自动控制系统实例
MCGS高级教程实例
MCGS高级教程实例MCGS（Machine Control Graphics System）是一种用于机器自动控制的软件系统，它可以实现对自动化设备的图形化监控与控制。
本文将介绍MCGS的高级教程实例。
1.实时监控温度控制系统假设有一个温度控制系统，系统中有一个传感器用于测量温度，并通过控制器来调整加热器的功率以控制温度。
使用MCGS可以实时监控温度变化，并将温度数据以曲线图的形式显示出来。
同时，可以通过调节控制器参数来实现温度的控制。
这个实例可以帮助用户了解MCGS的图形监控与曲线绘制功能，并学习如何通过修改控制器参数实现温度控制。
2.数据采集与分析系统假设有一个工厂中有多个生产线，每个生产线上有多个传感器，用于测量不同的参数。
使用MCGS可以实时采集传感器数据，并对数据进行分析与处理。
比如，可以统计每个生产线的工作效率、故障率等指标，并生成报表或图表展示。
这个实例可以帮助用户了解MCGS的数据采集与处理功能，以及如何使用数据分析工具进行数据处理与展示。
3.智能家居控制系统假设用户想要实现对家中智能设备的远程控制和监控。
使用MCGS可以通过网络连接智能设备，并实现对其的远程控制和状态监控。
比如，用户可以通过手机App或网页登录MCGS系统，实时监控家中各个智能设备的状态，并远程控制设备的开关、亮度等参数。
这个实例可以帮助用户了解MCGS的网络通讯与远程控制功能，以及如何通过手机App或网页实现对设备的控制与监控。
4.机器人控制与路径规划假设用户有一个机器人平台，想要实现对机器人的控制和路径规划。
使用MCGS可以实现对机器人的运动控制，并通过路径规划算法确定机器人的运动轨迹。
比如，用户可以通过MCGS系统向机器人发送指令，控制其前进、后退、旋转等动作，并通过设置目标点和障碍物位置，实现对机器人的路径规划。
这个实例可以帮助用户了解MCGS的运动控制和路径规划功能，以及如何通过指令控制和路径规划算法实现机器人的自主运动。
电子课件-《自动控制技术》-B02-4260 第二章 自动控制系统的应用实例
第二章 自动控制系统的应用实例
当自动控制系统的给定信号是已知的时间函数时，称这类系统为程序控制系 统（Programmed Control System）。如图所示是一个仿型铣床的原理示意图。
仿型铣床的原理示意图
第二章 自动控制系统的应用实例
工作原理是：刀架电动机拖动刀架前行的同时带动靠模触指，触指的上下运 动使电位器滑臂移动，得到不同的电压与误差进行比较，再经过电压和功率放大， 驱动刀架电动机带动刀架做上下运动，最终使得加工的工件与模型一样。但是， 制做精确的立体木模是一个精细、费时的工作，所以后来又将木模以纸带（或磁 带）上的脉冲系列来代替，这时的闭环控制系统如图所示。加工时由光电阅读机 把记录在穿孔纸带（或磁带）上的程序指令，变成电脉冲（即指令脉冲），送入 运算控制器。运算控制器完成对控制脉冲的寄存、交换和计算，并输出控制脉冲 给执行机构。执行机构根据运算控制器送来的电脉冲信号，控制机床的运动，完 成切削成形的要求。
第二章 自动控制系统的应用实例
二、炉温自动控制系统
图中的加热炉采用电加热的方式运行，加热器所产生的热量与施加的电压uc 的平方成正比， uc增高，炉温就上升。
炉温自动控制系统原理图
第二章 自动控制系统的应用实例
在正常情况下，炉温等于某个期望值t，热电偶的输出电压uf正好等于给定电 压ugd 。此时， ue = ugd - uf =0，故ul = ua=0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触 点停留在某个合适的位置上，使uc保持着一定的数值。这时炉子散失的热量正好
为克服上述缺点，通常采用一对自整角机作为角度检测装置，以取代电位器， 从而组成自整角机式的随动系统。
第二章 自动控制系统的应用实例
如图所示是采用自整角机作为角度检测的火炮方位角控制的随动系统示意图。 图中的自整角机运行于变压器状态，自整角发送机BD的转子与输入轴连接，转 子绕组通入单相交流电；自整角接收机BS的转子则与输出轴（炮架的方位角轴） 相连接。
自动控制实例
自动控制实例
自动控制是指通过检测外界信息，依据设定的控制算法和控制处理获得控制量，在某
种被控制器控制下，实现其目标功能的系统。
自动控制是自动化技术最重要的部分，也是
机械、电子自动化技术发展的主要方向。
自动控制的主要功能在于检测并控制物体的行为，通常能够根据物体的状态执行调节或纠正动作，使得物体的性能达到规定的标准。
它能够
实现多个连续的指令操作，以达到自动控制的目的。
自动控制的实现常常采用工程中的控制系统，系统实现自动控制，并以自己的方式把
做出的控制作为反馈传送回来，使得系统能够根据实际情况调整自己的控制方式。
它包含
硬件系统，如传感器、执行器、控制器和信息元件等，以及软件系统，如控制算法、把握
系统特性的参数，以及仿真模拟和测试等。
自动控制系统运行的基本原理是控制对象（如
机器人、机床等）被视作一个函数映射，它把控制量（如负载、速度等）转换为控制目标（如加工效果或噪声）；在某些情况下，控制量也可以被视作变量，把控制反馈传送到控
制器，以便使之进行相应调整。
自动控制系统在自动化技术中的应用越来越广泛，被广泛应用于机器人、汽车、航空
航天以及机械制造工业等多种领域。
它可以大大提高系统的效率与可靠性，是自动化技术
发展的重要助力。
(完整版)控制系统实例32个
开环控制系统方框图19例1、水泵抽水控制系统2、家用窗帘自动控制系统3、宾馆自动门控制系统4、楼道自动声控灯装置5、游泳池定时注水控制系统 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量6、十字路口的红绿灯定时控制系统7、公园音乐喷泉自动控制系统8、自动升旗控制系统9、宾馆火灾自动报警系统10、宾馆自动叫醒服务系统11、活动猴控制系统12、公共汽车车门开关控制系统控制量控制量 控制量 控制量 控制量（压缩空控制量控制量13、家用缝纫机缝纫速度控制系统14、普通全自动洗衣机控制系统15、手电筒控制装置16、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统17、可调光台灯控制系统18、电吹风控制系统控制量控制量 控制量输入量 （压力传感器是否测到压力异常信号） 控制量 控制量控制量19、普通电风扇控制系统----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------闭环控制系统方框图12例1、家用压力锅工作原理2、投篮控制量给定量给定量 被控量给定量3、供水水箱的水位自动控制系统4、加热炉的温度自动控制系统5、抽水马桶的自动控制系统6、花房温度控制系统被控量给定量被控量给定量被控量给定量给定量被控量控制量7、夏天房间温度控制系统8、家用电饭锅保温控制系统9、家用电冰箱温度控制系统10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统给定量被控量房内实被控量给定量 控制量被控量 冰箱实给定量 给定量被控量—80℃） 控制量11、粮库温、湿度自动控制系统12、自动保温电热水壶控制系统被控量 粮库内给定量（设定控制量 给定量控制量。
1200pid控制实例
1200pid控制实例PID控制是一种广泛应用于自动控制系统中的方法，通过对系统的反馈信息进行处理和调节，使得系统能够更准确地达到预期的控制目标。
本文将介绍一个具体的1200 PID控制实例，详细说明其实施步骤和效果。
一、引言PID控制是一种经典的控制算法，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。
每个部分的权重可以调节，通过优化调节参数，可以实现对控制系统的精确控制。
在本文的实例中，我们将以一个1200的PID控制为例，来演示其应用。
二、实施步骤1. 确定系统的目标和需求：在实施1200 PID控制之前，首先需要明确控制系统的目标和需求。
比如，在一个温控系统中，我们的目标可能是将温度控制在特定的范围内，同时需要考虑温度的稳定性和响应时间。
2. 收集系统的反馈信息：为了进行PID控制，需要实时收集系统的反馈信息。
比如，在温控系统中，可以通过传感器来实时监测当前的温度，并将其作为控制系统的反馈信号。
3. 设计PID控制算法：根据系统的目标和需求，设计PID控制算法。
在1200 PID控制中，比例、积分和微分的权重需要根据具体系统进行调节。
通常使用试探法或者经验法来优化这些参数，以达到控制系统的理想效果。
4. 实施PID控制并调节参数：将设计好的PID控制算法应用于系统中，并进行参数调节。
在实施过程中，可以通过对比预期输出和实际输出来调整参数，逐步优化控制系统的性能。
5. 评估控制系统的性能：实施PID控制一段时间后，对控制系统的性能进行评估。
可以使用稳定性分析、响应时间和误差等指标来评估系统的性能，如果达到了预期效果，则可以进入下一步。
6. 进行系统的优化调整：根据评估结果，对控制系统进行优化调整。
可以根据具体需求，调整比例、积分和微分的权重，以获得更好的控制效果。
7. 持续监控和改进：实施1200 PID控制后，需要持续监控系统的性能，并根据实际情况进行改进和调整。
可以通过定期检查和提前预警来确保控制系统的稳定性和可靠性。
自动控制原理自动化的应用举例
自动控制原理自动化的应用举例自动控制原理是一门基于控制理论的技术学科，涉及电控、机控、仪控、自动化工艺装备及其系统的控制原理和方法等，应用广泛，包括工业、交通、医疗、军事等领域。
自动化是指通过自动化设备和控制系统实现生产过程的全面自动化，从而提高生产效率、质量和可靠性，降低生产成本。
下面我们来看一些自动化应用的实例：1. 工业机器人工业机器人是指可以自动执行工业制造和加工任务的机器人。
它们采用自动控制原理和计算机控制系统，具有高效率、精度和可靠性等优点。
在汽车、电子、机械制造、冶金、化工等领域，工业机器人已经成为一种不可或缺的自动化工具。
2. 智能交通控制系统智能交通控制系统是将自动控制原理和计算机技术相结合，实现道路交通车流量、车速、路况等信息的采集和处理，以及交通信号、路灯、道路电器设备等的自动控制。
智能交通控制系统的实现，可以切实提高道路交通效率、安全性和节能降耗。
3. 智能家居系统智能家居系统是将自动控制原理应用于家庭内部装修，通过安装多种传感器和自动化设备，实现家居设备的自动控制和协调。
例如，可以通过程序控制家电开关、窗帘、空调温度等，从而提高家居生活的舒适感和便利性。
4. 机场自动化系统机场自动化系统是利用自动控制原理和计算机技术，实现机场航班管理、行李处理、旅客安检等一系列复杂工作的自动化。
机场自动化系统的实现，可以极大地提高机场的安全性、准确性和服务效率。
5. 医疗器械自动化医疗器械自动化指的是将自动控制原理应用于医疗设备上，例如医用注射器、输液装置、血压监测仪等，可以自动控制医疗设备的运转和工作，实现医疗过程的更高效和更加安全。
总的来看，自动控制原理和自动化技术的应用已经广泛渗透到工业、交通、住宅、医疗等多个领域。
随着科技的发展，自动化的应用将更加广泛和深入。
【精品PDF】列举生活中的一些自动控制实例
【精品PDF】列举生活中的一些自动控制实例
1.智能家居
现在越来越多的家庭都是智能家居，在这些家居中有很多自动控制的实例。
例如，居家安防系统可以通过人体红外探测器来自动识别入侵者并报警；智能灯控系统可以根据家庭成员的习惯来自动调节灯光亮度、色温等；智能温控系统可以通过传感器来检测室内温度，自动调整空调的温度、制冷或加热等，从而保证室内的舒适度。
2.自动售货机
自动售货机是生活中非常常见的自动控制设备。
当我们投入硬币或扫码支付时，自动售货机就会根据我们选择的商品自动出货。
这种方式不仅省去了收银员的人力成本，还可以快速准确地向我们提供服务。
3.自动取款机
现在的自动取款机可以接受语音或触摸屏等不同的操作方式，可以非常方便地提供存取款服务。
除了可以自动识别银行卡并提供相应的服务外，还配备了密码输入键盘和证件扫描器等安全措施，保障了用户的资金安全。
4.智能停车场管理系统
智能停车场管理系统可以通过自动识别车牌来进行车辆进出和停放管理。
在这种系统中，车辆进入时会记录车牌信息，并自动抬起车位的道闸；车辆离开时，系统会根据停放时间和停车费率自动计算停车费用，然后收费并放下道闸。
这种方式不仅提高了停车场的管理效率，还为车主提供了便利的停车服务。
6.自动化工厂
自动化工厂是现代制造业的重要组成部分，通过自动化控制来实现生产和加工流程的自动化。
在这种系统中，智能化的设备可以直接和生产管理系统相连，为工厂的生产流程提供更加高效、准确和透明的服务。
自动化控制的实例
自动化控制的实例一、工业自动化工业自动化是自动化控制的重要应用领域之一，通过自动化控制技术，可以实现生产过程中的设备自动化、智能化和高效化。
例如，自动化流水线、自动化装配机械、自动化仓储系统等，这些系统能够提高生产效率、降低人工成本，并保证产品质量。
二、智能家居智能家居是近年来快速发展的领域，通过自动化控制技术，可以实现家居设备的智能化和自动化控制。
例如，智能空调、智能照明、智能窗帘、智能安防等，这些设备可以通过中央控制器或智能手机等设备进行远程控制，提供舒适、安全和节能的家居环境。
三、智能农业智能农业是指通过自动化控制技术实现农业生产的智能化和高效化。
例如，智能温室、智能灌溉、智能养殖等，这些系统能够实现精准种植、养殖和农业管理，提高产量和质量，减少资源浪费和环境污染。
四、交通控制交通控制是自动化控制的重要应用领域之一，通过自动化控制技术，可以实现交通信号灯的智能化和自动化控制。
例如，智能交通系统（ITS），该系统可以通过实时监测道路交通流量、车速等信息，自动调整信号灯的时长和配时方案，提高道路通行效率，减少交通拥堵和事故风险。
五、环境监测环境监测是自动化控制的重要应用领域之一，通过自动化控制技术，可以实现环境参数的实时监测和数据分析。
例如，空气质量监测站、水体质量监测系统等，这些系统可以通过传感器等设备实时监测环境参数，并将数据传输到数据中心进行分析和处理，为环境保护和治理提供科学依据。
六、机器人技术机器人技术是自动化控制的重要应用领域之一，通过机器人技术，可以实现机器人的自主导航、智能感知和控制等功能。
例如，工业机器人、服务机器人、医疗机器人等，这些机器人能够提高工作效率、减轻劳动强度、减少人力成本。
同时机器人技术还能够替代人类从事危险和艰苦的工作，提高作业安全性和质量。
七、电力系统电力系统是自动化控制的重要应用领域之一，通过自动化控制技术，可以实现电力系统的智能化和高效化。
例如，智能电网、微电网等，这些系统可以通过传感器等设备实时监测电力系统的运行状态和参数，并自动调整电力供应和需求，保证电力系统的稳定、安全和高效运行。
自动控制原理的应用实例
自动控制原理的应用实例引言自动控制原理是现代工程领域中的重要学科，它以研究和应用控制系统为核心，通过对系统的建模、分析和设计，实现对系统的自动控制和调节。
在实际应用中，自动控制原理被广泛运用于各个领域，包括工业生产、交通运输、能源管理等。
本文将通过列举一些自动控制原理的应用实例，来展示其在真实场景中的应用效果。
工业生产领域1. 自动化生产线•自动控制原理应用于汽车生产线中，通过控制系统对整个生产流程进行自动化控制，提高生产效率和质量。
•利用自动控制技术，对食品生产线进行自动化控制，实现自动化生产和包装。
有效提高了生产效率，减少了人工错误和浪费。
2. 机械设备控制•自动控制原理被广泛应用于机械设备控制，如风力发电机组、水泵控制系统等，通过控制系统对各种参数进行监控和调节，实现设备的自动运行和保护。
交通运输领域1. 智能交通系统•自动控制原理应用于智能交通系统中，通过对交通流量的实时监测和分析，智能控制信号灯的时序，优化车辆流动，减少交通堵塞问题。
2. 自动驾驶技术•自动控制原理在自动驾驶技术中起着重要作用。
通过对车辆行驶状态的感知和控制，实现自动驾驶和自动避障，提高交通安全性。
能源管理领域1. 节能控制系统•自动控制原理应用于能源管理领域，通过对能源系统的监测和控制，实现能源的合理利用和节约。
例如，智能家居中的温度控制系统，能够根据室内外温度和设定参数，自动控制空调和供暖设备的启停，提高能源利用效率。
2. 智能电网•自动控制原理在智能电网中的应用越来越广泛。
通过对电力系统的监测和控制，实现对电力负荷的优化调度，提高电力系统的稳定性和经济性。
总结通过以上列举的自动控制原理的应用实例，可以看出自动控制原理在工业生产、交通运输和能源管理等领域中的广泛应用。
自动控制技术的发展为各行各业提供了更高效、更安全和更可靠的解决方案，推动了社会的进步和发展。
随着技术的不断创新和进步，相信自动控制原理的应用将会在更多领域展现出更大的潜力。
自动控制系统实例
PLC
扩充模块
继电接触器 水
压
反
MM
变频器
馈
M
传感器以及水泵、阀门等被控对象
图7-14 控制装置结构图
结束
燃 料 量
I1
F1C
LS
蒸
空
汽
气
压
量
PC 力
IP
I2
HS
F2C
含 氧 量
AC 最优值
图7-11 烟气含氧量闭环控制系统
7.4 恒压供水控制系统
图7-12中，由A、B两个水厂分别向某区域供水，其中A水厂向该地区 用户提供固定的基本供水量。当用水量超过基本值时，就由B水厂将B水 源的水注入供水母管。为使在用水负荷变化较大时母管中水压恒定，B水 厂装有三台75kw电动机驱动的水泵。其中1号泵驱动电动机由变频器供电， 对母管的水压进行恒压调节。
根据蒸汽流量和水流量的变化控制给水阀形成水位蒸汽流量和给水流量的三冲量控制系统而且这三个冲量有不同的连接方式图76为其中的一种它实质上是前馈根据蒸汽流量和水流量的变化控制给水阀形成水位蒸汽流量和给水流量的三冲量控制系统而且这三个冲量有不同的连接方式图76为其中的一种它实质上是前馈串级控制系统能获得良好的控制效果
3﹚主蒸汽温度的相位补偿回路。在喷水量的扰动下，蒸汽温度的响 应有较大的相位滞后，因此在前向通道中加入一个相位补偿回路，如 图7-8中的虚框所示。它实际上是由两个控制器、两个加法器组成的二 阶导前-滞后环节。只要根据蒸汽温度对象的动态特性适当选择这些参 数，就可以对主蒸汽温度与其设计的偏差进行相位滞后补偿，改善控 制品质。
蒸汽 LC
给水
IC
IF
I=F(IOˊ,IF,IO)
I
IO
控制系统实例32个
开环控制系统方框图19例1、水泵抽水控制系统2、家用窗帘自动控制系统3、宾馆自动门控制系统4、楼道自动声控灯装置5、游泳池定时注水控制系统 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量 控制量6、十字路口的红绿灯定时控制系统7、公园音乐喷泉自动控制系统8、自动升旗控制系统9、宾馆火灾自动报警系统10、宾馆自动叫醒服务系统11、活动猴控制系统12、公共汽车车门开关控制系统控制量控制量 控制量 控制量 控制量（压缩空控制量控制量13、家用缝纫机缝纫速度控制系统14、普通全自动洗衣机控制系统15、手电筒控制装置16、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统17、可调光台灯控制系统18、电吹风控制系统控制量控制量 控制量输入量 （压力传感器是否测到压力异常信号） 控制量 控制量控制量19、普通电风扇控制系统----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------闭环控制系统方框图12例1、家用压力锅工作原理2、投篮控制量给定量给定量 被控量给定量3、供水水箱的水位自动控制系统4、加热炉的温度自动控制系统5、抽水马桶的自动控制系统6、花房温度控制系统被控量给定量被控量给定量被控量给定量给定量被控量控制量7、夏天房间温度控制系统8、家用电饭锅保温控制系统9、家用电冰箱温度控制系统10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统给定量被控量房内实被控量给定量 控制量被控量 冰箱实给定量 给定量被控量—80℃） 控制量11、粮库温、湿度自动控制系统12、自动保温电热水壶控制系统被控量 粮库内给定量（设定控制量给定量控制量。
工程学中的自动控制理论应用实例分析
工程学中的自动控制理论应用实例分析1. 引言自动控制理论是一门研究系统如何通过输入和输出之间的数学模型，实现自动控制的学科。
在工程学中，自动控制理论被广泛应用于各种系统的控制和优化。
本文将通过分析几个实际应用实例，来探讨自动控制理论在工程学中的应用。
2. 温室控制系统温室是一种用于种植农作物的封闭空间，通过调节温度、湿度和光照等环境参数，可以提供适宜的生长条件。
温室控制系统利用自动控制理论，实现对温室环境的精确控制，以提高作物生长效率。
温室控制系统通常包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器和执行器等组件。
以温度控制为例，传感器会实时监测温室内的温度，并将监测到的数据传输给控制器。
控制器根据设定的温度范围和作物对温度的要求，计算出需要调整的控制量，如通风和加热等。
然后，控制器会发送控制信号给执行器，执行器根据信号控制通风窗口和加热设备，以调整温室内的温度。
通过自动控制理论，温室控制系统可以精确控制温室内的温度，在不同的季节和天气条件下，维持作物所需的最佳生长温度，从而提高作物的产量和质量。
3. 汽车巡航控制系统汽车巡航控制系统是一种能够自动控制车辆速度的系统，能够帮助驾驶员在长途行驶中保持车辆的稳定速度，减轻驾驶负担。
自动巡航控制系统通常包括车速传感器、控制器和执行器等组件。
在自动巡航模式下，车速传感器会实时监测车辆的速度，并将监测到的数据传输给控制器。
控制器根据设定的巡航速度和车速差值，计算出需要调整的控制量，如油门开度。
然后，控制器会发送控制信号给执行器，执行器根据信号控制油门执行器，以调整车辆的速度。
通过自动控制理论，汽车巡航控制系统可以稳定地控制车辆的速度，在高速公路等道路条件下，为驾驶员提供更加舒适和安全的驾驶体验。
4. 电力系统自动控制电力系统是一个复杂而庞大的系统，包括发电、输电和配电等环节。
为了实现电力系统的稳定和可靠运行，自动控制理论在电力系统中得到了广泛应用。
在发电环节，自动控制系统可以通过实时监测发电机的负荷和功率输出，计算出需要调整的控制量，如燃料供应和发电机励磁系统的调整，以保持发电机的稳定运行。
总结自动控制系统实例框图
文件编号： 31-C7-EC -7D -7A整理人 尼克自动控制系统实例框图自动控制原理知识要点与习题解析第2章 控制系统的数学模型数学模型有多种表现形式：传递函数、方框图、信号流图等。
r(t) n(t)； c(t) e(t) ⋯ ； G(s) H(s) Φ(s) Φe (s) Φn (s) Φen (s)；P32 (自动控制原理p23)1.知控制系统的方框图如题2-17图所示，试用方框图简化方法求取系统的传递函数。
P33解： 方框图简化要点，将回路中的求和点、分支点等效移出回路，避免求和点与分支点交换位置。
(e)Φ(s)=G 1G 2G 31+G2H 1−G 1G 2H 1+G 2G 3H 2+G 4；P37 (p73)2-21 试绘制与题2-21图中系统方框图对应的信号流图，并用梅森增益公式求传递函数C (s )/R (s ) 和误差传递函数E (s )/R (s )E (s)C (s)R (s)G 4(s) G 1(s)G 2(s)G 3(s)题2-1 7图 控制系统方框图(e)C (s)R (s) - - G 4(s)H 1(s)H 2(s) G 1(s) G 2(s) G 3(s)C (s)R (s)-G 4(s)H 1(s)/G 3(s) H 2(s)G 1(s)G 2(s)G 3(s)/[1+G 2 (s)H 1(s)] 题2-17解图 控制系统简化方框图H 1(s) C (s)R (s)--G 4(s)H 1(s) H 2(s)G 1(s)G 2(s)G 3(s) 1/G 3(s) 1/G 3(s)注：P21(2) 依据系统方框图绘制信号流图首先确定信号流图中应画出的信号节点，再根据方框图表明的信号流向，用支路及相应的传输连接信号节点。
步骤如下，(a)系统的输入为源点，输出为阱点；(b)在方框图的主前向通路上选取信号节点，即相加点后的信号和有分支点的信号，两信号是同一个信号时只作为一个节点；(c)其它通路上，仅反馈结构求和点后的信号选作节点； (d)最后，依据信号关系，用支路连接这些节点。
《自动控制实例》(共8张PPT)
1. 函数记录仪
2. 飞机-自动驾驶仪
3. 电阻炉-微机温控系统
4. 锅炉-液位控制系统
2022/5/7Βιβλιοθήκη 11. 函数记录仪
函数记录仪是一种通用的自动记录仪，它可以在直角坐标上自动描绘两个电量 的函数关系．同时，记录仪还带有走纸机构，用以描绘一个电量对时间的函数关系。
2022/5/7
用于工业生产中炉温控制的微型计算机控制系统， 具有精度高、功能强、经济性好、无噪声、 显示醒目、读数直观．打印存档方便、操作简单、灵活性和适应性好等一系列优点。用微型计算 机控制系统代替模拟式控制系统是今后工业过程控制的开展方向。图1-12为某工厂电阻炉微型计 算机温度控制系统原理示意图
2022/5/7
6
4. 锅炉-液位控制系统
锅炉是电厂和化工厂里常见的生产蒸汽的设备．为了保证锅炉正常运行，需要维持锅炉液位为正 常标准值。锅炉液位过低，易烧干锅而发生严重事故；锅炉液位过高，那么易使蒸汽带水开有溢出 危险。因此，必须通过调节器严格控制锅炉液位的上下，以保证锅炉正常平安地运行。常见的锅炉 液位控制系统示意图如图1-13所示。
2
1. 函数记录仪
可锅以炉操 -液纵位飞控机制爬系高统、下滑和转弯。 锅炉液 -液位位过控低制，系易统烧干锅而发生严重事故； 用锅微炉型 是计电算厂机和控化制工系厂统里代常替见模的拟生式产控蒸制汽系的统设是备今．后为工了业保过证程锅控炉制正的常开运展行方，向需。要维持锅炉液位为正常标准值。 函用数微记 型录计仪算是机一控种制通系用统的代自替动模记拟录式仪控，制它系可统以是在今直后角工坐业标过上程自控动制描的绘开两展个方电向量。的函数关系．同时，记录仪还带有走纸机构，用以描绘一个电 量它对可时 以间稳的定函飞数行关的系姿。态、高度和航迹； 可锅以炉操 是纵电飞厂机和爬化高工、厂下里滑常和见转的弯生。产蒸汽的设备．为了保证锅炉正常运行，需要维持锅炉液位为正常标准值。 用可微以型 操计纵算飞机控爬制高系、统下代滑替和模转拟弯式。控制系统是今后工业过程控制的开展方向。 图电1阻-1炉2-为微某机工温厂控电系阻统炉微型计算机温度控制系统原理示意图 锅飞炉机液 自位动过驾低驶，仪易是烧一干种锅能而保发持生或严改重变事飞故机；飞行状态的自动装置。 锅它炉可是 以电稳厂定和飞化行工的厂姿里态常、见高的度生和产航蒸迹汽；的设备．为了保证锅炉正常运行，需要维持锅炉液位为正常标准值。 它图可1-1以2稳为定某飞工行厂的电姿阻态炉、微高型度计和算航机迹温；度控制系统原理示意图 用可微以型 操计纵算飞机控爬制高系、统下代滑替和模转拟弯式。控制系统是今后工业过程控制的开展方向。 锅图炉1-1液2位为过某低工，厂易电烧阻干炉锅微而型发计生算严机重温事度故控；制系统原理示意图 锅炉是 液电位厂过和低化，工易厂烧里干常锅见而的发生产严蒸重汽事的故设；备．为了保证锅炉正常运行，需要维持锅炉液位为正常标准值。 锅 用炉于是工电 业厂 生和 产化 中工 炉厂 温里 控常制见 的的 微生 型产 计蒸 算汽 机的 控设 制备 系． 统为 ，了具保有证精锅度炉高正、常功运能行强，、需经要济维性持好锅、炉无液噪位声为、正显常示标醒准目值、。读数直观．打印存档方便、操作 图简1单-1、2灵为活某性工和厂适电应阻性炉好微等型一计系算列机优温点度。控制系统原理示意图
控制系统实例32个
控制系统实例32个开环控制系统方框图19例1、水泵抽水控制系统2、家用窗帘自动控制系统输入量 （给定量）控制器执行器被控对象输出量 （被控量）控制量输入量 （接通电源）控制器 （控制电路）执行器 （水泵）被控对象 （水管）输出量 （水管排出水）控制量 （水流量）输入量 （天亮或暗）控制器 （光的检测装置）执行器 （电动机）被控对象 （窗帘）输出量 （窗帘开或闭）控制量（转动）3、宾馆自动门控制系统4、楼道自动声控灯装置5、游泳池定时注水控制系统6、十字路口的红绿灯定时控制系统输入量（人热辐射发出的信号）控制器 （控制电路）执行器 （电动机）被控对象 （自动门）输出量 （门开或闭）控制量 （转动）输入量 （设定注水的时间）控制器 （定时器）执行器 （进水门阀）被控对象 （游泳池）输出量 （游泳池的水位）控制量（水流量）输入量（设定亮、灭时序）控制器 （电脑）执行器 （时序控制装置）被控对象 （红绿灯）输出量 （灯亮、灭时序）控制量 （电流）输入量（有无声音）控制器 （声电传感执行器 （触点延时开关）被控对象 （楼道灯）输出量 （灯亮或灭）控制量 （电流）7、公园音乐喷泉自动控制系统8、自动升旗控制系统9、宾馆火灾自动报警系统输入量 （音乐信号）控制器 （声控装置） 执行器 （阀门） 被控对象（喷嘴）输出量 （喷水与否）控制量（开、关）输入量 （烟雾信号）控制器 （感烟控制装置）执行器 （报警电路）被控对象 （报警部件）输出量 （报警信号）控制量 （电流）输入量（定时时间）控制器 （定时装置）执行器 （电动机）被控对象 （滑轮、国旗）输出量 （升旗速度）控制量 （转动）10、宾馆自动叫醒服务系统11、活动猴控制系统12、公共汽车车门开关控制系统13、家用缝纫机缝纫速度控制系统输入量 （人操纵动作）控制器 （牵引线）执行器（线、孔杠杆装置）被控对象 （猴的活动部件）输出量 （猴的动作或表情）控制量 （活动量）输入量 （开、关）控制器 （控制电路）执行器 （执行活塞）被控对象 （车门）输出量（车门的开或关）控制量 （压缩空气流向） 输入量 （脚踏速度）控制器 （踏脚板）执行器 （传动装置）被控对象 （缝纫机）输出量 （缝纫速度）控制量 （转动）输入量 （时间设定）控制器 （电脑）执行器 （拨号装置）被控对象 （电话机）输出量 （电话铃声）控制量（电流）14、普通全自动洗衣机控制系统15、手电筒控制装置16、宾馆自动门加装压力传感器防意外事故自动控制系统 输入量 （人的动作）控制器（按钮） 执行器（电路）被控对象 （小灯泡）输出量 （亮或灭）控制量 （电流）输入量 （接通电源）控制器 （控制电路）执行器 （电机等装置）被控对象 （洗衣机）输出量 （运行或停止）控制量 （转动等）输入量 （压力传感器是否测到压力异常信号）控制器 （控制电路）执行器 （电机）被控对象 （门刹车）输出量 （门锁定与否）控制量 （转动）17、可调光台灯控制系统18、电吹风控制系统19、普通电风扇控制系统输入量 （设定的档位）控制器 （控制电路）执行器 （可变电阻）被控对象 （灯泡）输出量 （灯泡亮度）控制量（电流大小）输入量 （设定的档位）控制器 （控制电路）执行器 （风扇、电热丝）被控对象 （电吹风）输出量 （风速、温度）控制量 （电压）----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------闭环控制系统方框图12例1、家用压力锅工作原理2、投篮输入量 （设定的档位）控制器 （控制电路）执行器 （电动机）被控对象 （电风扇）输出量 （风速）（转速）控制器执行器被控对象（输出量）给定量 （输入量） 检测装置控制量比较器控制器 （重锤）执行器 （出汽孔） 被控对象 （压力锅）被控量 （锅内压力）给定量 （重锤重力）检测装置 （重锤）控制量 （出汽量）比较器3、供水水箱的水位自动控制系统4、加热炉的温度自动控制系统5、抽水马桶的自动控制系统控制器 （大脑）执行器 （手）被控对象 （篮球）被控量 （篮球位置）给定量 （篮圈位置） 检测装置 （眼睛）控制量 （投掷力）比较器控制器 （机械或电气控制装置）执行器 （阀门）被控对象 （水箱）被控量 （水箱水位）给定量 （设定的水位高度）检测装置 （浮球或液位传感）控制量 （进水量）比较器控制器 （电子或微机控制装置）执行器 （加热器）被控对象 （加热炉）被控量 （炉内温度）给定量 （设定的温度）检测装置 （热电偶）控制量（电压）比较器控制器 （连杆机构）执行器 （进水阀门）被控对象 （水箱）被控量 （水箱水位）给定量（设定的水位）检测装置 （浮球）控制量（进水量）比较器6、花房温度控制系统7、夏天房间温度控制系统8、家用电饭锅保温控制系统9、家用电冰箱温度控制系统给定量 （设定的温度）控制器 （控制装置）执行器 （制冷装置） 被控对象（空调房间）被控量（房内实际温度）检测装置 （空调测温装置）控制量 （制冷量）比较器给定量 （设定的温度） 控制器 （控制电路）执行器 （加热或制冷元件） 被控对象 （花房）被控量 （花房温度）检测装置 （温度传感器）控制量 暖量）比较器被控量 冰箱实给定量 给定量（设定的温度）控制器 （温控装置）执行器 （电热盘）被控对象 （电饭锅）被控量—80℃） 检测装置 （双金属片）控制量（加热时间）比较器10、宾馆使用多台热水器串联电辅助加热自动控制系统11、粮库温、湿度自动控制系统12、自动保温电热水壶控制系统控制器 （控制电路）执行器 （加热器） 被控对象 （水箱）被控量给定量 （设定的水温） 检测装置 （感温装置）控制量 （加热时间）比较器控制器 （控制装置）执行器 （降温除湿装置）置被控对象 （粮库）被控量 （粮库内温、湿度）给定量 （设定的温、湿度） 检测装置 （感温、湿装置）控制量（降温除湿时间）比较器给定量 （设定的温度）控制器 （温控装置）执行器 （加热器） 被控对象 （水壶）检测装置 （测温装置）控制量（加热时间） 比较器。
自动控制实例及原理
自动控制实例及原理
自动控制是指通过电子、传感器、执行器等设备，以自动化的方式对系统进行监测、调节和控制的过程。
它可以应用于各种领域，如工业生产、交通运输、能源管理等。
在工业生产中，自动控制系统可以用于控制生产线上的机械设备，以确保生产的稳定性和效率。
例如，一个自动控制系统可以监测生产线上的温度、湿度、压力等参数，并通过调节传送带的速度、调节烤箱的温度等方式，实现对产品质量的控制。
在交通运输领域，自动控制系统可以应用于交通信号灯的控制。
传感器可以感知交通流量和车辆行驶方向，通过计算机算法和控制程序，自动调节信号灯的运行时间，以达到交通疏导和拥堵缓解的目的。
在能源管理方面，自动控制系统可以用于智能家居的能源管理。
通过传感器感知室内的光照、温度等参数，以及用户的行为习惯，系统可以自动调节照明、空调等设备的运行状态，实现节能和舒适性的平衡。
自动控制的原理主要包括感知与监测、决策与控制、执行与反馈三个环节。
感知与监测环节通过传感器等设备，实时获取系统的状态参数，如温度、湿度、速度等。
决策与控制环节根据感知到的参数，计算出下一步的控制策略，包括判断、选择和生成控制信号等过程。
执行与反馈环节通过执行器等设备，将控制信号转化为具体操作，实现对系统的调节。
同时，反馈环节会通过传感器获得执行结果的反馈信息，并与期望的结果进
行比对，从而修正和优化控制策略。
总结来说，自动控制是利用电子、传感器、执行器等设备，通过感知与监测、决策与控制、执行与反馈等环节，对系统进行自动化的监测、调节和控制的过程。
它可以提高生产效率、优化资源利用、增强安全性等，广泛应用于各个领域。
自动控制原理-自动化的应用举例
15Biblioteka 自动化的研究内容宽广， 并且越来越宽广
自动化是一门名副其实的多学科交叉学科
精选2021版课件
16
※基本作用（传统观念）
——比人干得更快、更好，极大地提高生产力 从自动化生产线上生产的产品，质量越来 越好，价格越来越低。例： 5 元数字计算机
——把人从繁重的危险的工作中解放出来 矿井掘井、核电站检查、消防救火、 无人侦察机、导弹（无人）
自动化或自动控制实例
日常生活中常见的：
*家庭： 全自动照相机、洗衣机、电饭煲 *银行： 自动取款机ATM
*交通： 自动控制的红绿灯、 火车上的自动烧开水机
*高档楼宇： 自动门、自动自来水开关
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1
自动化设备的特点：
工作时不需要（或很少需要）人参与，
却能按照人的要求“自动”完成其承担的任 充务分。理解： ❖ 各种自动的（或自动控制的）设备
7
军事自动化——无人飞机、导弹
交通自动化 机器人
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8
精选2021版课件
9
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10
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11
壁 面 清 洗 机 器 人
擦
玻
璃
机
器
人
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12
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13
采摘机器人
精选2021版课件
14
医 用 机 器
人
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企业间层
企业层 工程层 单元层 控制节点层 设备装置层
制造业顶层信息化
现代集成制造系统
制造业底层自动化
机器人与自动化装备
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6
楼宇（管理）自动化——
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T42
T43
T44
T46
T47
图7-2 定时器的工作时序
I0.1 M0.1 M0.1
T41
I0.2
M0.1
()
T46
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IN
TON
250 PT
100ms
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IN
TON
第7章 自动控制系统实例
交通灯的PLC控制 分体单冷空调自动控制系统 锅炉设备的控制 恒压供水控制系统
7.1 交通灯的PLC控制
这是一个完全时序控制系统，根据被控对象的 需求，分析得出其动作时序如下：
东西 方向
南北 方向
绿1闪
绿1
5次 黄1
25s
5s 5s
红2 35s
红1 35s
绿2闪
绿2
5次 黄2
分体单冷空调的结构和工作原理
室内热交换器 （蒸发器） 截止阀2 调节器
室外热交换器 （冷凝器）
压 缩 机
截止阀1 毛细管 过滤器
图7-4 分体单冷型空调制冷系统
分体单冷空调自动控制系统结构图
气温 设定值 温度
设定单元
运算单元
信号 放大单元
气温 当前值 制冷系统
温度 变送器
温度 传感器
图7-5 分体单冷空调自动控制系统
3.燃烧过程控制系统示例 图7-9给出了燃烧控制系统的基本方案。
25s
5s 5s
图7-1 交通灯的动作时序
根据需求特点，选择可编程序控制器（PLC）来对这些 信号灯进行控制。考虑性价比，这里选择最常用的西门 子S7-200型PLC作为控制器（例如可选用CPU224）。 由于该系统完全是一个按照时序来进行控制的，故可以 采用定时器指令编程控制。为了实现其工作时序，设置 10个定时器控制交通信号灯，定时器T41~T46的工作时 序如图7-3所示。绿灯1的闪烁使用定时器T47、T48控制； 绿灯2的闪烁使用定时器T49、T50控制
50
PT
100ms
T45
T46
IN
TON
50
PT
100ms
M0.1 T41 T42 T43 T43 T44 T45 M0.1
图7-3 PLC的梯形图程序
T41 T42 T42
Q0.3
()
T44 T45 T46 T43
Q0.1
()
T47
Q0.2
()
Q0.4
()
T49
Q0.5
()
Q0.6
()
7.2 分体单冷空调自动控制系统
分体单冷空调自动控制系统各部分功能
系统中温度设定单元的作用是把设定的温度值转换成标准信号；温度 传感器把当前的温度信号变成对应的电信号；温度变送器则把来自温度传 感器的信号变成标准信号；这两个标准信号比较后的系统偏差输入到了运 算单元，运算单元则根据调节规律（例如PID）对偏差进行运算并得到调节 信号；信号放大单元接收运算单元输出的调节信号并进行放大；经过放大 的信号再去启动或停止制冷系统；这样就可以起到调节室内气温的作用。 需要注意的是：气温设定值往往是一个温度点，但实际的制冷系统又不宜 过于频繁的启停。为了解决这个问题，空调的控制器的运算单元里通常设 定了一个允许误差带（允许误差范围），当前温度大于允许误差带的上限 时，运算单元才启动制冷系统；当前温度小于允许误差带的下限时，运算 单元才停止制冷系统；而当前温度位于允许误差带内时，控制器将保持当 前的输出（启动或停止），不进行制冷系统的启停切换。例如，设定温度 为26℃，允许误差带为26±2℃时；如果当前温度高于28℃，则系统开始制 冷；当前温度小于24℃时，系统停止制冷；而当前温度在24℃-28℃范围内， 即位于允许误差带内时，控制器的输出是保持不变的。
3﹚主蒸汽温度的相位补偿回路。在喷水量的扰动下，蒸汽温度的响 应有较大的相位滞后，因此在前向通道中加入一个相位补偿回路，如 图7-8中的虚框所示。它实际上是由两个控制器、两个加法器组成的二 阶导前-滞后环节。只要根据蒸汽温度对象的动态特性适当选择这些参 数，就可以对主蒸汽温度与其设计的偏差进行相位滞后补偿，改善控 制品质。
设定值 回路
先行信 号回路
Δ 相位补偿
T Δ PID Σ
d/dt
图7-8 蒸汽温度控制系统实例简图
锅炉燃烧过程的控制
锅炉燃烧过程的控制与燃料的种类、燃烧设备以及锅炉的形式 等有密切的关系。
1．锅炉燃烧过程的主要控制系统 锅炉燃烧过程主要包括以下三个方面的控制系统：燃烧量控制； 送风控制；负压控制。 2. 燃烧过程控制的基本要求 1﹚保证出口蒸汽压力稳定，能按负荷要求自动增减燃料量。 2﹚保持锅炉有一定的负压，以免负压大小，造成炉膛内热气向 外冒出，影响设备和工作人员安全。 3﹚保证燃烧状况良好既要防止空气不足使烟囱冒黑烟，也不要 因空气过量而增加热量损失。
第一过热器 减温器 第二过热器
减
温
T1C
T2C
水
图7-7 过热器温度串级控制系统
1﹚设定值回路。在低负荷运行时，主蒸汽温度达不到额定温度，因 而需要建立蒸汽温度设定值与蒸汽流量之间的函数关系。经蒸汽流量 校正后的设定值与手动上限设定值一起组成设定值回路，向温度控制 器提供设定值。
2﹚先行信号回路。采用了反映外扰的先行信号，它建立在蒸汽流量 与喷水控制阀门开度的函数关系的基础上，经过蒸汽流量和各种燃料 混烧比等外扰修正后得到的喷水阀门开度信号，直接控制喷水阀的动 作，起到前馈的作用，提高了系统克服扰动的能力；
蒸汽 LC
给水
IC
IF
I=F(IOˊ,IF,IO)
I
IO
FC
图7-6 三冲量控制系统
蒸汽过热系统的控制
控制任务是使过热器出口温度维持在允许范围内，并且保护过热器使管 壁温度不超过允许的工作温度。影响过热器出口温度的主要扰动有：蒸汽 流量扰动、烟气侧传热量的扰动和喷水量的扰动。某厂第二级减温器温度 控制系统采用图7-7所示的简图。该系统由于采用如下措施，提高了系统的 控制性能。
7.3 锅炉设备的控制
锅炉汽包水位的控制
锅炉汽包水位是被控变量，操作变量 是锅炉给水流量。为保证锅炉、汽轮机高 质量地安全运行，首先要保证汽包内部的 物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸汽量， 维持汽包中水位在工艺允许范围内，这就 是锅炉正常运行的重要指标。
根据蒸汽流量和水流量的变化控制给水阀，形成水位、蒸汽流量 和给水流量的三冲量控制系统，而且这三个冲量有不同的连接方式， 图7-6为其中的一种，它实质上是前馈—串级控制系统，能获得良好的 控制效果。