《机电控制技术》图文课件--第一章.pptVIP

机电控制技术第一章机电控制技术概述目录?上一页?下一页*机电控制技术第一章机电控制技术概述*机电控制技术目录1.1控制系统1.2机电控制系统1.3机电控制技术的发展1.4机电控制技术的相关技术1.5机电控制技术的社会、技术和经济效益*机电控制技术1.1.1控制的基本概念

控制是指为达到某种目的，对某些对象施加所需的操作。1.1控制系统1.1.2控制系统概述

1.控制系统的基本概念

为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来，形成一个有机体，这个有机体称为控制系统。控制系统是物理学的一部分，是专门用来对物质运动规律进行控制的，其数学表征形式是运动的微积分方程。它的作用就是根据现在的理想与现实之间的差距来指导系统下一步的操作。

*机电控制技术*机电控制技术2.控制系统的分类

1）按给定量的特征分

随动控制系统在工业部门又称为伺服系统。这种系统的给定量的变化规律是不能预先确定的。（1）恒值控制系统。（3）随动控制系统。（2）程序控制系统。恒值控制系统是一种使预期量不随时间变化的常量反馈控制系统。该系统的预期量一经给定,在运行过程中就不再改变(但可按期校准或更改给定量)。其任务是保证在任何扰动下系统的被控量为恒值。程序控制系统的给定量为变量,但其变化规律是预先确定的。可以预先将给定量的变化规律编成程序,由该程序发出控制指令,在输入装置中再将控制指令转换为控制信号,使被控量按指令的要求运动。*机电控制技术2）按系统中传递信号的性质分

（1）连续控制系统。（2）离散控制系统。连续控制系统是指系统中各部分传递的信号都是时间的连续函数的系统。该系统包括线性连续控制系统和非线性连续控制系统。其中,能用线性微分方程描述的系统称为线性连续控制系统；不能用线性微分方程描述,且存在着非线性部件的系统称为非线性连续控制系统。离散控制系统是指系统中某一处或数处的信号是以脉冲序列或数字量传递的系统。在离散控制系统中,数字信息的测量、放大、比较和给定等过程均由计算机实现,计算机的输出经D/A转换器后传给伺服放大器,然后再去驱动执行元件也可由计算机直接输出数字信号,经数字放大器后驱动数字式执行元件。*机电控制技术3.控制系统的控制方法

控制方法的不同，控制系统的组成部分也不同。最常用的有比例积分微分(PID)控制方法。随着科学技术的突飞猛进，于是新的控制方法便发展起来。1）自适应控制2）模糊控制3）神经网络控制4）智能控制5）计算机控制计算机控制是指利用计算机来实现生产过程的自动化控制。自适应控制是指通过不断地测量系统的输入/输出状态及其性能参数，逐渐了解和掌握对象的信息，然后根据所得的信息按一定的控制策略，作出决策去更新控制器的参数，从而达到所要求的控制性能指标。模糊控制是指以模糊集合理论为基础的控制技术。是指以人工神经网络为基础的控制技术。一个理想的智能控制系统应具备以下几个方面的功能：（1）具有关于人机环境的知识及如何利用这些知识的策略；（2）具有自适应、自组织、自学习和自协调的能力；（3）能满足多目标、多层次的高标准要求，有判断决策的能力；（4）有容错性；（5）具有智能化的人机界面。*机电控制技术4.控制系统的基本要求

由于控制系统应用于不同的场合，因而对它有不同的性能要求。一般可将控制系统的基本要求归结为以下几种：（1）稳定性。（2）精确性。（3）快速性。（4）安全性。稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。控制系统的精确性即控制精度,一般以稳态偏差来衡量。由于技术上的原因,安全控制的问题尚未很好地解决,在国内外发生过多次安全事故,损失巨大。因此,国内外对于控制系统的故障诊断十分重视,成立了专门的委员会负责这一学科的组织和发展工作。快速性是指当系统的被控量与给定量之间产生偏差时,消除这种偏差的快慢程度。快速性越好的系统,消除偏差过渡过程的时间就越短,因而具有较好的动态性能。*机电控制技术1.2机电控制系统1.2.1机电控制系统概述

20世纪60年代，一系列高新技术，如微电子技术、自动化技术、生物技术、传感技术、光纤通信技术等，都以空前的速度向前发展，并且逐渐向传统产业渗透，机械系统已不再是单纯的机械结构，而更多的是与信息系统、自动控制系统等结合在一起，组成一个有机体，并逐渐形成以电机为支柱的机电系统，即机电控制系统。

*机电控制技术1.2.2机电控制系统的基本要素

常见的机电控制系统应包括机械本体、传动装