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自动控制实验讲义 第一讲 前言 第一节 本课程内容 自动控制技术是当代最活跃、发展最快的学科之一，是由控制理论、自动化技术工具及控制系统实验三部分组成，控制系统实验在自动化实践中占有十分重要的地位。 一般来说，设计一个自动控制系统，要经过以下几个步骤： 1、 确定任务与悼念所有可能的资料； 2、 建立数学模型； 3、 性能分析，如稳定性、可控性、可观测性等； 4、 选定控制规律(或称策略)，亦称综合问题； 5、 进行仿真(模拟)实验； 6、 修改与调整设计，建立实际系统； 7、 调查与试运行 上述步骤，总的来说涉及三个方面的问题， 即： 1、控制理论； 2、自动化技术工具； 3、控制系统实验。 控制理论是构造控制系统的理论基础，自动化技术工具是构造控制系统的物质保证，控制实验则是开发和研究控制系统性能必不可少的手段。 本课程即介绍自控实验的一些方法，并主要通过动手来体会。 控制系统实验包括静态实验与动态实验。 静态实验：在控制系统静态下各种性能参数的测试与调试。 动态实验：控制系统对输入信号的响应特性以及动态参数的测试与调整。 例： 过渡过程品质的测试， 特性测试，时间常数的测试，实物仿真等。 本课程在同学们已有控制理论的基础的前提下，介绍一下自动化工具的概况，并介绍对象特性的 测定法，PID参数的实验整合方法，然后是进行实验。 1、 小动率随动系统实验； 2、 数字随动系统实验； 3、 电阻炉设备控制系统实验。 第二节 本课程要求 1、成绩评定 实验及实验报告 60% 自动控制系统设计 40% 2、实验前预习准备 3、实验过程 4、实验报告 16开纸 第一章 第1节 自动化技术工具概述 自动化技术工具是构造控制系统的物质保证，这几十年发展极为迅速，已形成了完整的产品体系。每个从事自动控制工作的技术人员，都应掌握尽可能多的造化技术工具，以便合理地选择和正确地使用它们，组成经济可靠、性能优良的自动控制系统。 例： 去广州 控制理论 路线 自动化技术工具 交通工具 自控实验 交通工具的使用方法 传真器，检测机构 SeNsor 自动化技术工具 控制器 CONTROLLER 执行机构 Sercosyseten 一、传感器(检测机构) 1.测量角度 电位器、机、变压器、光电磁盘 2．测量转速：测过电机 3．测温：热电，热敛电阻， 4．测压力：弹性式、平衡式、固体式。 5．测量：节资式、容积式、涡轮式、电磁式、超声波式 6．液：浮力式、静压式、电容式、超声波式。 7．成分：队值、含氧量。 8．擦伤：Y—X—超声波。 二、执行机构： 1． 气动执行器 2． 液压执行器 3． 电动执行器 三、控制器（调节器Controller） 1．电动单元组合仪表 我国生产的电动单元组合仪表，到目前为止，已有了三代产品，它们分别为： DDZ-Ⅰ：六十年代中期生产的以电子管与磁放大器为主。 DDZ-Ⅱ：七十年代初开始，以晶体管为主。 DDZ-Ⅲ：八十年代初开始，以线性集成电路为主，具有安全火花防爆性能。 DDZ—电（Dian）单（Dan），组（Zu）。 单元组合仪表必须要统一的联络信号 DDZ-Ⅰ，DDZ-Ⅱ中采用0～10mA DDZ-Ⅲ采用国际统一标准（IEC） 4～20mADC 1～5VDC 仪表的基本技术指标 1）精确度 模拟式仪表的合理精确度，应该以测量范围中最大的绝对误差和仪表的测量范围之比来衡量，这种比值称为（相对于）的百分误差。 例：某设计的刻度由-50℃～+150，最大误差不超过3℃，则其相对百分百分误差为： 仪表工业规定，去年上式中相对百分误差“%”，为仪表精致 ，如0.1级，0.2级，0.5级，1.0级，1.5级，2.5级。 2)灵敏度和灵敏阀值分解力限 灵敏度表示测量仪表对被测参数的敏感程度，常以仪表输出，例如指示装置的直线位移或角位移与引起此位移的被测参数变化量之比来表示，即 式中 =仪表指示装置的直线位移或角位移。 =被测参数的变化值。 灵敏限：指仪表能感受并发生动作的输入量的最小值。 3)变差 在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测参量反复测量(正行程和反行程时)所产生的最大差值与测量范围之比称为变差。 2、可编程控制器(PLC) Program mable Logical Contoller 可编程控制器是采用微