自动控制主要内容

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自动化控制基础知识

02
传感器与执行器
Chapter
传感器类型及工作原理
01
温度传感器
利用物质热胀冷缩、热电效应等原理，将温度变化转换为电信号输出。
02
压力传感器
通过压电效应、应变片等原理，将压力变化转换为电信号输出。
03
光电传感器
利用光电效应，将光信号转换为电信号输出。
04
位移传感器
通过电阻、电容、电感等原理，将位移变化转换为电信号输出。
01 02 03 04
准确性指标
反映系统输出与期望输出之间的偏差程度，如误差、超调量等。
鲁棒性指标
描述系统对参数摄动和外部干扰的敏感程度，即系统的抗干扰能力。
优化改进策略探讨
控制算法优化
系统结构改进
针对现有控制算法存在的缺陷或不足，提出改进算法或引入新的控制策略，如自适应控制、鲁棒控制等。
自动化控制基础知识
目录
• 自动化控制概述 • 传感器与执行器 • 控制策略与方法 • 工业自动化网络通信技术 • 自动化控制系统设计与实施 • 自动化控制系统运行维护与优化
01
自动化控制概述
Chapter
定义与发展历程
定义
自动化控制是一种利用控制理论、电子技术、计算机技术等手段，对生产过程、机器设备、仪器仪表等进行自动控制和优化的技术。
工业以太网技术概述及特点
工业以太网技术是一种基于以太网通信协议的工业自动化网络技术，具有高速、高效、可靠的特
点。
工业以太网技术采用标准的 TCP/IP协议栈，可以实现与互联网的无缝连接，方便远程监控
和管理。
工业以太网技术还支持多种不同的传输介质和拓扑结构，可以适应不同的工业环境和应用需求。

自动控制原理重点内容复习总结

自动控制系统的组成
控制原理复习总结第一章概论
定值控制系统：输入是扰动f。随动控制系统：输入是给定r。
Y (s) G1(s) F (s)
Y (s) G2(s) R(s)
区别在于给定值的形式。
e = x-z
控制原理复习总结
第二章控制系统的数学模型
主要内容：
1、基本概念 2*、描述系统动态模型的几种形式及相互转换（1）微分方程（2）传递函数（3）方块图和信号流图 3、建立数学模型的步骤及简单对象的数学模型
（2）相加、分支点需要跨越方块时，需要做相应变换，两者交换规律找正好相反。
（3）交换后，利用串、并、反馈规律计算。
四、信号流图
控制原理复习总结第二章控制系统的数学模型
信号流图是一种表示系统各参数关系的一种图解法，利用梅逊公式，很容易求出系统的等效传递函数。
梅逊公式
总增益：
1
P
k
Pk k ,
根的数值
单位阶跃响应

欠阻尼 0＜ζ＜1
一对共轭复根
s1,2 n jd d n 1 2
有阻尼自然频率
衰减振荡
临界阻尼 ζ=1
两个相等的负实根
s1,2 n
单调
过阻尼
ζ＞1
两个不等的负实根 s1,2 n n 2 1
单调上升
无阻尼 ζ＝0 负阻尼 ζ＜0
一对共轭纯虚根根具有正实部
s1,2 jn
第一章概论
基本概念：
控制原理复习总结
1、控制系统的组成 2、开环控制与闭环控制及反馈控制 3、定值控制与随动控制系统
控制系统研究的主要内容： 1、系统分析：静态特性和动态特性 2、系统设计：根据要求的性能指标设计控制系统对控制系统的基本要求： • 稳定性 • 准确性：稳态误差小 • 快速性：动态响应快，调节时间短，超调量小

自动控自动控制原理

自动控自动控制原理自动控制原理介绍自动控制原理是控制工程的基础，主要研究如何通过控制器对系统进行控制，使其达到预期的状态或性能。

在现代工业、交通、航空等领域，自动控制技术的应用广泛，并且不断推动着社会的发展。

控制系统的组成1.传感器：–用于采集系统输入信号或反馈信号。

–将现实世界的物理量转化为可处理的电信号。

–常见的传感器有温度传感器、压力传感器等。

2.执行器：–用于控制系统的输出。

–将控制系统产生的电信号转化为电能、机械能等。

–常见的执行器有电动机、气缸等。

3.控制器：–根据输入信号和反馈信号，计算输出信号。

–通过控制输入信号来实现对输出信号的调节。

–常见的控制器有比例控制器、积分控制器、微分控制器等。

4.过程系统：–被控制的实际物理系统。

–输入信号通过执行器作用于过程系统，产生输出信号。

–常见的过程系统有水位控制系统、温度控制系统等。

5.控制策略：–控制器根据输入信号和反馈信号执行的算法。

–目的是使过程系统的输出信号与参考信号接近。

–常见的控制策略有比例控制、积分控制、微分控制等。

控制系统的基本原理1.反馈原理：–控制系统中最为重要的原理之一。

–通过采集系统的反馈信号，与输入信号进行比较，调节输出信号。

–反馈可以使系统对外界的扰动具有较强的鲁棒性和稳定性。

2.控制对象的建模：–将实际的控制对象进行数学建模，以便于分析和设计控制器。

–常见的控制对象模型有惯性模型、二阶系统模型等。

3.控制器的设计和调参：–根据实际需求和控制对象的特性，设计合适的控制器结构和参数。

–通过调参，使控制系统具备良好的动态响应和稳定性。

4.稳定性与稳态性能分析：–对控制系统进行稳定性和稳态性能的分析，确保系统的可靠性和性能。

–通过数学方法和仿真实验等手段进行分析。

应用领域1.工业自动化：–在工业生产中，通过自动控制系统实现工艺过程的自动化和优化。

–提高生产效率、降低生产成本和资源消耗。

2.航空航天：–自动驾驶飞行、飞行控制系统、导航系统等。

关于自动化控制的概述

关于自动化控制的概述自动化控制是现代科技的重要领域之一。

它以利用计算机和电子技术来替代人力完成工作为基础，通过各种传感器和执行器实现对工业过程的监测和控制。

自动化控制技术的广泛应用不仅在工业生产中发挥了巨大的作用，也深刻地改变了我们的生活。

一、自动化控制的基本概念和原理在自动化控制中，系统的输入和输出通过传感器和执行器实现。

传感器用于感知实际系统的状态，例如温度、压力、流量等，而执行器则用于执行控制信号，如打开或关闭阀门、调节电机转速等。

在控制过程中，通过编写程序和算法，计算机实时分析传感器采集的数据，并根据预定的控制策略产生控制信号，通过执行器对系统进行调节，以实现良好的控制效果。

自动化控制技术的核心是反馈机制。

传感器采集到的系统输出信号，会被送回到控制器中进行比较和计算，以与预定的目标进行对比。

通过不断调整控制信号，使得系统输出信号与目标保持一致，从而实现稳定控制。

这种反馈机制确保了系统能够自动纠正偏差，保持期望的工作状态。

二、自动化控制的应用领域自动化控制技术在各个领域都有广泛的应用。

在工业制造方面，自动化流水线以及机器人技术的发展，大大提高了生产效率和质量。

无论是汽车制造、物流配送还是电子组装，自动化技术都发挥了重要作用。

除了工业制造，自动化控制技术也应用于能源和资源管理领域。

例如，智能能源管理系统通过实时监测能源使用情况和优化能源分配，实现节能和减排的效果。

在城市规划和交通领域，交通信号灯和智能交通管理系统可以根据实际交通情况自动调整信号配时，提高交通流畅度和道路安全。

在医疗领域，自动化控制技术也得到了广泛应用。

例如，手术机器人可以通过高精度的控制和立体视觉系统实现微创手术，提高手术的精确度和安全性。

同时，智能医疗设备也能够对患者的生命体征和治疗过程进行实时监测和调控。

三、自动化控制的挑战和发展趋势尽管自动化控制技术已经取得了显著的进展，但仍然面临一些挑战。

首先，对于复杂系统的建模和控制仍然存在一定难度。

自动控制原理心得

自动控制原理与系统电力2班刘丰2012324220自动控制原理学期总结自动控制原理是自动控制理论的基础，其主要内容包括：自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线性、非线性等）及特点、自动控制系统的分析（时域法、频域法等）和设计方法等。

控制(Control):是指为了改善系统的性能或达到特定的目的,通过对系统有关信息的采集和加工而施加到系统的作用。

系统是指由相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。

自动控制系统)由控制器、执行器、传感器和被控对象等相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的能对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。

反馈控制方式按偏差进行控制，具有抑制扰动对被控量产生影响的能力和较高的控制精度。

控制系统的数学模型是描述系统输入、输出变量,以及内部各变量之间关系的数学表达式。

传递函数线性定常系统在零初始条件下,输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比,用G(s)表示。

零初始条件是指在t=0时刻,系统的输入、输出及其它们的各阶导数均为零。

控制系统的动态结构图是系统数学模型的图解化,由信号线、分支点、相加点、方框四种符号组成。

控制系统的开环传递函数是指断开系统的主反馈通路,这时前向通路的传递函数与反馈通路的传递函数的乘积。

误差传递函数是指根据系统误差的定义,误差的拉普拉斯变换与作用信号拉普拉斯变换之比。

G(s)H (s )时域分析指根据控制系统在一定输入作用下的时间响应来分析系统的瞬态过程和稳态过程的性能的一种方法。

线性系统稳定的充要条件:系统特征方程的所有根都具有负的实部,或者说都位于根平面的左半平面。

可以依据代数判据、根轨迹、频率特性等来判定。

根轨迹:是指控制系统开环传递函数某一参数从零变化到无穷大时,闭环系统特征方程的根在S 平面上变化的轨迹。

根轨迹分析法:是在已知控制系统开环传递函数的零、极点分布的基础上,研究一个或某些参数的变化对特征方程的根影响,进而得到系统性能与参数的关系的一种图解方法。

自动控制基本概念

自动控制基本概念自动控制是一种通过自动化技术对系统或过程进行控制的方法。

它涉及对一个或多个变量（如温度、压力、流量等）进行监测和控制，以实现特定的系统响应或性能。

以下是对自动控制基本概念的详细解释。

一、开环控制和闭环控制在自动控制系统中，根据是否存在反馈，可以将控制分为开环控制和闭环控制。

1.开环控制（Open-loop Control）：开环控制是指控制器直接根据输入值对被控对象进行控制，而不考虑系统输出对控制过程的影响。

开环控制系统结构简单，但无法对系统误差进行纠正，因此常用于对精度要求不高的场合。

2.闭环控制（Closed-loop Control）：闭环控制是指控制器通过反馈回路获取系统输出信息，并根据系统偏差进行控制。

闭环控制系统能够实时监测系统误差，并对其进行纠正，因此具有更高的控制精度和稳定性。

二、稳态和动态根据系统的状态，可以将控制分为稳态控制和动态控制。

1.稳态控制（Steady-state Control）：稳态控制是指系统在平衡状态下进行的控制。

在稳态控制中，系统的输入和输出量保持恒定，没有时间变化。

例如，保温炉的温度控制就属于稳态控制。

2.动态控制（Dynamic Control）：动态控制是指系统在随时间变化状态下进行的控制。

在动态控制中，系统的输入和输出量随时间变化，需要控制器根据系统响应进行调整。

例如，无人机的飞行控制就属于动态控制。

三、反馈和前馈在自动控制系统中，根据对系统响应的监测方式，可以将控制分为反馈控制和前馈控制。

1.反馈控制（Feedback Control）：反馈控制是指控制器通过比较实际输出与期望输出之间的偏差来进行控制。

在反馈控制中，控制器仅考虑系统的当前状态，而不考虑未来的干扰因素。

2.前馈控制（Feedforward Control）：前馈控制是指控制器通过预测未来的干扰因素来进行控制。

在前馈控制中，控制器不仅考虑系统的当前状态，还考虑未来的干扰因素，并提前进行补偿。

自动化控制需要掌握的基本知识一次性看懂

控制器选型
根据系统控制要求，选择适合的控制器类型，如PLC、DCS、嵌入式控制器等，并确定相应的技术参数和配置。
执行器与传感器选型
根据被控对象的特性和控制要求，选择适合的执行器和传感器类型，如电动阀、变频器、温度传感器等，并确定相应的技术参数和配置。
软件编程与调试技巧分享
01
掌握编程语言与工具
被控对象
被控对象是自动化控制系统所要控制的机器设备或生产过程，其性能和状态直接影响到自动化控制系统的控制效果。
自动化控制应用领域
工业生产
自动化控制技术在工业生产中应用广泛，如机械制造、化工生产、电力系统等，可以实现生产过程的自动化、智能化和高效化。
交通运输
自动化控制技术在交通运输领域也有重要应用，如自动驾驶汽车、智能交通系统等，可以提高交通运输的安全性和效率。
闭环控制系统
也叫反馈控制系统，其输出量通过反馈回路反作用于输入端，形成闭环控制，可以减小或消除偏差，使系统更加稳定、精确。
反馈原理及应用
反馈原理
指将系统的输出信息反送到输入端，与输入信息进行比较，并利用二者的偏差进行控制的过程。
反馈应用
在自动化控制系统中，反馈广泛应用于各种测量、比较、放大、执行等环节，以实现精确控制。
标达到设计要求。同时，分享一些实用的调试经验和优化技巧，帮助读
者更好地掌握自动化控制系统的设计与实施。
06
自动化控制系统性能评估与优化方法
系统性能评估指标体系建立
响应时间
评估系统对于输入信号的反应速度，包括上升时间、调节时
间和稳态误差等指标。
稳定性
分析系统在受到外部扰动后能否恢复到原状态的能力，通常使用稳定裕度、阻尼比等参数进行描述。

自动化控制的工作原理

自动化控制的工作原理自动化控制技术是指在工业生产和社会生活中，利用计算机、微电子技术、机械和仪器仪表等综合技术手段，对各种生产过程进行监测、控制和管理的一种先进技术。

它的出现，不仅大大提高了生产效率，还降低了劳动强度，改善了工作环境，提高了产品质量。

本文将详细介绍自动化控制的工作原理。

一、自动化控制系统的组成自动化控制系统主要由四个基本要素组成：控制对象、控制装置、传感器和执行器。

控制对象是指需要进行监测和控制的物理、化学、机械或电气系统；控制装置是指将纽扣、开关、按钮等操作元素与控制对象相连的设备；传感器用于将控制对象的状态参数转换为电信号；执行器用于接收控制装置的信号，并实现对控制对象的控制。

二、自动化控制的基本原理自动化控制的基本原理是通过将输入信号经过控制装置处理后，输出给执行器控制控制对象，实现对控制对象的监测和调节。

其工作原理可分为三个阶段：检测阶段、决策阶段和执行阶段。

1. 检测阶段检测阶段通过传感器采集控制对象的参数信息，如温度、压力、流量等，并将其转换为电信号。

这些电信号经过处理后，成为输入信号。

2. 决策阶段决策阶段是通过控制装置对输入信号进行处理和分析，根据事先设定的控制策略，产生输出信号。

这些输出信号将决定执行器对控制对象采取何种操作方式。

3. 执行阶段执行阶段是通过执行器接收到控制装置的输出信号后，对控制对象进行相应的操作，如开关的打开、关闭，电机的启动、停止等。

执行器的操作将对控制对象的状态产生影响。

三、自动化控制的分类根据控制系统的复杂程度和控制策略的不同，自动化控制可分为三个层次：开环控制、闭环控制和优化控制。

1. 开环控制开环控制是指控制系统只考虑输出结果，而不对输出结果进行监测和调节的一种控制方式。

在开环控制中，不对控制对象的状态参数进行反馈，因此容易受到外界干扰的影响。

2. 闭环控制闭环控制是指控制系统通过对控制对象的输出进行监测和调节，实现对其状态参数的精确控制。

自动化控制的认识

自动化控制的认识引言概述：自动化控制是指通过使用各种控制系统，利用电子技术、计算机技术和通信技术等手段，对各种生产过程、工业设备、交通运输系统和家居设备等进行自动化管理和控制的一种技术手段。

它的浮现和发展，使得生产效率和质量得到了极大的提高，为人们的生活带来了极大的便利。

本文将从四个方面介绍自动化控制的认识。

一、自动化控制的基本原理1.1 传感器和执行器：传感器是自动化控制系统中的重要组成部份，它能够将被控对象的各种参数转化为电信号，以供控制器进行处理。

执行器则是将控制器的输出信号转化为行动，实现对被控对象的控制。

1.2 控制器：控制器是自动化控制系统的核心部份，它接收传感器的信号并进行处理，然后输出控制信号给执行器，从而实现对被控对象的控制。

常见的控制器有PID控制器、含糊控制器和神经网络控制器等。

1.3 反馈控制：自动化控制系统中的反馈控制是指根据被控对象的状态信息，通过传感器将其反馈给控制器，从而实现对被控对象的实时监测和调节。

反馈控制能够提高系统的稳定性和鲁棒性，使得系统能够自动适应外部环境的变化。

二、自动化控制的应用领域2.1 工业自动化：工业自动化是自动化控制技术最早、应用最广泛的领域之一。

在工业生产中，自动化控制能够实现对生产过程中各个环节的自动化管理和控制，提高生产效率和质量。

2.2 交通运输：自动化控制在交通运输领域的应用也越来越广泛。

例如，自动驾驶技术的浮现，使得汽车能够实现自动驾驶，提高交通安全性和行驶效率。

2.3 家居自动化：随着智能家居的兴起，自动化控制在家居领域的应用也越来越受到人们的关注。

通过智能家居系统，人们可以实现对家居设备的远程控制和智能化管理，提高生活的便利性和舒适度。

三、自动化控制的优势和挑战3.1 优势：自动化控制能够提高生产效率和质量，减少人力资源的浪费，降低生产成本。

同时，它还能够提高工作环境的安全性和舒适度，减少人身伤害和劳动强度。

3.2 挑战：自动化控制技术的发展也面临一些挑战，例如，控制系统的复杂性和可靠性要求高，需要更加先进的技术手段来应对；同时，自动化控制的推广和应用还需要解决一些法律法规和伦理道德等方面的问题。

自动化控制的认识

自动化控制的认识自动化控制是指利用计算机技术和先进的控制算法，对工业生产过程进行自动化管理和控制的一种技术手段。

它通过传感器采集实时数据，经过分析和处理后，通过执行器控制设备来实现对生产过程的自动控制。

一、自动化控制的基本原理自动化控制的基本原理包括传感器、控制器和执行器三个主要组成部分。

1. 传感器：传感器是自动化控制系统中的重要组成部分，用于采集和转换被控对象的各种物理量或信号，如温度、压力、流量等。

传感器将这些物理量或信号转换为电信号，通过信号调理电路进行处理，最终输入到控制器中。

2. 控制器：控制器是自动化控制系统的核心部分，负责接收传感器采集到的数据，并根据预设的控制算法进行计算和判断。

控制器会根据计算结果产生相应的控制信号，通过执行器控制设备的运行状态。

3. 执行器：执行器是自动化控制系统中的执行部分，负责根据控制信号来控制设备的运行状态。

执行器可以是电动机、阀门、电磁阀等，通过接收控制信号来改变设备的工作状态，从而实现对生产过程的控制。

二、自动化控制的应用领域自动化控制技术广泛应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、能源管理、环境监测等。

1. 工业生产：在工业生产中，自动化控制可以提高生产效率和产品质量，减少人力资源的浪费。

例如，在汽车制造过程中，自动化控制可以实现对装配线的自动控制，提高生产效率和产品一致性。

2. 交通运输：自动化控制技术在交通运输领域的应用越来越广泛。

例如，在地铁系统中，自动化控制可以实现列车的自动驾驶和运行调度，提高运输效率和安全性。

3. 能源管理：自动化控制在能源管理中的应用可以有效地控制能源的使用和消耗。

例如，在智能家居系统中，自动化控制可以实现对家电设备的智能控制，根据用户需求和能源供应情况进行调整，提高能源利用效率。

4. 环境监测：自动化控制技术可以应用于环境监测领域，实现对环境参数的实时监测和控制。

例如，在污水处理系统中，自动化控制可以实现对污水处理过程的自动控制，提高处理效率和水质监测。

自动化控制的认识

自动化控制的认识自动化控制是一种通过使用各种技术和设备来实现对系统或过程的自动监控和调节的方法。

它可以提高生产效率，减少人为错误，降低成本，并提高产品质量和稳定性。

在本文中，我们将详细介绍自动化控制的概念、原理、应用和优势。

一、概念自动化控制是指通过使用各种控制系统，如计算机、传感器、执行器和人机界面等，对系统或过程进行监测、测量和调节，以实现自动化运行和优化控制的过程。

它可以应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、能源管理、环境保护等。

二、原理自动化控制的原理是基于反馈控制系统。

它包括三个主要组成部分：传感器、控制器和执行器。

传感器用于监测和测量系统的状态和参数，将数据传输给控制器。

控制器根据接收到的数据进行计算和决策，并发送控制信号给执行器。

执行器根据控制信号来调节系统或过程的操作，使其达到预定的目标。

三、应用自动化控制广泛应用于各个行业和领域。

在工业生产中，它可以用于控制生产线的运行、机器的操作和产品的质量。

在交通运输中，自动化控制可以用于控制交通信号灯、地铁列车和无人驾驶汽车等。

在能源管理方面，它可以用于控制发电厂的运行、电网的稳定和能源的分配。

在环境保护中，自动化控制可以用于监测和调节空气质量、水质和垃圾处理等。

四、优势自动化控制具有许多优势。

首先，它可以提高生产效率和质量，减少人为错误和损失。

其次，它可以降低成本，节约人力资源和能源消耗。

此外，自动化控制还可以提高工作环境的安全性和可靠性，减少工伤事故的发生。

最后，它可以实现远程监控和操作，提高工作的灵活性和便利性。

总结：自动化控制是一种通过使用各种技术和设备来实现对系统或过程的自动监控和调节的方法。

它的原理是基于反馈控制系统，包括传感器、控制器和执行器三个主要组成部分。

自动化控制广泛应用于工业生产、交通运输、能源管理和环境保护等领域。

它具有提高生产效率和质量、降低成本、提高安全性和可靠性以及实现远程监控和操作的优势。

通过自动化控制，我们可以实现更高效、更可靠和更安全的系统运行。

自动控制

自动控制一、自动控制的概念自动控制（automatic control）是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。

基础的结论是由诺伯特·维纳，鲁道夫·卡尔曼提出的。

是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。

自动控制是相对人工控制概念而言的。

指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。

二、自动控制基本原理在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。

自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。

自动控制自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。

它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。

到战后，以形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入-单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。

三、自动控制的发展1、40年代--60年代初：需求动力：市场竞争,资源利用，减轻劳动强度，提高产品质量，适应批量生产需要。

主要特点：此阶段主要为单机自动化阶段，主要特点是:各种单机自动化加工设备出现，并不断扩大应用和向纵深方向发展。

典型成果和产品：硬件数控系统的数控机床。

2、60年代中--70年代初期：需求动力：市场竞争加剧，要求产品更新快，产品质量高，并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度。

主要特点：此阶段主要以自动生产线为标志，其主要特点是:在单机自动化的基础上，各种组合机床、组合生产线出现，同时软件数控系统出现并用于机床，CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造中，此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。

自动控制基本知识

四、典型环节的动态特性
1．比例环节
１、定义：输出能够按一定比例，无迟延、无惯性的复现输入信号。
２、微分方程： y(t) K p x(t)
Kp—环节的传递系数或比例系数。
３、传递函数为：W
(s)
Y (s) X (s)
KP
４、阶跃响应曲线：
2、积分环节
１、定义：输出与输入的积分成比例关系。输出的变化速度与输入成比例关系。
Y s W1 s X1 s X 2 s
X2 s W2 sY s
W总 s
Y s X1 s
W1 s 1W1 sW2
s
第三节调节器的调节规律
一、概念：调节器的输出信号与输入信号之间的关系。 PID调节的优点：
（1）原理简单，使用方便。（2）适应性强。广泛应用于化工、热工、冶金、冶炼、造纸等。（3）鲁棒性强。即控制品质对被控对象特性的变化不太敏感。
（三）术语测量变送器：调节器：执行器：执行机构调节机构被控对象：指被控制的生产设备或生产过程。被调量：表征生产过程是否正常而需要控制的物理量。给定值：根据生产工艺要求，被控量应该达到的数值。调节量：由控制作用来改变,以控制被控量的变化, 使被控量恢复为给定值的物理量。扰动：引起被控量偏离其给定值的各种原因。基本扰动：调节量干扰：
b1
dx(t) dt
b0 x(t)
（n≥m）
2、传递函数 -微分运算转为代数运算，分析综合方便
定义：线性定常系统在零初始条件下，系统（或环节）输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。
W
(s)
Ly(t) Lx(t)
Y (s) X (s)
设线性定常系统（或环节）的微分方程如上式，在初始条件为零的情况下，对上式进行拉普拉斯变换，得：

第1章自动控制的基本概念

第1章自动控制的基本概念在一般工业生产过程中，对压力、温度、流量、液位、功率和频率的控制，以及原料和燃料成分比例的控制等，如果单靠人工控制，许多情况下难于或根本不可能满足要求，因而自动控制成为生产过程中的重要组成部分。

所谓自动控制，是指在没有人参与的情况下，利用控制器的作用使生产过程或被控对象的一个或多个物理量，能维持在某一给定水平或按照期望的规律变化。

自动控制技术的广泛应用，不仅使生产过程实现了自动化，极大地提高了生产效率，同时也减轻了人们的劳动强度。

更重要的是一些对人有毒、有害的生产过程或由于各种原因人根本不能靠近的设备和对象采用了自动控制，解决了在这样的特殊环境下的控制难题。

例如，放射性对人体是有害的，核反应堆运行过程中，在其周围有强度很高的放射性，人们是不可能接近它的，所以反应堆运行过程中的所有物理参数的测量和控制都是靠自动控制系统自动完成的。

压水堆核电厂中主要的控制系统有：反应堆功率（中子通量密度水平）控制、一回路压力控制、稳压器液位控制、蒸汽发生器液位控制、蒸汽排放控制和核电厂负荷控制等等。

1.1 自动控制的基本术语为了便于理解有关控制的基本思想、理论基础，进一步掌握控制系统的组成、作用及功能等，本节将简要地介绍一些主要术语。

·手动控制被控量在运行中总要经常受到许多因素的影响而偏离所要求的值，因此运行人员就要根据观察随时加以控制为手动控制也称为人工控制。

·自动控制采用机械或电气等装置来代替人的控制，就是自动控制。

自动控制没有人的参与。

·控制对象被控制的设备或生产过程为控制对象或被控制过程。

在核电厂中，功率控制系统中的反应堆动力装置为控制对象。

·被控制量被控制量也称为被调量，为控制对象的输出量。

表征生产过程是否符合规定工况的物理量，例如反应堆的功率，稳压器的水位、压力等。

·给定值希望被控制量应该具有的量值称为给定值或目标值。

给定值可以是常量也可以是随时间任意变化的量。

自动控制概念

自动控制概念自动控制是一种利用各种控制器、传感器、执行器等设备，对各种工业过程、机器设备、交通运输系统等进行自动化控制的技术。

它是现代工业生产中不可或缺的一部分，可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量、保障生产安全等方面发挥重要作用。

自动控制的主要内容包括以下几个方面：1. 控制系统的组成自动控制系统由控制器、执行器、传感器、信号调理器、信号处理器、通信网络等组成。

其中，控制器是自动控制系统的核心部件，它接收传感器采集的信号，经过信号处理后，输出控制信号给执行器，从而实现对被控对象的控制。

2. 控制系统的分类自动控制系统可以按照控制对象的不同进行分类，如工业过程控制系统、机器设备控制系统、交通运输控制系统等。

此外，还可以按照控制方式的不同进行分类，如开环控制系统、闭环控制系统、自适应控制系统等。

3. 控制系统的设计自动控制系统的设计是一个复杂的过程，需要考虑控制对象的特性、控制要求、控制器的选择、传感器的选择、执行器的选择等多个方面。

在设计过程中，需要进行系统建模、控制器设计、仿真验证等多个环节，以确保系统的稳定性、可靠性和优化性。

4. 控制系统的应用自动控制技术在各个领域都有广泛的应用，如工业生产、交通运输、医疗卫生、环境保护等。

在工业生产中，自动控制技术可以实现生产线的自动化、机器设备的自动控制、质量检测的自动化等；在交通运输领域，自动控制技术可以实现交通信号灯的控制、智能交通系统的建设等；在医疗卫生领域，自动控制技术可以实现医疗设备的自动化控制、病人监护系统的建设等；在环境保护领域，自动控制技术可以实现污水处理、废气处理、垃圾处理等环保设施的自动化控制。

总之，自动控制技术是现代工业生产中不可或缺的一部分，它可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量、保障生产安全等方面发挥重要作用。

随着科技的不断发展，自动控制技术也在不断创新和进步，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。

自动控制基本知识

自控根本知识〔一〕根本概念 (2)〔二〕自动控制系统的组成 (2)〔三〕自动调节常用术语 (2)〔四〕调节对象的特性 (4)〔五〕调节器的特性 (6)〔六〕调节器的种类 (8)〔七〕对自动调节系统的要求 (12)〔一〕根本概念自动控制是指用专用的仪表和装置组成控制系统，以代替人的手动操作，去调节空调参数，使之维持在给定数值上，或是按给定的规律变化，从而满足空调房间的要求。

现在国内自动控制采用的方法，都是先测出调节参数对给定值的偏差，然后根据这个偏差，经控制系统的调节，消除干扰的影响，使调节参数再回到给定值(或允许范围)。

〔二〕自动控制系统的组成目前空调自动控制系统多采用电动调节。

这样的控制系统可由下面所示方块图表示：附图：自动控制系统方块图由于外扰的作用，调节对象的调节参数发生变化，经敏感元件测量并传送给控制机构〔调节器〕，调节器根据调节参数对给定值的偏差，指令执行机构使调节机构动作，去调节调节对象的负荷，使调节参数回到原来的给定值。

在给执行机构供电的主电路上，为使调节稳定，常装有通断机构，以便对执行机构间断供电。

〔三〕自动调节常用术语1．调节参数(也叫被调参数)需要维持数值不变或在允许范围内变化的参数，叫做调节参数。

空调中的调节参数主要是温度、湿度、压力，还有水位等等。

2．给定值(也叫定值值)就是根据需要给调节参数预先规定的不变值或波动范围，叫做给定值。

例如规定维持房间温度为23±℃，这个数值(即波动范围22.5～℃)就是室温调节系统的给定值(范围)。

3．偏差调节参数的实际数值同给定值之间的差值，叫做偏差。

例如，规定控制温度(给定值)为20℃，而实际却是21℃，它们相差的1℃即为偏差。

4．扰动能引起调节参数产生偏差的因素，叫做扰动或干扰。

空调中引起空调房间温度变化的因素，象室外温度变化、送风温度变化以及室内余热变化等等，都是室温的扰动。

自动调节的作用，也正是为消除扰动的影响，使调节参数恒定或在要求范围内。

自动化控制的认识

自动化控制的认识自动化控制是指利用计算机、电子技术和自动控制原理，对生产过程、工业设备或系统进行监测、测量、控制和调节的一种技术手段。

它通过自动化设备和系统，实现对生产过程中的各种参数进行监控和调节，从而提高生产效率、降低成本、改善产品质量，并减少人力投入。

一、自动化控制的基本原理自动化控制的基本原理是通过传感器感知被控对象的状态或参数，将感知到的信息传输给控制器，控制器根据预设的控制算法和设定值，对执行器发出控制信号，从而实现对被控对象的控制。

这个过程可以简洁地描述为感知-判断-执行的闭环控制系统。

1. 传感器：传感器是自动化控制系统中的重要组成部分，用于感知被控对象的状态或参数。

常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。

传感器将感知到的信息转化为电信号或其他形式的信号，传输给控制器。

2. 控制器：控制器是自动化控制系统中的核心部分，负责接收传感器传来的信号，进行数据处理和判断，并根据预设的控制算法和设定值，生成相应的控制信号。

控制器可以是基于硬件的PLC（可编程逻辑控制器），也可以是基于软件的计算机控制系统。

3. 执行器：执行器是自动化控制系统中的执行部分，负责根据控制器发出的控制信号，对被控对象进行控制。

常见的执行器包括电动阀门、电机、气缸等。

执行器根据控制信号的不同，对被控对象进行开关、调节、运动等操作。

4. 反馈：为了实现闭环控制，自动化控制系统中通常还需要加入反馈机制。

反馈是指将被控对象的实际状态或参数信息反馈给控制器，以便控制器根据反馈信息进行调整和修正。

通过反馈机制，自动化控制系统可以实现对被控对象的精确控制。

二、自动化控制的应用领域自动化控制技术在各个行业和领域都有广泛的应用，下面以工业生产为例，介绍自动化控制的应用领域：1. 制造业：自动化控制技术在制造业中的应用非常广泛，可以实现生产线的自动化操作和控制。

通过自动化控制，可以提高生产效率、降低成本、减少人力投入，并且可以实现对产品质量的精确控制。

自动化控制的认识

自动化控制的认识自动化控制是指利用计算机、电子技术和自动控制理论，对生产过程、工业设备或其他系统进行自动化监控和控制的一种技术手段。

通过自动化控制，可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量，并且减少人为因素对生产过程的影响。

一、自动化控制的基本原理和方法1.1 基本原理：自动化控制的基本原理是通过传感器感知系统的状态和变化，将这些信息传递给控制器，控制器根据预设的控制算法对系统进行控制，最终实现对系统的自动化监控和控制。

1.2 基本方法：自动化控制的基本方法包括反馈控制和前馈控制两种。

- 反馈控制：根据系统输出的实际值与期望值之间的差异，通过调节控制器的输出信号，使系统逐渐趋向期望值。

常见的反馈控制方法有比例控制、积分控制和微分控制等。

- 前馈控制：根据系统输入的预期值，通过控制器直接控制系统的输出，以达到期望的控制效果。

前馈控制可以提前预测系统的变化，并进行相应的控制，从而加快系统的响应速度。

二、自动化控制的应用领域2.1 工业自动化：工业自动化是自动化控制的典型应用领域之一。

在工业生产过程中，通过自动化控制可以实现对生产线的自动化监控和控制，提高生产效率和产品质量。

例如，在汽车制造过程中，自动化控制可以实现对装配线的自动化控制，通过机器人完成零部件的装配工作，提高生产效率和产品一致性。

2.2 智能家居：随着智能技术的发展，自动化控制在家居领域的应用越来越广泛。

通过智能家居系统，可以实现对家庭电器、照明、安防等设备的远程控制和智能化管理。

例如，通过手机App可以实现对家中灯光的远程控制，根据家庭成员的习惯和需求智能调节室内温度等。

2.3 交通运输：自动化控制在交通运输领域的应用可以提高交通流量的效率和安全性。

例如，在城市交通管理中，通过智能交通信号控制系统，可以根据实时交通情况智能调节交通信号灯的时间，优化交通流量，减少交通拥堵。

同时，自动驾驶技术的发展也为交通运输带来了更高的自动化水平。

三、自动化控制的优势和挑战3.1 优势：自动化控制具有以下优势：- 提高生产效率：自动化控制可以减少人为因素对生产过程的影响，提高生产效率和产品质量。