反馈控制技术1反馈控制系统概述与AGC电路原理幻灯片PPT

器一样可控特性设备的变化关系并不一定是线性关系纲应满足系统的要求。例如，压 控 振荡器的Ac的量纲就是Hz/V。
Y(s)=AcE(s) ⑶反响环节 反响环节的作用是将输出信号y的信号形式变换为比较 器需要的信号形式。如输出信号是交流信号，而比较器需要 用反映交变信号的平均值的直流信号进展比较，反响环节应 能完成这种变换。反响环节的另一重要作用是按需要的规律 传递输出信号。
系统再次到达稳定时，误差信号e的变化很小，意味着输 出信号y偏离稳态值y0也很小，从而到达稳定输出y0的目的。 显然，整个调整过程是自动进展的。
②参考信号r0发生了变化。这时即使输入信号s(t)和可控 特性设备的特性没有变化，误差信号e也要发生变化。系统 调整的结果使得误差信号e的变化很小，这只能是输出信号y 与参考信号r同方向的变化，也就是输出信号将随着参考信 号的变化而变化。
通常，反响环节是一个具有所需特性的线性无源网络。 如在PLL中它是一个低通滤波器。它的传递函数为
H(s) F(s) Y(s)
称H〔s〕为反响传递函数。 根据上面各根本部件的功能和数学模型可以得到整个反
馈控制系统的数学模型。如图8.4所示。
利用这个模型，就可以导出整个系统的传递函数：
反响控制技术1反响控制系 统概述与AGC电路原理幻
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内容提要
反响控制是现代系统工程中的一种重要技术手段。 在系统受到扰动的情况下，通过反响控制作用，可使系统 的某个参数到达所需的精度，或按照一定的规律变化。 根据控制对象参数不同，分为以下三类： 自动增益控制(AGC)电路 自动频率控制(AFC)电路 自动相位控制(APC)电路。
1. 反响控制系统的传递函数及数学模型
分析反响控制系统就是要找到参考信号与输出信 号〔又称
被控信号〕的关系，也就是要找到反响控制系统的 传输特性。
和其他系统一样，反响控制系统也可以分为线性系 统与非线
性系统T。(s)这Y里(s着) 重分析线性系统。 y(t)称的假T拉设(s)氏参为变反考R(响信s)控号制r系(t)统的拉氏变换为R(s)，输出信号 的换闭为环Y传(s输)，函那数。么反响控制系统的传输特性表示为：
对于一样的参考信号与反响信号之间的起始偏差，在系统 重新到达稳定后，通路增益高，误差信号变化就小，整个系 统调整的质量就高。
2.反响控制系统的特点 ①误差检测。控制信号产生和误差信号校正全部都是自动 完成的。 ②系统是根据误差信号的变化而进展调整的，而不管误差 信号是由哪种原因产生的。 ③系统的合理设计能够减小误差信号的变化，但不可能完 全消除。 这是因为始终要有一个控制信号，也就需要有误差信号， 只是希望误差信号越小越好。
总之，由于反响控制作用，较大的参考信号变化和输出信 号变化，只引起小的误差信号变化。
欲得此结果，需满足如下两个条件： 一是要反响信号变化的方向与参考信号变化的方向一致. 因为比较器输出的误差信号e是参考信号r与反响信号f之差， 即e=r-f，所以，只有反响信号与参考信号变化方向一致，才 能抵消参考信号的变化，从而减小误差信号的变化。 二是从误差信号到反响信号的整个通路〔含可控特性设 备、反响环节和比较器〕的增益〔开环增益〕要高。整个通 路的增益愈高，同样的误差信号变化所引起的反响信号变化 就愈大。
下面来推导闭环传输函数T(s)的表示式，并利用它分析 反
馈控制系统的特性。为此需先
找出反响控制系统各部件的传
递函数及数学模型。
⑴比较器
比较器的典型特性如图8.2所示，其输出的误差信号e通 常
与参考信号r和反响信号f的差值成比例，即
e=Acp(r-f)
这里Acp是一个比例常数，它的量纲应满足不同系统能够的 要
1.反响控制系统的工作过程 假定系统已处于稳定状态，这是输入信号为s0，输出信 号y0，参考信号为r0，比较器输出的误差信号为e0。 ①参考信号r0保持不变，输出信号y发生了变化。y发生 了变化的原因可以是输入信号s(t)发生了变化，也可以是可 控 特性设备本身的特性发生了变化。y的变化经过反响环节将 表现为反响信号f的变化，使得输出信号y向趋近于y0的方向 进一步变化。在反响控制系统中，总是使输出信号y进一步 变化的方向与原来的变化方向相反，也就是要减小y的变化 量。y的变化减小将使得比较器输出的误差信号减小。
e=Acp(r-f)
E(s)=Acp[R(s)-F(s)]
其中，E(s)是误差信号的拉氏变换，R(s)是参考信号的
拉氏变换，F(s)是反响信号的拉氏变换。
⑵可控特性设备
在误差信号控制下产生相应输出信
号的设备称为可控特性设备。可控特性 可控特性设备
设备的典型特性如图8.3所示。如压控振
的典型特性
荡器就是在误差电压的控制下产生相应的频率变化。和比较
8.1 反响控制系统的概念
组成、工作过程和特点
反响控制系统的方框图如图8.1所示。 比较器 将外加的参考信号r(t)和反响信号f(t)进展比较，通 常是取其差值信号e(t),作为控制信号； 可控特性设备 是在输入信号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。 反响环节 是将输出信号y(t)按一定的规律反响到输入端， 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起 着重要的作用。
求。
误差信号e的量纲： e=Acp(r-f)
AGC系统中，r是参考信号电平值, f是反响信号电平值， 所以Acp是一个无量纲的常数； AFC系统中，r是参考信号的频率值，f是反响信号频率值， e是反映这两个频率差的电平值，所以Acp量纲是V/Hz 。
APC系统中，r是参考信号 的相位值，f是反响信号信号的 相位值，e是电平值，所以Acp 量纲是V/弧度。