《自动控制系统论文》word版
自动控制原理论文
自动控制原理论文自动控制原理是现代控制工程的基础理论之一,它研究的是自动控制系统的设计、分析和应用。
自动控制系统是一种能够根据系统的输入和输出自动调节控制对象的状态或行为的系统,它在工业生产、交通运输、航空航天等领域都有着广泛的应用。
本文将从控制系统的基本概念、控制系统的分类、控制系统的性能指标和控制系统的设计方法等方面进行论述。
首先,控制系统是由控制器、执行器和被控对象组成的。
控制器接收输入信号,经过处理后输出控制信号,控制被控对象的状态或行为。
执行器接收控制信号,执行控制指令,改变被控对象的状态或行为。
被控对象是控制系统要控制的对象,其状态或行为受到控制器和执行器的影响。
控制系统的基本概念对于理解控制系统的工作原理和设计方法具有重要意义。
其次,控制系统根据控制对象的性质和控制方式可以分为连续控制系统和离散控制系统。
连续控制系统是指控制对象的状态或行为是连续变化的,控制器和执行器的输入和输出信号也是连续变化的。
离散控制系统是指控制对象的状态或行为是离散变化的,控制器和执行器的输入和输出信号也是离散变化的。
控制系统的分类对于选择合适的控制方法和设计控制系统具有重要意义。
再次,控制系统的性能指标包括稳定性、灵敏度、动态性能和鲁棒性等。
稳定性是指控制系统在受到干扰或参数变化时能够保持稳定的特性。
灵敏度是指控制系统对于输入信号和参数变化的敏感程度。
动态性能是指控制系统对于输入信号的响应速度和抑制能力。
鲁棒性是指控制系统对于模型不确定性和外部干扰的抵抗能力。
控制系统的性能指标对于评价控制系统的性能和改进控制系统的性能具有重要意义。
最后,控制系统的设计方法包括传统控制方法和现代控制方法。
传统控制方法是指基于数学模型和经验法则设计控制系统的方法,如PID控制器和根轨迹法则。
现代控制方法是指基于状态空间理论和优化理论设计控制系统的方法,如状态反馈控制和最优控制。
控制系统的设计方法对于实现控制系统的性能指标和满足控制要求具有重要意义。
自动控制系统500作文
自动控制系统500作文英文回答:Automatic control systems are an essential part of modern technology, playing a crucial role in various industries and everyday life. These systems are designed to automatically regulate and control processes, reducing human intervention and improving efficiency.One of the key benefits of automatic control systems is their ability to enhance precision and accuracy. By continuously monitoring and adjusting parameters, these systems can maintain optimal conditions and ensure consistent performance. This is particularly important in industries such as manufacturing and transportation, where even minor deviations can lead to significant issues.Furthermore, automatic control systems contribute to increased safety and reliability. In critical applications such as aerospace and nuclear power plants, these systemsare designed to respond to emergencies and prevent catastrophic failures. By implementing redundant controls and fail-safe mechanisms, the risk of accidents and human errors can be significantly reduced.In addition to industrial applications, automaticcontrol systems are also widely used in everyday devicesand appliances. From thermostats and ovens to automobiles and smartphones, these systems simplify tasks and improve user experience. For example, cruise control in vehicles automatically adjusts speed to maintain a constant velocity, reducing driver fatigue and improving fuel efficiency.Overall, automatic control systems play a vital role in modern society, offering numerous benefits in terms of efficiency, safety, and convenience.中文回答:自动控制系统是现代技术的重要组成部分,在各个行业和日常生活中发挥着关键作用。
自动控制原理论文
自动控制原理论文自动控制原理是现代控制工程的基础理论之一,它主要研究自动控制系统的基本原理、方法和技术。
自动控制系统是一种能够在没有人为干预的情况下,根据给定的规律,自动地对被控对象进行控制的系统。
它在工业生产、交通运输、航空航天、军事防卫等领域都有着广泛的应用。
自动控制原理的研究对象主要包括控制系统的建模、分析、设计和实现。
其中,控制系统的建模是自动控制原理的基础,它是指根据被控对象的特性和控制要求,将被控对象和控制器之间的关系用数学模型来描述。
常见的被控对象包括机械系统、电气系统、热力系统等,而控制器则可以是PID控制器、状态空间控制器、模糊控制器等。
通过建立准确的数学模型,可以为控制系统的分析和设计提供有力的支持。
控制系统的分析是指对已建立的数学模型进行稳定性、灵敏度、性能等方面的分析。
稳定性是控制系统的基本特性之一,它决定了系统在受到干扰或参数变化时的稳定性能。
灵敏度则是指控制系统对于参数变化的敏感程度,而性能则是指控制系统在实际工作中的控制质量。
通过对控制系统的分析,可以评估系统的性能指标,为系统的设计和改进提供依据。
控制系统的设计是自动控制原理的核心内容,它主要包括控制器的设计和参数的选择。
在控制器的设计中,需要根据被控对象的特性和控制要求,选择合适的控制策略和控制器结构。
同时,还需要对控制器的参数进行合理的选择和调整,以实现系统的稳定性、快速性和抗干扰能力。
在控制系统的设计过程中,需要综合考虑系统的动态特性、稳定性要求、性能指标等因素,以实现系统的最优控制。
控制系统的实现是自动控制原理的最终目标,它是指将设计好的控制系统实现到实际工程中,并进行调试和优化。
在控制系统的实现过程中,需要考虑系统的可靠性、实时性、成本等因素,以实现系统的可行性和实用性。
同时,还需要对控制系统进行调试和优化,以保证系统在实际工作中能够达到预期的控制效果。
总的来说,自动控制原理是一门理论与实践相结合的学科,它不仅包括控制系统的基本原理和方法,还涉及到工程技术和应用领域。
自动控制系统论文
《自动控制系统》课程论文教室灯光自动控制系统姓名:张强学号:120101301专业:机电系电气自动化指导教师:张琦焦作大学2014-06绪论随着社会经济和科学技术的发展,人类社会的进步越来越依赖于资源的开发与利用,然而与日俱增的能源需求和有限的资源数量形成了巨大的矛盾,能源短缺问题日益突出,成为一个国家经济发展的“瓶颈”。
在寻找替代品、提高能源利用率和节约能源等几种缓解能源危机的途径中,节能无疑是符合可持续发展要求。
英国城市大型彻夜灯光照明现象很少见,无论公司和政府部门,都没有虚浮华丽的所谓“照明工程”[14]。
夜晚漫步在伦敦街头,看不到大面积光华淌泻与楼体通明的景观,所有照明都基本以不影响人们的正常生活节奏为准。
许多店铺橱窗的灯光在打烊后会全部关闭,有些店铺还采用定时关灯装置。
在政府住宅楼和公寓楼内,楼道里的公用灯也大多采用自动断电装置。
作为提高能源使用效率最重要的途径之一,德国政府努力推动能源公司实施“供热供电结合”,鼓励能源公司将发电的余热尽可能用于供暖。
2002年,德国颁布了促进“供热供电结合”的法规,根据这一法规,政府向实施该措施的能源公司,尤其是小型能源公司提供补助,帮助他们置办相应设备。
中国城市每年用于公共照明的能源支出高达280多亿,节能空间巨大。
其中路灯照明能耗占30%以上。
发展城市道路照明的同时,路灯以供街道照明以外,还大力兴建了不少景观照明工程,美化城市的夜景,但同时也带来了能耗的极大浪费。
据统计2005年,我国全社会的总用电量约为24000亿kW〃h,照明用电量约为3000亿kW〃h,且每年以13%~14%的速度递增,预计到2010年,照明用电量将超过5000亿kW〃h,新增照明用电2000亿kW〃h[1]。
对高等院校,据测算,其照明耗电占本单位所有耗电的40%左右,可见在保证照明质量的前提下,对教室灯光进行自动控制,其节能效益和经济效益都是相当可观的[10]。
目前对灯光的智能控制,国内外已经开始采用,但针对教室灯光的控制智能系统还不是很完善,依然是人工管理占主导地位。
关于自动控制系统的作文
关于自动控制系统的作文英文回答:Automatic control systems play a crucial role in various industries and applications. These systems are designed to regulate and manipulate processes or devices without human intervention. They are widely used in manufacturing, transportation, energy, and many other sectors.One of the key advantages of automatic control systems is improved efficiency. By automating processes, these systems can perform tasks at a faster rate and with greater accuracy compared to manual control. This leads to increased productivity and reduced human error.Another benefit is enhanced safety. Automatic control systems can monitor and respond to changing conditions in real-time, ensuring that operations remain within safe parameters. For example, in a nuclear power plant, anautomatic control system can detect abnormal temperature or pressure levels and take corrective actions to prevent accidents.Moreover, automatic control systems enable better process optimization. They can continuously monitor and adjust variables such as temperature, pressure, and flow rate to maintain optimal conditions. This not only improves product quality but also reduces waste and energy consumption.In addition, automatic control systems offer greater flexibility and scalability. They can be easily programmed and reconfigured to adapt to changing requirements or accommodate new processes. This makes them highly versatile and cost-effective in the long run.Furthermore, automatic control systems can provide valuable data and insights. They can collect and analyze real-time data, enabling operators to make informed decisions and identify areas for improvement. This data-driven approach leads to better control and optimization ofprocesses.中文回答:自动控制系统在各个行业和应用中发挥着重要作用。
关于自动控制系统作文500字
关于自动控制系统作文500字英文回答:Automatic control systems play a crucial role in various industries and everyday life. These systems are designed to monitor and regulate the behavior of machines, processes, or even entire systems without human intervention. They rely on sensors, actuators, and controllers to measure, analyze, and adjust the variables that affect the system's performance.Automatic control systems have numerous advantages. Firstly, they enhance efficiency by optimizing the operation of machines and processes. By continuously monitoring and adjusting variables such as temperature, pressure, or speed, these systems ensure that the desired output is achieved with minimal waste or errors. This leads to improved productivity and reduced costs.Secondly, automatic control systems improve safety. Inindustries where human involvement can be dangerous or risky, such as chemical plants or nuclear power plants, these systems provide a reliable means of ensuring that processes are carried out within safe limits. They can quickly detect abnormalities or malfunctions and take corrective actions, preventing accidents or disasters.Furthermore, automatic control systems enhance precision and accuracy. Unlike humans, machines can perform repetitive tasks with consistent accuracy, eliminating human errors. This is particularly important in fields like manufacturing and robotics, where precision is crucial for producing high-quality products or performing delicate operations.In addition, automatic control systems enable remote monitoring and control. With the advancement of technology, these systems can be accessed and operated remotely, allowing for real-time monitoring and adjustments from anywhere in the world. This is especially beneficial for industries with distributed operations or for monitoring critical infrastructure.中文回答:自动控制系统在各个行业和日常生活中起着至关重要的作用。
自动控制系统的作文
自动控制系统的作文
在无垠的科技海洋里,自动控制系统就像个超级厉害的船长,
把复杂的机械船开得稳稳当当。
它们用超精准的算法和飞快的处理器,就像有双透视眼,时刻盯着机器设备,确保生产流程一顺到底,安全无忧。
在工厂里啊,自动控制系统就像个隐形的大手,悄悄地掌控着
生产线的每个环节。
从材料运过来,到产品做出来,再到最后打包好,每个环节都靠它管得井井有条。
这样一来,生产效率嗖嗖地往
上升,人为出错的机会也大大减少了。
不过啊,自动控制系统可不止是冷冰冰的机器,它们还挺有
“想法”的。
随着人工智能越来越火,这些系统也变得越来越聪明。
它们现在能自己学习、自己优化,还能通过大数据预测未来的生产
趋势,然后提前调整计划,让管理变得更智能。
而且啊,自动控制系统现在可是无处不在。
在交通上,自动驾
驶系统能让车自己认路、自己开,感觉就像科幻电影里的场景。
在
医疗上,智能医疗系统能实时监测病人的情况,给医生出谋划策,
让治疗更精准。
这些应用真的让咱们的生活变得更方便了,也显示
了自动控制系统在各个领域都有大用处。
展望未来啊,自动控制系统肯定还会发挥更大的作用。
说不定以后咱们的生活会变得更便捷、更智能,全靠这些聪明的系统啦!。
关于自动控制系统的作文素材
关于自动控制系统的作文素材
在一个高科技工厂里,自动控制系统简直是个“幕后英雄”。
它就像个超级大脑,默默操控着各种机器,让它们乖乖听话。
传感器们就像是它的“小眼睛”,时刻盯着各种数据,确保一切都按计划进行。
温度、压力,这些参数它都能精确控制,让生产效率嗖嗖往上涨。
到了晚上,城市灯光闪烁,自动控制系统在电网里可是个“大忙人”。
它得根据大家的用电需求,像变魔术一样调整电力分配,让每一度电都发挥最大价值。
要是遇到紧急情况,它还能秒速切断故障区域的电源,保障大家的安全。
说到医疗领域,自动控制系统也是“牛气冲天”。
手术室里的机器人手臂,就像医生的手下小弟,能远程操作完成那些复杂的手术。
还有在制药厂里,系统精准地控制温度、湿度和时间,确保药品质量杠杠的。
现在啊,自动驾驶汽车也越来越普及了。
自动控制系统就是它的“大脑”,集成了导航、传感器、决策算法等各种黑科技,让车子自己识别路况、规划路线,遇到障碍还能灵活避开。
这可让驾驶
更安全,出行也更方便了。
环保领域里,自动控制系统也是功不可没。
它就像个“环保卫士”,监督着各种污染源的排放情况,一旦发现异常就马上处理,保护我们美好的家园。
自动控制系统500字作文
自动控制系统500字作文英文回答:Automatic control systems are essential components of modern engineering and technology. They play a vital rolein a wide variety of applications, from the control of industrial processes to the operation of self-driving cars.An automatic control system consists of a controller, a plant, and a sensor. The controller is the decision-making component of the system, and it uses information from the sensor to determine how to control the plant. The plant is the process or device that is being controlled. The sensor measures the output of the plant and provides feedback to the controller.Automatic control systems can be classified into two main types: open-loop and closed-loop. In an open-loop system, the controller does not use feedback from the sensor. Instead, it relies on a predetermined controlalgorithm to determine how to control the plant. In a closed-loop system, the controller uses feedback from the sensor to adjust its control algorithm. This allows the system to respond to changes in the plant and to maintain the desired output.Automatic control systems offer a number of advantages over manual control. They can improve accuracy, efficiency, and safety. They can also free up human operators to perform other tasks.Here are some examples of automatic control systems:Industrial process control: Automatic control systems are used to control a wide variety of industrial processes, such as chemical production, power generation, and manufacturing.Automotive control: Automatic control systems are used to control the engine, transmission, and brakes of cars. They can also be used to provide features such as adaptive cruise control and lane departure warning.Aerospace control: Automatic control systems are used to control the flight of aircraft and spacecraft. They can be used to stabilize the aircraft, navigate, and control the engines.Robotics: Automatic control systems are used tocontrol the movement of robots. They can be used to perform tasks such as welding, assembly, and painting.Automatic control systems are a key technology in the modern world. They play a vital role in a wide variety of applications, and they will continue to be essential for the development of new and innovative products and technologies.中文回答:自动控制系统是现代工程和技术中的重要组成部分。
自动控制论文(精挑范文) 2021
伴随着科学技术得迅猛发展,电气自动化控制发展越来越快,大大提高了生产效率,也提高了企业得自动化水平.本文主要介绍了我国电气自动化得发展与应用。
下面是搜索整理得自动控制论文6篇,供大家参考阅读。
自动控制论文第一篇:机械控制中得机械自动化技术得应用研究---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------感谢使用本套资料,希望本套资料能带给您一些思维上的灵感和帮助,个人建议您可根据实际情况对内容做适当修改和调整,以符合您自己的风格,不太建议完全照抄照搬哦。
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要:本文根据机械自动化技术特点,探究该项技术在农业喷药领域中得应用方法。
通过分析田间喷药自动化控制需求,结合变量喷药机结构,设计喷杆运动模型、变量喷药自动化控制系统。
测试结果表明,本文设计得机械自动化变量喷药控制系统,可以准确调节喷药流量,最大喷药流量控制误差为3.7%,在误差允许范围内,并且该系统支持10h/d 连续作业,符合田间喷药自动控制需求。
关键词:机械自动化技术; 变量喷药; 模糊控制; 运动模型; 自动化控制;目前,机械自动化技术已经在多个领域有所应用。
其中,农业和工业应用较多,尤其是农业种植中设备控制得应用,此项技术得应用,对促进我国农业发展得帮助较大。
虽然此项技术在农业播种环节得自动化控制中得应用方法较为成熟,但是,喷药自动化技术薄弱,仍需进一步探究。
1 机械自动化技术及其应用领域机械自动化技术是在没有人干预得情况下,按照设定得操作程序作业,采取自动化控制得方式,完成预期操作任务。
自动控制原理论文(DOC)
自动控制原理结课论文论文题目:时域分析的Matlab实现时域分析的Matlab实现摘要分析和设计系统的首要工作是确定系统的数学模型。
一旦建立了合理的、便于分析的数学模型,就可以对已组成的控制系统进行分析,从而得出系统性能的改进方法。
经典控制理论中,常用时域分析法、根轨迹法或频率分析法来分析控制系统的性能。
本文采用MA TLAB 语言编程实现了高阶系统时域分析,分析了其稳定性、快速性、准确性,并应用实例验证了其有效性。
[关键词] 时域分析高阶系统MATLAB 实现目录一、引言 (3)二、时域分析基础理论 (3)(一)典型输入信号和时域性能指标 (3)1、典型输入信号 (3)2、时域性能指标 (4)(二)一阶系统的时域分析 (5)1、单位阶跃响应 (5)2、单位斜坡响应 (6)3、单位脉冲响应 (7)(三)高阶系统的时域分析 (7)三、基于MATLAB实现高阶系统的时域分析 (8)四、高阶系统时域分析的MATLAB 实现 (9)(一)应用经典法求解 (10)(二)MATLAB实现 (10)1、系统稳定性分析 (10)2、系统的快速性分析 (12)3、系统的准确性分析 (13)(三)应用MATLAB分析系统的动态特性 (13)五、结论 (14)参考文献 (15)时域分析的Matlab 实现一、引言信号与系统的分析在自动控制领域有十分重要的作用。
进行分析时,一般先抽象为数学模型,然后讨论系统本身的初始状态以及不同激励时的响应。
对于高阶的微分方程,由于计算量庞大,人工计算难于实现。
经典控制理论对高阶系统进行时域分析通常采用拉氏反变换的方法求系统响应,系统阶次越高,进行拉氏反变换的困难就越大,因此,用经典法对高阶系统进行时域分析是一件较困难的事。
本文采用MA TLAB 语言编程,设计了对高阶系统进行时域性能辅助分析程序,充分发挥了MATLAB 人机交互性好、函数调用方便、数学运算与绘图功能强大的优势,使分析效率和准确性大为提高。
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目录一、设计目的--------------------------2二、设计任务与要求----------------------22.1设计任务--------------------------22.2设计要求--------------------------2三、设计方法步骤及设计校正构图------------33.1校正前系统分析----------------------3 3.2校正方法及校正构图-------------------53.3校正后验证-------------------------6四、课程设计小结与体会------------------10sys=feedback(G,1);step(sys)grid on阶跃响应曲线为:图2 校正前系统的单位阶跃响应图由上图可以看出,系统在阶跃输入下不能保持稳定,开始时振荡比较小,超调量也比较小,但振荡逐渐增大,最终也不能保值稳定。
校正前bode 图图3 校正前系统的bode 图由上图可知,相角欲度,截止频率,幅值欲074.8-=r s rad wc /32.8=度为无穷大。
显然,此时系统的相角裕度不符合要求,故该系统需要校正。
由于校正前系统已有一定的相角欲度,因此可以考虑引入串联滞后校正装置以满足相角欲度的要求。
3.2、系统校正过程(1)根据相角裕量的要求,再考虑到串接滞后校正装置的相角滞后,045≥γ从未校正系统的频率特性曲线图2上,找出对应相角-180°+(45°+5°)=-130°处的频率wc’≈2.43rad/s,wc’将作为校正后系统的增益交界频率。
(2)确定滞后装置的传递函数 Gc=(1+aTs)/(1+Ts)···················①①根据滞后校正装置的最大幅值和原系统在wc’上的幅值相等条件,求出a值。
自动控制原理课程论文(DOC)
《自动控制原理(下)》课程论文1011自动化XX2010XXXX2013.4非线性控制系统摘要:非线性控制系统是用非线性方程来描述的非线性控制系统。
系统中包含有非线性元件或环节。
状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。
状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。
线性因果关系的基本属性是满足叠加原理。
在非线性控制系统中必定存在非线性元件,但逆命题不一定成立。
描述非线性系统的数学模型,按变量是连续的或是离散的,分别为非线性微分方程组或非线性差分方程组。
非线性控制系统的形成基于两类原因,一是被控系统中包含有不能忽略的非线性因素,二是为提高控制性能或简化控制系统结构而人为地采用非线性元件。
关键字:非线性系统相平面法描述函数法正文:一、非线性特性典型非线性特性(1)非线性系统的特点①叠加原理无法应用于非线性微分方程中。
②非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关,而且与系统的输入信号和初始条件有关。
③线性系统的零输入响应形式与系统的初始状态无关,而非线性系统的零输入响应形式与系统的初始状态却有关。
④有些非线性系统,在初始状态的激励下,可以产生固定振幅和固定频率的自激振荡或极限环。
(2)典型非线性特性二、非线性控制系统的应用条件非线性系统的分析远比线性系统为复杂,缺乏能统一处理的有效数学工具。
在许多工程应用中,由于难以求解出系统的精确输出过程,通常只限于考虑:①系统是否稳定。
②系统是否产生自激振荡(见非线性振动)及其振幅和频率的测算方法。
③如何限制自激振荡的幅值以至消除它。
例如一个频率是ω的自激振荡可被另一个频率是ω1的振荡抑制下去,这种异步抑制现象已被用来抑制某些重型设备的伺服系统中由于齿隙引起的自振荡。
三、非线性系统的奇特现象非线性系统中会出现一些在线性系统中不可能发生的奇特现象,归纳起来有如下几点:①线性系统的稳定性和输出特性只决定于系统本身的结构和参数。
关于自动控制系统的作文
关于自动控制系统的作文
聊聊自动控制系统。
你知道吗?现在好多东西都是自动控制的啦!就像那种无人驾
驶汽车,自己就能在路上跑,都不用人操作,多酷啊!
说实话,这自动控制系统真的挺准的。
它能感知到很多我们平
时注意不到的小变化,然后立马调整,保证一切正常运行。
就像家
里的空调,温度一低,它就会自动调高,让人待着特别舒服。
而且,这些系统还越来越聪明了。
它们能自己学习、适应环境,有时候甚至比人还反应快。
想象一下,一个机器人在工厂里忙碌,
既快又准,简直太棒了!
当然啦,这么高科技的东西也不是万能的。
有时候也会出点小
问题,但关键是我们要不断改进、完善它。
总的来说,自动控制系统真的是个很厉害的东西,让我们的生
活变得更加便捷和高效。
期待未来它还能带给我们更多惊喜!。
自动控制系统作文500字
自动控制系统作文500字
你知道吗?自动控制系统真的很酷。
就像你家里的智能音箱,
你问它,“小爱,放首轻音乐。
”然后,它就懂了,立马给你播放。
这就是控制系统在悄悄工作,让我们的生活变得更智能、更便捷。
哎,你有没有注意过工厂里那些忙碌的机器?它们怎么做到那
么精准地装配零件的?全靠背后的控制系统啊!就像个大脑,告诉
机械臂,“左边,再往右,对,就是那个位置!”工厂才能高效运转,产品质量也更有保障。
说到太空探索,那更是离不开控制系统了。
你知道吗?航天器
在太空中那么小的一个点,但它能准确飞到火星、金星,甚至更远
的星球,都是靠控制系统精确计算、调整轨迹。
简直是太神奇了!
所以说啊,控制系统真的很重要。
它就像个隐形的助手,时刻
在我们身边,帮助我们更好地生活、工作、探索。
有了它,世界变
得更加精彩!。
自动控制系统作文500字
自动控制系统作文500字英文回答:Automatic control systems are a vital part of modern life. They are used in everything from cars and airplanes to factories and power plants. Automatic control systems help to improve efficiency, safety, and reliability.One of the most common types of automatic control systems is the feedback control system. A feedback control system uses a sensor to measure the output of the system and then compares it to the desired output. If the output is not equal to the desired output, the controller will adjust the input to the system. This process is repeated until the output is equal to the desired output.Feedback control systems are used in a wide variety of applications. Some common examples include:Temperature control systems in homes and offices.Cruise control systems in cars.Autopilot systems in airplanes.Process control systems in factories.Automatic control systems are also used in a variety of other applications, such as robotics, medical devices, and military systems. As automatic control systems continue to develop, they will play an increasingly important role in our lives.中文回答:自动控制系统是现代生活中至关重要的组成部分。
自动控制论文
温室自动控制系统设计构想摘要:本设计为一个闭环控制系统,由89C51单片机,A/D转换电路,温度检测电路,湿度检测电路,控制系统组成。
温度检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经ADC0809转换后,进入89C51单片机,单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路,当棚内温度在设定范围内时,单片机不对风扇或电炉发出命令。
实现了对大棚内植物生长温度以及土壤和空气湿度的检测,监控,并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理,使大棚环境得到了良好的控制。
关键词:传感器、89C51单片机、A/D转换器1、引言当今社会是信息化的时代,信息化的气息无处不在。
信息化发展的同时,传统农业面临严重的挑战,尤其是我国的传统农业。
农业生产效率的提高对整个国民经济的发展祈祷了举足轻重的作用,农业生产的科技化有待进一步提高。
温室又称暖房,能透光、保温,是用来栽培植物的设施。
在不适宜植物生长的季节,能提供生育期和增加产量,多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。
随着农业现代化的发展,设施园艺工程因涉及学科广、科技含量高、与人民生活水平密切相关,以越来越受到世界各国的重视。
这也为我国大型现代化温室发展提供了极好的机遇,并产生了巨大的推动作用。
温室是栽培其他时节植物的重要技术之一,植物生长的好坏受温室各种环境因素的影响很大。
温室里影响作物生长发育的主要因素包括:温度、光照、水分、土壤、空气和生物条件等。
利用自动控制技术实时调整温室最适宜农作物生长的环境因素,是现代农业现代化亟待解决的问题,是当前温室栽培成功与否的关键所在。
有了自动控制系统,既可以节省劳动力,又可以提高各种作物产量,同时也避免的资源的浪费,符合当前建设资源节约型,环境友好型社会的要求。
2、系统总体设计构想利用温度控制器检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经温度检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经ADC0809转换后,由INT0中断口进入89C51单片机,单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路,并将室温送显。
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自动控制系统论文直流调速系统院系:机电工程学院班级:电气二班姓名:**学号:10*******指导老师:**引言直流电动机和交流电动机相比, 其制造工艺复杂,生产成本高, 维修困难, 需备有直流电源才能使用。
但因直流电动机具有宽广的调速范围, 平滑的调速特性,较高的过载能力和较大的起动、制动转矩, 因此被广泛地应用于调速性能要求较高的场合。
在工业生产中, 需要高性能速度控制的电力拖动场合, 直流调速系统发挥着极为重要的作用, 高精度金属切削机床, 大型起重设备、轧钢机、矿井卷扬、城市电车等领域都广泛采用直流电动机拖动。
特别是晶闸管—直流电动机拖动系统,具有自动化程度高、控制性能好、起动转矩大, 易于实现无级调速等优点而被广泛应用。
而且,直流调速系统在理论和实践上都比较成熟,从控制技术角度来看,它又是交流调速系统的基础。
因此加强对直流调速系统的发展有利于更进一步发展交流调速系统,促进调速系统的进一步完善。
晶闸管直流调速系统有可逆调速和不可逆调速两种。
不可逆直流调速系统只适用于不要求改变电动机转向或不要求经常改变电动机转向, 同时在停车时对快速性又无特殊要求的生产机械, 如车床、镗床等。
在工业生产中, 某些生产机械要求电动机既能频繁正反转又能快速起动、制动, 如龙门刨床、可逆轧钢机等,这些生产机械就需要采用可逆直流调速系统。
直流电动机的调速方法有三种, 即电枢回路串电阻调速、弱磁调速和调压调速。
其中弱磁调速和调压调速均可实现无级平滑调速, 调压调速的调速范围大, 调速性能最好, 是应用最为广泛的自动调速方法。
采用调压调速的直流调速系统, 需要一可控直流电源为直流电动机电枢供电。
常见的可控直流电源有三种:旋转变流机组、静止可控整流器和直流斩波器。
相应的直流调速系统也有三种: 即发电机- 电动机调速系统, 晶闸管相位控制直流调速系统和直流斩波器调速系统。
晶闸管相位控制直流调速系统和发电机- 电动机调速系统相比,具有放大倍数大、快速好、效率高、经济性好、体积小、控制方便、运行噪声小等优点; 而直流斩波器调速系统和晶闸管相位控制直流调速系统相比, 又具有功率器件少、线路简单、调速范围宽、快速响应好、效率和功率因数高等优点, 但因受器件容量等因素的限制, 目前主要用于中小功率的调速系统。
在工业生产上, 早期应用的是发电机- 电动机调速系统, 随着电子技术的发展, 晶闸管相位控制直流调速系统获得越来越广泛的应用。
目录1、直流调速概念1.1调速概念 (4)1.2直流调速类型 (4)1.3直流调速性能指标 (6)2、自动控制系统概念2.1开环控制系统 (9)2.2闭环控制系统 (9)3、晶闸管-电动机直流调速控制系统3.1 开环直流调速系统存在的问题 (10)3.2 速度负反馈单闭环调速系统的组成及静特性 (11)3.3 单闭环调速系统的动态分析 (12)3.4 单闭环无静差直流调速系统 (12)3.5 单闭环调速系统的限流保护——电流截止负反馈 (14)3.6 转速、电流双闭环直流调速系统组成及静特性 (15)4、总结 (16)5、参考文献 (17)1、调速概念及直流调速类型1.1调速概念被控对象:电动机被调量:速度调速:为了满足生产机械的要求,人为的改变电机的转速。
稳速:把负载变化、电网波动等因素对电机转速的影响,通过调节作用降到最低限度,甚至消除。
调速系统要求调速和稳速相结合。
速度要求可调,但调至到某一速度运行时,要求速度要稳定。
1.2流调速分类电气调速:改变电机转速。
n :电机转速(r/min);U:电枢供电电压(V);I:电枢电流(A);R:电枢回路总电阻(Ω);Φ:励磁磁通(Wb);Ke:由电机结构决定的电动势常数可改变如下参数调速:调节U (降压调速,如图1-1)工作条件:保持励磁 F = FN;电阻 R = Ra调节过程:改变电压 UN® U¯®n ¯, n 0 ¯调速特性:图1-1随着U ¯,转速下降,机械特性曲线平行下移。
调节Φ(弱磁调速,如图1-2)工作条件:保持电压 U =UN ;电阻 R = R a ;调节过程:减小励磁从FN ®¯F n n® n , n 0 调速特性:随着¯F,转速上升,机械特性曲线变软。
调节R (电枢串电阻调速,如图1-3)工作条件:保持励磁 F = F N ;电压 U =U N ;调节过程:增加电阻从 Ra ® R ®n ¯,n 0不变;调速特性:随着R ,转速下降,机械特性曲线变软。
对于要求在一定范围内平滑调速的系统来说,调压方式最好改变电阻只能有级调速;并且功耗大 ;特性软。
弱磁虽然能够平滑调速,但调速范围不大,往往只与调压方案配合,在基速(额定转速)以上作小范围的弱磁升速,以扩大调速系统的调速范围。
因此,自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。
改变电枢电压调速是直流调速系统采用的主要方法,调节电枢供电电压或者改变励磁磁通,都需要有专门的可控直流电源,常用的可控直流电源有以下三种:(1)旋转变流机组。
用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。
(2)静止可控整流器。
用静止的可控整流器,如汞弧整流器和晶闸管整流装置,产生可调的直流电压。
(3)直流斩波器或脉宽调制变换器。
用恒定直流电源或不可控整流电源供电,利用直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流平均电压。
晶闸管可控整流器的功率放大倍数大约在,控制功率小,有利于微电子技术引入到强电领域;在控制作用的快速性上也大大提高,有利于改善系统的动态性能。
但是,晶闸管整流器也有它的缺点,主要表现在以下方面:n 0 n no n 2 n1 n 3 R 1 R 2 R3 R 0 II L 图1-3(1)晶闸管一般是单向导电元件,晶闸管整流器的电流是不允许反向的,这给电动机实现可逆运行造成困难。
必须实现四象限可逆运行时,只好采用开关切换或正、反两组全控型整流电路,构成V-M可逆调速系统,后者所用变流设备要增多一倍。
(2)晶闸管元件对于过电压、过电流以及过高的du/dt和di/dt十分敏感,其中任一指标超过允许值都可能在很短时间内元件损坏,因此必须有可靠的保护装置和符合要求的散热条件,而且在选择元件时还应保留足够的余量,以保证晶闸管装置的可靠运行。
(3)晶闸管的控制原理决定了只能滞后触发,因此,晶闸管可控制整流器对交流电源来说相当于一个感性负载,吸取滞后的无功电流,因此功率因素低,特别是在深调速状态,即系统在较低速运行时,晶闸管的导通角很小,使得系统的功率因素很低,并产生较大的高次谐波电流,引起电网电压波形畸变,殃及附近的用电设备。
如果采用晶闸管整流装置的调速系统在电网中所占容量比重较大,将造成所谓的“电力公害”。
为此,应采取相应的无功补偿、滤波和高次谐波的抑制措施。
(4)晶闸管整流装置的输出电压是脉动的,而且脉波数总是有限的。
如果主电路电感不是非常大,则输出电流总存在连续和断续两种情况,因而机械特性也有连续和断续两段,连续段特性比较硬,基本上还是直线;断续段特性则很软,而且呈现出显著的非线性。
1.3调速性能指标转速控制要求各种生产机械对调速系统提出了不同的转速控制要求,归纳起来有以下三个方面:(1)调速。
在一定的最高转速和最低转速范围内,分档(有级)地或者平滑(无级)地调节转速。
(2)稳速。
以一定的精度在所需转速上稳定地运行,不因各种可能的外来干扰(如负载变化、电网电压波动等)而产生过大的转速波动,以确保产品质量。
(3)加、减速控制。
对频繁起、制动的设备要求尽快地加、减速,缩短起、制动时间,以提高生产率;对不宜经受剧烈速度变化的生产机械,则要求起、制动尽量平稳。
运动控制系统稳定运行时的性能指标称为稳态指标,又称静态指标。
例如,调速系统稳态运行时调速范围和静差率,位置随动系统的定位精度和速度跟踪精度,张力控制系统的稳态张力误差等等。
下面我们具体分析调速系统的稳态指标。
稳态指标(1)调速范围D生产机械要求电动机能达到的最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围,用字母D表示,即(1.1)其中nmax和nmin一般指额定负载时的转速,对于少数负载很轻的机械,例如精密磨床,也可以用实际负载的转速。
在设计调速系统时,通常视nmax为电动机的额定转速nnom。
(2)静差率S当系统在某一转速下运行时,负载由理想空载变到额定负载时所对应的转速降落与理想空载转速no之比,称为静差率S,即(1.2)显然,静差率表示调速系统在负载变化下转速的稳定程度,它和机械特性的硬度有关,特性越硬,静差率越小,转速的稳定程度就越高。
(3)调压调速系统中D,S和之间的关系在直流电动机调压调速系统中,就是电动机的额定速度nnom,若额定负载时的转速降落为,则系统的静差率应该是最低转速时的静差率,即(1.3)而额定负载时的最低转速为(1.4)考虑到式(1.3),式(1.4)可以写成(1 .5)而调速范围为(1.6)将式(1.5)代入式(1.6),得(1.7)式(1.7)表达了调速范围D、静差率S和额定速降之间应满足的关系。
对于同一个调速系统,其特性硬度或值是一定的,如果对静差率的要求越严(即S值越小),系统允许的调速范围D就越小。
例如,某调速系统电动机的额定转速为nnom=1430r/min,额定速降为,当要求静差率S≤30%时,允许的调速范围为(1.8)如果要求静差率S≤10%,则调速范围只有(1.9)动态指标运动控制系统在过渡过程中的性能指标称为动态指标,动态指标包括跟随性能指标和抗扰性能指标两类。
(1)跟随性能指标在给定信号(或称参考输入信号)R(t)的作用下,系统输出量C(t)的变化情况用跟随性能指标来描述。
对于不同变化方式的给定信号,其输出响应不一样。
通常,跟随性能指标是在初始条件为零的情况下,以系统对单位阶跃输入信号的输出响应(称为单位阶跃响应)为依据提出的,如图8.4所示。
具体的跟随性指标有下述几项:①上升时间tr单位阶跃响应曲线从零起第一次上升到稳态值所需的时间称为上升时间,它表示动态响应的快速性。
②超调量动态过程中,输出量超过输出稳态值的最大偏差与稳态值之比,用百分数表示,叫做超调量,即(1.10)超调量用来说明系统的相对稳定性,超调量越小,说明系统的相对稳定性越好,即动态响应比较平稳。
③调节时间ts调节时间又称过渡过程时间,它衡量系统整个动态响应过程的快慢。
原则上它应该是系统从给定信号阶跃变化起,到输出量完全稳定下来为止的时间,对于线性控制系统,理论上要到才真正稳定。
实际应用中,一般将单位阶跃响应曲线衰减到与稳态值的误差进入并且不再超出允许误差带(通常取稳态值的±5%或±2%)所需的最小时间定义为调节时间。