自动控制系统基本原理

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控制系统中主要采用负反馈 。
负反馈：反馈的加入，使偏差越来越小。 正反馈：反馈的加入，使偏差越来越大。（振荡发生器）
最大的特点： 消除偏差； 使系统对参数不敏感。
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控制系统组成
被控对象和一个目的 选择一些仪器仪表（测量仪表或执行机构或控制器） 构成一个完整的控制系统。
控制系统通常习惯用结构图来表示 方框：代表功能模块
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（4）系统输入
1.2 相关术语-2
作用于被控对象或系统输入端，并可使系统具有预定功能或预
定输出的物理量。（给定温度，电位器滑杆位置）
（5）扰动
一种对系统的输出量产生影响的信号。(水箱出水、负载等）
（6）开环控制：输出量对输入量(控制作用)没有影响的系统。
电位器
滑杆位置
电位器电压
功率 电枢电压
转速
电位器
放大器
电动机
缺点：没有抵抗扰动的能力。
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转速给定 值
1.2 相关术语-3
控制器
电位器 滑杆位置
电位器
电位器电压
功率
放大器
电枢电压
电动机
转速
测速 发电机
将输出量反送到输入端，与输入端形成偏差称之为反馈。 （7） 闭环控制：将输出量与参考输入量进行比较，并且 将它们的偏差作为控制手段，以保持两者之间预定关系的 系统，也称为反馈控制系统。
使被控对象按照预定的规律运行； 自动控制系统: 将被控的对象和实现控制功能的控
制装置组合起来称为自动控制系统。
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自动控制的优点
• 可以快速准确地进行控制，比人工控制效果更好； • 使人们从繁重的、大量的重复性劳动中解放出来； • 在恶劣的环境或人们无法到达的环境中实现自动
控制； • 可以长时间不疲劳的工作，以提高工作效率。
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电动机速度控制系统
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1.2 相关术语-1
（1）被控对象 （也称被控过程、被控系统） ▪它可能是一个设备，多数由一些机器零件有机地组合在一起， 其作用是完成一种特定的操作。
（2）被控参数（也称为系统输出） ▪体现系统控制目的的物理量。（距离、方位角度等）
（3）控制参数 ▪由控制器改变的量，对被控参数有较好的调节能力。（阀门开 度、电枢电压等）
为了防止在退火过程中工件产生内应力，退火 炉内的温度应该按照图示曲线的规律变化。
温度
0 退火炉的温度变化曲线
时间
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在这个例子中，炉内温度就是被控制量。当外 界环境温度的改变对炉内温度产生干扰时，炉内温 度仍然应该按照预定的规律变化，而不受干扰的影 响。这就是自动控制的目的。
14Baidu Nhomakorabea
自动控制
自动: 就是不需要人的介入； 自动控制: 在脱离人的直接干预下，利用控制装置，
被控制量 是神舟九 号与天宫 一号的相 对距离。
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导弹的控制问题
目标
导弹
导弹与目标的相对距离ρ为被控制量，最终必须
趋向于0。
9
高射炮的控制问题
神弓Ⅱ防空系统
高射炮的俯仰角 α 和方位角 β是两个被控制量。
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雷达天线随动系统
1
钢板厚度的控制问题
通过控制轧制力，使钢板厚度均匀。
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退火炉的温度控制
结构图 带箭头的线段：代表信号传递方向
典型的控制系统结构图是：
参考输入
偏差
控制器
执行 器
被控 对象
被控参数
测量仪表
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小结
自动控制系统的基本工作原理 自动控制系统常用的术语 最重要的概念： 负反馈 闭环控制系统
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1.1 自动控制系统的基本原理
1
绪论内容
• 自动控制系统的基本原理 • 自动控制系统的分类 • 自动控制系统的基本要求 • 自动控制的发展历史
2
神舟10号发射升空
3
战斧式巡航导弹
4
装配机器人
5
自动泊车系统
6
什么是控制
控制--使某个（某些）量按一定的规律变化。
被控制量
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几个示例
神舟九号与天宫一号的交汇对接