东南大学成贤学院自动控制原ppt(程鹏主编第二版)第一章东南大学成贤学院自动控制原理ppt(程鹏主编第二版)第一章东南大学成贤学院自动控制原理ppt(程鹏主编第二版)第一章东南大学成贤学院自动控制原理ppt(程鹏主编第二版)第一章.ppt

* 由于被控对象的具体情况不同，各系统对稳、快、准的要求各有侧重。而且对同一系统，稳、快、准的要求常常是相互制约的。过分提高过程的快速性，可能会引起系统强烈的振荡，而过分追求稳定性，又可能使系统反应迟缓，最终导致准确性变坏。如何分析和解决这些矛盾，将是本学科研究的主要内容。 对于偏差始终存在的系统 准确性：希望放大环节的放大系数大 平稳性：希望放大环节的放大系数小 * 1、通过自动控制系统的实例了解自动控制的定义，并了解控制对象，系统输入量、被控量、控制装置以及控制系统等概念。 2、控制系统按是否存在反馈分为开环控制系统和闭环控制系统。闭环控制系统即反馈控制系统，其主要特点是系统输出量经测量后返送到系统输入端构成闭环，并由偏差产生控制作用使被控量朝减少偏差，消除偏差的方向运动。因而有较高的控制精度。 3、根据控制系统的工作原理及各元件信号的传送方向，可画出控制系统的方块图。方块图是分析控制系统的基础。 本章小结 * 4、自控系统有各种分类方法。若按系统给定输入信号的时间特性进行分类，可分为恒值系统，随动系统和程序控制系统。 5、对自控系统的基本要求：系统必须是稳定的；系统的稳态控制精度要高，即稳态误差要小；系统的动态性能要好，即系统的单位阶跃响应过程要平稳，响应过程要快。 * * 1.2.2 闭环控制系统 电 压 放大器 功 率 放大器 Mc 负载 n 电动机 + _ + _ + _ uf 电位器 测速发电机 + _ ue= ug-uf 偏差 * 直流电动机转速闭环控制系统方块图 设上述系统原已在某个给定电压ug相对于的转速n状态下运行，若一旦受到某些干扰（如负载转矩突然增大）而引起转速下降时，系统就会自动地产生相应的调整过程。 偏差始终存在 正反馈不能进行控制，会使系统的偏差越来越大。 Mc↑→n↓→uf↓→ue（ ue = ug - uf ）↑→ua↑→n↑ n 电 压 放大器 ue 输 入 量 Mc 扰动 输 出 量 功 率 放大器 直 流 电动机 ＋ ug ua 测 速 发电机 uf － * 闭环控制系统（Close-Loop Control System）又称反馈控制系统（Feedback Control System），是在闭环控制系统中，把输出量检测出来，经过物理量的转换，再反馈到输入端去与给定值（参考输入）进行比较（相减），并利用比较后的偏差信号，以一定的控制规律产生控制作用，抑制内部或外部扰动对输出量的影响，逐步减小以至消除这一偏差，从而实现要求的控制性能。 * 闭环控制的优点——抑制扰动能力强，与开环控制相比，对参数变化不敏感，并能获得满意的动态特性和控制精度。 闭环控制的缺点——引入反馈增加了系统的复杂性，如果闭环系统参数的选取不适当，系统可能会产生振荡，甚至系统失稳而无法正常工作，这是自动控制理论和系统设计必须解决的重要问题。 自动控制理论主要研究闭环控制系统 * 结论： 通过检测、比较得到偏差，由偏差产生控制作用，由控制作用使偏差减少或消除的原理就是自动控制原理也称反馈控制原理。（负反馈） * 1.3 自动控制系统的组成 * 1.3.1 基本组成部分 输入量 串联 校正元件 放大 元件 执行 元件 被控 对象 扰动 并联 校正元件 反馈元件 输出量 比较 元件 e(t) 偏差 信号 主反馈信号b(t) 测量反馈元件 主反馈 局部反馈 ＋ ＋ － － 给定 元件 * 被控对象（或过程）——又称控制对象或受控对象，指需要对它的某个特定的量进行控制的设备或过程。被控对象的输出变量是被控变量，常常记作输出信号或输出量。被控对象除了受到控制作用外，还受到外部扰动作用。 给定元件——其作用是给出与期望的输出相对应的系统输入量，是一类产生系统控制指令的装置。 测量反馈元件——如传感器和测量仪表，感受或测量被控变量的值并把它变换为与输入量同一物理量后，再反馈到输入端以作比较。 * 比较元件——比较输入信号与反馈信号，以产生反映两者差值的偏差信号。 放大元件——将微弱的信号作线性放大。 校正元件——也叫补偿元件，它是按某种函数规律变换控制信号，以利于改善系统的动态品质或静态性能。 执行元件——根据偏差信号的性质执行相应的控制作用，以便使被控制量按期望值变化。如电动机、气动控制阀等。 * 自动控制系统：是由被控对象和自动控制装置按一定方式联结起来的，以完成某种自动控制任务的有机整体。 输入信号：系统的输入信号是指参考输入，又称给定量或给定值，它是控制着输出量变化规律的指令信号。 输出信号：系统的输出信号是指被控对象中要求按一定规律变化的物理量，又称被控量，它与输入量之间保持