《年自动控制原理自动控制系统的基本概念》教案.pptVIP

Thistemplateistheinternalstandardcoursewaretemplateoftheenterprise;自动控制原理;第一章自动控制系统的基本概念;1.1自动控制的基本方式

一、两个定义：

（1）自动控制：在没人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律或数值运行。

（2）自动控制系统：能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。一般由控制器(含测量元件)和控制对象组成。

举例：水位控制系统;举例1：水位控制系统

方法一：人工控制

眼（观察）脑（判断）手（操作）

目的：减少或消除Δh

方法二：自动控制

受控对象：水池；输出量：实际水位（h实）；输入量：要求水位（h要）

浮子——检测装置；控制电源——检测Δh，转变为电信号；

电动机——执行机构

干扰输入量：对系统输出起反作用的输入量，例如功率放大器信号的飘移。

二、三种基本控制方式

1、开环控制方式

控制系统的输出量对系统没有控制作用，这种系统是开环控制系统。

开环控制系统的特点：

（1）系统输出量对控制作用无影响

（2）无反馈环节

（3）出现干扰靠人工消除

（4）无法实现高精度控制;举例2：开环调速系统（不考虑测速反馈）

工作原理：

改变电位器滑动端的位置，相应地改变了电压Ug值的大小，其值经功率放大器放大后施加在直流电动机的电枢两端，由于直流电动机具有恒定的励磁电流。因此，随着电枢电压值的不同，电动机便以不同的转速带动生产机械运转。于是，改变Ug的大小，便控制了电动机转速的高低。系统中，Ug是给定输入量；电动机的转速n是系统的输出量即被控量，功率放大器的电源电压波动、放大系数漂移、拖动负载的变化等，是扰动输入量。

可见，系统的输出量，即电动机的转速并没有参予系统的控制。

;开环控制系统职能框图

任何开环控制系统，从组成系统元部件的职能角度看，均可用下面的结构框图表示。

2、闭环控制方式：

把输出量直接或间接地反馈到系统的输入端，形成闭环，参与控制，这种系统叫闭环控制系统。

实际的闭环??制系统，都是于负反馈的形式出现。

明确：为什么要采用闭环控制系统？闭环控制系统有哪些优点？;举例3：闭环调速系统

举例4：发电机励磁控制系统;开环控制系统职能框图

任何闭环控制系统，从组成系统元部件的职能角度看，均可用下面的结构框图表示。

3、复合控制方式

开环控制+闭环控制

两种结构：按输入信号补偿

按扰动信号补偿;1.2闭环系统的基本组成

一、基本组成

结构方块图如图所示

基本元部件：

（1）控制对象：进行控制的设备或过程。（工作机械）

（2）执行机构：执行机构直接作用于控制对象。（电动机）

（3）检测装置：用来检测被控量，并将其转换成与给定量相同的物理

量（测速发电机）

（4）中间环节：一般指放大元件。（放大器，可控硅整流功放）

（5）给定环节：设定被控量的给定值。（电位器）

（6）比较环节：将所测的被控量与给定量比较，确定两者偏差量。

（7）校正环节：用于改善系统性能。校正环节可加于偏差信号与输出信号之间的通道内，也可加于某一局部反馈通道内。前者称为串联校正，后者称为并联校正或反馈校正。;二、闭环控制系统的特点

（1）系统输出量直接或简接地参予了对系统的控制作用

（2）有负反馈环节，并应用反馈减小或消除误差

（3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响

（4）系统可能工作不稳定;1.3自动控制系统的分类

一、按数学描述形式分类：

1．线性系统和非线性系统

（1）线性系统：用线性微分方程或线性差分方程描述的系统。

重要性质：满足叠加性和齐次性

当系统输入为、时，系统为、，

则系统总的输出为——叠加性

当输入为，

则输出——齐次性

（2）非线性系统：用非线性微分方程或差分方程描述的系统。

重要