第9-1讲-9.1.1 反馈控制系统的基本工作原理.pdf

9.1.1反馈控制系统的基本工作原理

主讲人：王春静

山东师范大学信息科学与工程学院

学习目标：

1.掌握反馈控制系统的组成及工作原理。

2.掌握反馈控制系统的工作过程。

3.掌握反馈控制系统的特点。

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1．反馈控制系统的组成及工作

原理

反馈控制系统原理框图如右图

所示。

Ø比较器的作用是将外加的参考信

号r(t)和反馈信号f(t)进行比较，反馈控制系统原理框图

通常取其差值，输出比较后的差

值信号e(t)（误差信号），起到

检测误差信号和产生控制信号的

作用；

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Ø可控特性设备在输入信号s(t)的

作用下产生输出信号y(t)，其输

出与输入特性的关系受误差信号

e(t)的控制，起到误差信号的校

正作用；

Ø反馈环节的作用是将输出信号y(t)

反馈控制系统原理框图

按照一定的规律反馈到输入端，

这个规律可以随着要求的不同而

不同，它对整个环路的性能有着

重要的作用。

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2．反馈控制系统的工作过程

假设反馈控制系统已经处于稳

定状态，此时输入信号为s，输出

0

信号为y，参考信号为r，比较器

00

输出的误差信号为e。

0

反馈控制系统原理框图

根据参考信号的不同，反馈控

制系统可以在以下两种情况下工作。

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（1）参考信号r保持不变，

0

输出信号y(t)发生变化。

Øy(t)发生变化的原因可能是输

入信号s(t)发生了变化，也可能

是可控特性设备本身的特性发

生了变化。

Øy(t)的变化经过反馈环节将表反馈控制系统原理框图

现为反馈信号f(t)的变化，使得

输出信号y(t)向着趋近于y0的方

向进一步变化。

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Ø在反馈控制系统中，总是使输出

信号y(t)进一步变化的方向与原来

的变化方向相反，即要减小y(t)的

变化量。y(t)变化量的减小将使得

比较器输出的误差信号减小。

Ø适当的设计可以使系统再次达到

稳定状态，误差信号e(t)的变化很

反馈控制系统原理框图

小，这就意味着输出信号y(t)偏离

稳态值y0的程度也很小，从而达

到稳定输出y0的目的。整个调整

过程是自动进行的。