自动控制系统的基本概念.ppt

. 4.自动控制系统结构 反馈通道，前向通道，闭环，开环 输入变量：扰动输入d，给定输入r（参考输入） 输出变量c， 广义被控对象 + 控制器 自动控制系统的构成： 控制器 测量变送器 给定输入 执行器 被控对象 扰动输入 输出 测量值 自动控制装置 + 被控对象 几个概念 被控制量c： 　　在控制系统中．按规定的任务需要加以控制的物理量。 控制量u： 　　作为被控制量的控制指令而加给系统的输入量．也称控制输入。 扰动量d： 　　干扰或破坏系统按预定规律运行的输入量，也称扰动输入。 自动控制系统的特点 存在反馈，输出量参与控制，基于偏差进行控制 反馈（偏差、闭环）控制系统 5. 控制系统方框图 用方框和箭头表示的控制系统元件作用图 输出量 环节名称 (或特性) 输入量 (a) (-) e=r-b r (+) (-) b (b) r e=r-b b 或 (c) c 引出点 c c 方框图中的几种表示法： 被控量 偏差 信号 (-) 参考 输入信号 r(t) 控制器 (或调节器) u(t) 广义被控系统 e(t) c(t) 反馈信号 控制量 扰动 给定 装置 校正 装置 放大 元件 执行 器 被控 对象 反馈装置 测量变送器 触发器 晶阐管可 控整流器 放大器 ut 转速反 馈装置 控 制 装 置 (b) 方框图 (-) ug 给定 装置 ue 扰动 电动机 被控对象 n udo RP1 ug R0 R0 R1 -ut RP2 - + - + + ? TG M udo uc (a) 电机转速控制系统原理图 + 触发器 晶闸管整流器 电压比较 放大器 测速电机 电动机 电炉温度控制系统 设定温度与冰箱实际温度比较，产生偏差值 当偏差电压达到使继电器接通时，压缩机将蒸发器中高温低压制冷液送制冷却器散热，降温后的低温低压制冷液压缩成高压液态进入蒸发器，急速降压扩散成气体，吸收箱体内热量，使冰箱温度下降， 如此循环操作，使箱体温度达到希望温度，此时继电器断开，压缩机停止工作。 家用电冰箱温控系统 电冰箱温控系统方块图 6.基本控制方式 1）开环控制：不存在输出到输入的反馈，输出量不参与控制 按干扰进行控制（即前馈控制，对干扰进行补偿） 扰动必须可测！ 按给定值进行控制 液位给定值 Hs 实际液位 控制器 液位给定值 执行器 水箱 扰动 按给定值进行控制 按干扰进行控制 液位给定值 Hs 出口流量测量 实际液位 控制器 液位给定值 执行器 水箱 扰动 流量测量 2）闭环控制系统 存在输出到输入的反馈，输出量参与控制 实际液位 控制器 变送器 给定值 执行器 水槽 扰动 测量值 3）复合控制系统 液位给定值 Hs 出口流量测量 实际液位 控制器 变送器 给定值 执行器 水槽 扰动 测量值 流量测量 §1-3自动控制系统分类 1. 按输入信号特征分类 1）恒值控制系统 给定输入为常数，系统克服扰动影响 例：液位控制系统，温度控制系统等工业系统 2）随动控制系统 给定输入是随机时间变化的函数（未知） 例：函数记录仪火炮、自动跟踪系统 3）程序控制系统 给定输入是预知的时间函数 例：机床加工系统 2.按描述元件特性分类 1）线性系统 组成系统的元件都是线性元件，输入输出的静态特性为线性关系 用线性微分方程描述 2）非线性系统 只要系统中有一个元部件是非线性的 用非线性微分方程描述 如何区分一个系统是线性的还是非线性的呢？ 3.按照传递信号类型分类 连续系统 各个环节间的信号均为时间t的连续函数，可用微分方程描述 例：水箱系统 离散系统 只要有一处信号是脉冲信号或者数字信号，定义在离散时刻上，用差分方程描述 例：计算机控制系统 . . 自动控制原理 专业基础课 邓晓刚 信息与控制工程学院自动化系 1.主讲教师信息 主讲教师：邓晓刚 联系方式： Email：dengxiaogang@ 电话：8391904 答疑地点：自动化馆北楼211（或202） 答疑时间：周四晚8:00-9:00（第3~10周） 2.本学期课程安排 教材： 自动控制原理简明教程 作者：胡寿松 出版：科学出版社 讲授内容：第1章～第6章 课程学时：总48学时(其中实验约8学时) 考核方式：平时成绩(考勤、作业) +期末考试 3.参考文献： 胡寿松，自动控制原理习题集，科学出版社 高国燊.自动控制原理,华南理工大学出版社,2002. 吴麒. 自动控制原理. 清华大学出版社，2006 戴忠达.自动控制理论基础。清华大学出版社，2005. Dorf R C. Modern control system(10th Editio