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二、自动控制系统的基本构成及控制方式 1．开环控制 有顺向作用而无反向联系. 不同的被控对象和不同的控制装置构成了不同的控制系统，所以自动控制系统的种类是很多的。自动控制系统一般有两种基本控制方式. 开环控制 控制装置与受控对象之间只 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 例 转台速度开环控制系统 转台 电机 电源和放 大装置 速度设置 系统组成： 由图可见： 速度设置信号通过功率放大以后，提供给电动机驱动电源，电动机带动转台旋转。 由于被控制量速度没有反馈到输入端与给定信号比较,为开环控制系统。 系统结构图: 给定速度 实际转速 放大器 直流电动机 转台 这种转台在C D 机、计算机磁盘驱动器等许多现代装置中广泛应用. 开环控制的特点： 结构和控制简单，抗扰能力差，控制精度低，一般用于对控制性能要求不高的场合。 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 2．闭环控制 闭环控制: 闭环控制又称为反馈控制或按偏差控制。 控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，还有反向联系。 例 转台速度闭环控制系统 系统中增加了测速发电机作为反馈装置 测出电动机的速度反馈给控制器。 与给定信号比较产生偏差电压，经过功率放大后对电动机的速度进行闭环控制. 当速度受扰动发生变化时，偏差电压也随之变化，通过闭环调节能消除干扰。 系统结构图 测速机 偏差 预期速度 实际转速 放大器 _ 直流电动机 转台 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 例 直流调速系统 直流电机 测速发电机 电源和控制装置 负载 系统组成： Un Uf 输入 反馈电压 e=Un-Uf 转速取决于： n 输出 电枢电压 Ud Ud=Ke 当干扰引起转速变化时，系统自动调整： n↓ →Uf↓ →e↑ →Ud↑ →n↑ 系统结构图 测速机 un uf e ud n _ 放大器 直流电动机 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 （3）能减小或消除由扰动形成的偏差，具有较高的控制精度和较强的抗扰能力。 通过以上的实例分析可得出闭环控制系统具有的特点： （1）系统的控制信号是给定值与反馈量的差值，故称为按偏差控制或反馈控制。 （2）闭环系统有两种传输通道：前向通道和反馈通道。 自动控制原理中主要讨论闭环控制系统。 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 3．复合控制 测量出外部作用，形成与外部作用相反的控制量与外部作用共同使被控量基本不受影响。 前馈补偿控制 复合控制具有两种基本形式. 前馈补偿控制： 复合控制： 反馈控制 + 在外部作用下，由系统被控制量的变化产生调节和控制作用。 反馈控制： 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 (a) 按输入前馈补偿的复合控制 给定值 被控制量 _ 检测元件 控制器 前馈通道 受控对象 前馈补偿控制 反馈控制 主通道 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 (b) 按扰动前馈补偿的复合控制 给定值 被控制量 _ 检测元件 控制器 受控对象 前馈补偿控制 反馈控制 主通道 前馈通道 扰动 1.2 自动控制的基本原理及系统构成 1、有无反馈环节 自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种 2、信号类型 1.3　控制系统的分类 连续系统： 系统中各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量。 离散系统： 系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，如脉冲或数码信号。 若系统中既有模拟量也有离散信号，则又可称之为采样系统。 1.3　控制系统的分类 3、变量数量 4、控制量的变化规律 恒值系统： 系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服扰动，使被控量保持恒值。 1.3　控制系统的分类 例如：电机速度控制、恒温、恒压、水位控制系统等。 随动系统： 系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值变化。 如：火炮自动跟踪系统、轮舵位置控制系统等。 1.3　控制系统的分类 程序控制系统： 系统的给定值按照一定的时间函数变化，并要求被控量随之变化。 例如： 机械手 1.3　控制系统的分类 5、系统本身的动态特性 定常系统: 系统数学模型微分方程的系数不是时间变量的函数。 否则称为时变系统。 若系统微分方程的系数为常数，则称之为线性定常系统。此类系统为本书主要讨论对象。 6、控制方法 1.3　控制系统的分类 1.4 对控制系统的基本要求 稳定性 快速性 准确性 1.稳定性