動觸點(diǎn)由可逆轉(zhuǎn)的直流電動機(jī)驅(qū)動。1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成 當(dāng)加熱爐達(dá)熱平衡時，反饋電壓與給定電壓相等，偏差電壓為零，可逆電動機(jī)不轉(zhuǎn)動， 調(diào)壓器的滑動觸點(diǎn)停留在某個合適的位置上，加熱電壓不變，溫度保持恒定的期望值。 當(dāng)爐膛溫度由于某種原因變化時， 偏差電壓不 為0， 電動機(jī)的電樞電壓也不為0，電動機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動滑動觸點(diǎn)上移或下移，使加熱電壓變化，使?fàn)t膛溫度變化，直至爐膛溫度的實(shí)際值等于期望值為止。工作原理分析1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成系統(tǒng)中，加熱爐是被控對象，爐溫是被控量，給定量是由給定電位器設(shè)定的電