《华电课件自控》课件.pptVIP

**********************华电课件自控本课件旨在帮助学生深入理解自动控制原理，并掌握相关实践技能。内容涵盖系统建模、控制系统分析与设计、PID控制等。课程简介课程名称华电课件自控课程性质专业必修课，理论与实践相结合。课程学分3学分，每周2学时，共计36学时。课程目标掌握自动控制系统基础理论与实践方法，为后续学习和工作打下坚实基础。课程目标掌握控制系统基础学习控制系统的基本概念、原理和方法，为后续学习打下基础。提升实践能力通过案例分析和实训环节，培养学生分析和解决实际问题的能力。应用专业知识将所学知识应用于实际工程项目中，为未来职业发展奠定基础。学习内容概述控制系统基础介绍控制系统的基本概念、组成、分类和应用。常见自动控制系统讲解常见的自动控制系统类型，如温度控制、流量控制、速度控制等。测量与检测设备介绍常用的测量与检测设备，如传感器、变送器等。执行机构分析执行机构的作用和种类，如电动机、液压执行机构等。控制系统基础1概念控制系统是指利用反馈机制来调节或控制某个系统的行为，以达到预期的目标。2组成典型的控制系统包含控制器、传感器、执行器和被控对象。3反馈反馈是指将被控对象的输出信号反馈到控制器，用于比较和调整控制指令。4应用控制系统广泛应用于工业自动化、航空航天、机器人、医疗设备等领域。常见的自动控制系统工业过程控制例如温度控制、流量控制、压力控制等，广泛应用于化工、冶金等行业。车辆控制例如自动驾驶、巡航控制、防抱死制动系统等，提高车辆安全性和驾驶舒适性。机器人控制例如工业机器人、服务机器人，实现精确的运动控制和复杂的任务执行。航空航天控制例如飞机自动驾驶、导弹制导、卫星轨道控制等，确保航天器安全稳定运行。测量与检测设备传感器传感器将物理量转换为电信号，例如温度传感器、压力传感器、流量传感器等。传感器是自动控制系统的重要组成部分，负责感知被控对象的实际状态。仪表仪表显示控制系统中的各种信息，例如压力、温度、流量、速度等。仪表可以是模拟式或数字式，根据不同的需求选择合适的仪表。执行机构11.执行机构定义执行机构是自动控制系统中的重要组成部分，将控制信号转换为实际的控制动作，实现对被控对象的控制。22.分类与功能执行机构按照驱动方式可分为气动执行机构、液压执行机构和电动执行机构等，它们分别适用于不同的控制场景。33.主要参数执行机构的性能指标包括响应速度、精度、负载能力、工作范围等，这些参数会直接影响控制系统的性能。44.选择与应用在选择执行机构时，需要考虑控制系统的应用场景、被控对象特性、控制信号类型以及环境条件等因素。PID控制器比例控制比例控制根据偏差的大小进行调整，偏差越大，控制作用越强。积分控制积分控制消除稳态误差，通过累积偏差来消除系统误差。微分控制微分控制预测偏差的变化趋势，提高系统的响应速度，减少超调量。控制系统的建模1数学模型描述系统行为和特性。2系统参数确定模型的具体形式。3模型验证比较模型输出与实际系统输出。控制系统建模是将实际系统抽象为数学模型，以方便分析和设计。通常，控制系统建模需要经过几个步骤。首先，需要根据实际系统的物理特性建立数学模型，如微分方程或传递函数。其次，需要确定模型中的参数，例如增益、时间常数等。最后，需要对模型进行验证，确保其能够准确地描述实际系统的行为。稳定性分析1稳定性定义系统是否能维持稳定状态2稳定性判据判断系统稳定性的方法3稳定性裕度系统稳定程度的指标4稳定性分析工具稳定性分析软件稳定性分析是自动控制系统设计的重要环节，确保系统在受到扰动后能够恢复到平衡状态。通过稳定性分析，可以确定系统是否稳定，以及稳定程度如何，并为控制系统设计提供参考依据。控制系统设计方法系统分析首先，分析系统的特性和需求。确定目标性能指标，例如稳定性、响应速度、精度等。了解系统结构和参数，包括输入、输出、传递函数等。模型建立根据系统分析结果，建立数学模型。这可以是微分方程、传递函数、状态空间模型等。模型准确地反映系统行为，为后续设计提供基础。控制器设计选择合适的控制器类型和参数，例如PID控制器、模糊控制器等。控制器根据设计目标和模型进行设计，以实现预期控制效果。仿真与优化利用仿真软件对设计方案进行模拟。通过仿真结果验证控制系统性能，根据需要调整参数和结构，优化设计方案。硬件实现将设计好的控制系统方案转换为实际的硬件系统。选择合适的传感器、执行器、控制芯片等，并进行必要的调试和测试。典型自动控制系统的设计1系统建模