自动控制系统的基本组成及表示形式ppt

比较点：表示对信号进行加减运算
给定值
x
偏差
e z
控制器
控制信号
p
执行器
操纵变量
q
测量值
测量元件、变送器
-
f 干扰作用
对象 被控变量
y
（1）几个基本概念
Qi
被控对象（简称对象）
需要控制其工艺参数的生产设备、机器或生产过程
被控变量(y) 工艺所关心的变量！！！
对象内要求保持恒定数值（或按某一规律变化）的变量
h
-
（1）几个基本概念
能否选择V1为执行器，用Qi作为操纵变量？？
被控对象（简称对象）
需要控制其工艺参数的生产设备、机器或生产过程
被控变量(y) 工艺所关心的变量！！！
Qi
Qi
V1
对象内要求保持恒定数值（或按某一规律变化）的变量
给定值(x)
工艺规定被控变量所要保持的数值
操纵变量(q) q必与y有关且可调
给定值(x)
工艺规定被控变量所要保持的数值
h
Qo
液位控制系统 工艺要求： 水槽的液位保持在恒定值：h = 30 cm
操纵变量(q) q必与y有关且可调
具体实现控制作用的变量,即受执行器控制， 用以使被控变量保持一定数值的变量
X=30 xcm
e 控制器
f
p 执行器 Qqo 贮对象槽
y液
干扰(f)
z
位
测量元件、变送器
Qi
（4）自动控制系统是一个闭环系统 对象 -
执行器 Qo
给定值
x
偏差
e
控制器
控制信号
p
执行器 操纵变量
q
z-
测量值
测量元件、变送器
f 干扰作用
对象 被控变量
y
（2）方框图中的每一个方块都代表一个具体的装置
（3）方框与方框之间的连接线及箭头，只是代表方框之 间的信号联系及方向，并不代表方框之间的物料流向。
化工仪表及自动化
第二节 自动控制系统的基本组成和表示形式
主讲人： 化学与化工学院
-
知识回顾
现代生活离不开化工 化工生产来不了自动化 化工自动化的主要内容
自动检测系统
自动信号和连锁保护系统
自动操作及自动开停车系统
自动控制系统
-
1. 自动控制系统的基本组成
人工操作
Qi
Qi
自动控制系统
h
人工控制的速度、精度 和持续性满足不了大型
（4）自动控制系统是一个闭环系统
-
（5）正反馈与负反馈
反馈：系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回到控制
系统的输入端，并与设定值比的过程
正反馈: e = x + z “+” 号，即z取正值（可省略）
反馈结果使系统的输出信号增加
f
x
e 控制器 p 执行器 q
对象
y
+ z
测量元件、变送器
负反馈: e = x - z
正反馈系统
“-” 号，即z取负值（不可省略）
反馈的结果使系统的输出信号趋于稳定在 原来的水平上或使输出信号与给定值的偏 差趋于减小
f
x
e 控制器 p 执行器 q
对象
y
z
测量元件、变送器
负反馈系统
自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统! -
例题 用同一种形式的方块图可以代表不同的控制系统
温度控制器
X=30 xcm
e 控制器
进料流量的改变f p 执行器 Qqo 贮对象槽
y液
干扰(f)
z
位
除控制变量（操纵变量）以外，作用于对象并
测量元件、变送器
h
引起被控变量变- 化的一切外来因素
给定值
x
偏差
e
控制器
控制信号
p
执行器 操纵变量
q
z-
测量值
测量元件、变送器
f 干扰作用
对象 被控变量
y
（2）方框图中的每一个方块都代表一个具体的装置
Qo
现代化生产的要求！
-
被控对象
Qo
自动化装置
自动控制系统基本组成
Qi
自 动 控 制 系
-
统
自动化装置 被控对象
Qo
测量元件与变送器 自动控制器 执行器
2. 自动控制系统的表示形式--方框图
Qi
方框：表示系统中的一个组成部分，
也称为环节
信号线：带箭头的线段，表示环节间
相互作用关系和信号的流向
Qo
被控变量(y) 工艺所关心的变量！！！
对象内要求保持恒定数值（或按某一规律变化）的变量
给定值(x)
工艺规定被控变量所要保持的数值
h
Qo
液位控制系统 工艺要求： 水槽的液位保持在恒定值：h = 30 cm
操纵变量(q) q必与y有关且可调
具体实现控制作用的变量,即受执行器控制， 用以使被控变量保持一定数值的变量
具体实现控制作用的变量,即受执行器控制， 用以使被控变量保持一定数值的变量
X=30 xcm
e
干扰(f)
z
h
V2
QQoo
液位控制系统 工艺要求： 贮槽的液位保持在恒定值：h = 30 cm
f
控制器
p 执行器 Qqo 贮对象槽
y液
位
测量元件、变送器
h
-
（1）几个基本概念
Qi
被控对象（简称对象）
需要控制其工艺参数的生产设备、机器或生产过程
???请指出图示控制系统的 被控对象，被控变量，操纵变量和 干扰，并画出控制系统的方框图
蒸汽加热器温度控制系统
给定值
x
Baidu Nhomakorabea偏差
e z-
控制器
控制信号
p
执行器
操纵变量
q
测量值
-
测量元件、变送器
f 干扰作用
对象 被控变量
y
小结
1. 自动控制系统由几部分组成？ 2. 自动控制系统的表示形式？
思考题 除了方框图，自动控制系统还可以如何表示？
（3）方框与方框之间的连接线及箭头，只是代表方框之 间的信号联系及方向，并不代表方框之间的物料流向。
（4）自动控制系统是一个闭环系统
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给定值
x
偏差
e
控制器
控制信号
p
执行器 操纵变量
q
z-
测量值
测量元件、变送器
f 干扰作用
对象 被控变量
y
（2）方框图中的每一个方块都代表一个具体的装置
（3）方框与方框之间的连接线及箭头，只是代表方框之 间的信号联系及方向，并不代表方框之间的物料流向。
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