第一章、自动控制系统绪论.ppt

第二节 自动控制系统的组成 自动控制系统组成方框图 扰动 调节阀 控制器 执行器 受控对象 测量、变送元件 给定值 被控量 操作值 偏差值 反馈值 　　　　　　　　　　 　 调节器(杠杆) 执行器 调节阀 水箱 变送器(浮球) + - 例 水箱水位控制系统 测量水位 偏 差 量 控 制 量 调 节 位 移 进 水 量 实 际 水 位 设 定 水 位 第三节　自动控制系统的分类 设定器 控制器 被控对象 扰动 被控量 设定器 被控过程 传感器 控制器 1 按系统环节连接形式分类 闭环控制系统 : 开环控制系统： 开环控制系统与闭环控制系统 开环控制系统特点： 1. 信号从输入到输出无反馈,单向传递. 2. 控制精度不高,无法抑制扰动. 闭环控制系统特点: 1. 有反馈回路; 2. 控制精度高,自动纠偏 2 按控制依据信号性质分类 控制器 控制器 被控过程 控制器 被控过程 控制器 被控过程 反馈控制系统 前馈控制系统 前馈---反馈 控制系统 闭环控制系统与反馈控制系统的关系 闭环控制系统:系统输出信号与输入端之间存在反馈回路的系统。 闭环控制系统也叫反馈控制系统。“闭环”即应用反馈作用来减小系统误差。 前馈---反馈控制系统 前馈---反馈控制系统 即复合控制系统 复合控制:闭环控制和开环控制结合的一种方式。它是在闭环控制等基础上增加一个干扰信号的补偿控制，以提高控制系统的抗干扰能力。 增加干扰信号的补偿控制作用，可以在干扰对被控量产生不利影响同时及时提供控制作用以抵消此不利影响。纯闭环控制则要等待该不利影响反映到被控信号之后才引起控制作用，对干扰的反应较慢。 恒值控制系统（或称自动调节系统） 特点：输入信号是一个恒定的数值。恒值控制系统主要研究各种干扰对系统输出的影响以及如何克服这些干扰 随动控制系统（或称伺服系统） 特点：输入信号是一个未知函数，要求输出量跟随给定量变化。 程序控制系统 特点：输入信号是一个已知的时间函数，系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现。 3 按给定值变化规律分类 4 按系统特性分类 线性控制系统 输入与输出成正比，可用叠加原理 用线性数学模型描述 非线性控制系统 输入与输出不成正比，不可用叠加原理 用非线性数学模型描述 非线性系统:在构成系统的环节中有一个或一个以上的非线性环节 典型非线性特性:饱和特性、死区性、间隙特性、继电特性、磁滞特性等。 5 按变量的时间特性分类 1。连续时间控制系统 系统各部分的信号是模拟的连续函数 例：工业中普遍采用的常规控制仪表PID调节器控制的系统 2。离散时间控制系统 系统的某一处或几处，信号以脉冲序列或数码的形式传递的控制系统 例 计算机控制系统 第四节 自动控制系统性能要求 目的、要求: 掌握系统性能分析方法,系统的性能要求 重点: 概念:动态特性,静态特性, 衰减振荡过程,单调过程 第四节 自动控制系统性能要求 典型试验信号 阶跃信号 系统性能分析方法 动态特性分析 稳态特性分析 阶跃信号（Step Function） 阶跃信号是最常用系统性能测试信号 时间 r(t) R -----单位阶跃 函 数