自动控制原理概述分享资料

为了方便地分析系统性能，一般用
框图来表示系统的结构，水温自动控制系
预温统度期可用偏框差图表示为：
实际 温度
_ 控制器 执行机构 阀门 水箱
反馈量
温度检测
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第一节 自动控制与自动控制系统
例 液位自动控制系统
工系作统原组理成：： 水箱调节杆杠杠杆 长 杠浮杆度球机L 构，阀调通门节过 阀进门水的开出度水， 从杆而杠调长节度进水
(a) 按输入前馈补偿的复合控制 前馈补偿控制
前馈通道
主通道
给定值 _ 控制器
被控 制量
受控对象
检测元件
反馈控制
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第一节 自动控制与自动控制系统
(b) 按扰动前馈补偿的复合控制
前馈补偿控制
扰动
前馈通道
主通道
被控
制量
给定值 _ 控制器
受控对象
检测元件
反馈控制
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第一章 概 述
第二节 自动控制系统的分类
1．开环控制
开环控制 控制装置与受控对象之间只 有顺向作用而无反向联系.
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第一节 自动控制与自动控制系统
例 转台速度开环控制系统 由系图统这可组种见成：转：台在 速C磁通转度D盘由速过台没机驱于功度有、动电被率设反计器机控放置馈算等制大信到机许量以号 输多后电入现，源端代提和与装供放给置给定中电信广动 号泛机比应驱大较用动装,.为电置开源环，控电 制开动速系环机度统控带设。制动置的转特台点旋： 系转统结。结构构和图控:制简单，抗扰能力差，控制精度 低，给速一度定般用于放器 对大控制直性流电能动要机 求不转台高的场实 转合速际。
第一章 概述
第一章 概述
第一节 自动控制与自动控制系统 第二节 自动控制系统的分类 第三节 对控制系统性能的要求 第四节 自动控制理论发展简述
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第一章 概述
第一节 自动控制与自动控制系统
一、自动控制的基本概念 二、控制系统的基本构成
及控制方式
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第一节 自动控制与自动控制系统ห้องสมุดไป่ตู้
一、自动控制的基本概念
L h
量被以控控制制量液：位 的高度水。位高度
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第一节 自动控制与自动控制系统
系统
结构 框图
L h
hr(s) 杠 杆
机构
h(t)
阀门
水箱
浮球
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第一节 自动控制与自动控制系统
二、自动控制系统的基本构成 及控制方式
不同的被控对象和不同的控制装 置构成了不同的控制系统，所以自动 控制系统的种类是很多的。自动控制 系统一般有两种基本控制方式.
第一节 自动控制与自动控制系统
例 直流调速系统
系统组成：
Un
直流电机 负载
电源和控制装置 测速发电机 输入
Ud Uf
n
输出 反馈电压
电系当枢统干电结扰压u构引n 图起转_转e速速放取大变器决化于u时d ：直，流e电系=动U统机n-自Unf动U调d=整Ke： n↓ →ufUf↓ →e测↑速→机 Ud↑ →n↑
自动控制系统的分类方法较多，常 见的有以下几种
一、线性系统和非线性系统
线性系统： 由线性微分方程或线性差分方程
所描述的系统。 非线性系统：
由非线性方程描述的系统。
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第二节 自动控制系统的分类
二、定常系统和时变系统
定常系统: 系统数学模型微分方程的系数不是
时间变量的函数。 否则称为时变系统。 若系统微分方程的系数为常数，则
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第一节 自动控制与自动控制系统
例 水温自动控制系统
系统中增加了：
通过电机调
节阀控门制的器开度
控制器
从电而机调节蒸
汽工流作入原，理控：制
加 水入的给温定度信. 实号
检 现测 没实 有际人温直度接 参入的自动水 产 温生控控制制. 信号
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第一节 自动控制与自动控制系统
要使自动控制系统满足工程实际的需 要 , 必须研究自动控制控系制器统的结构参数与 系统性能之间的关系。
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第一节 自动控制与自动控制系统
3．复合控制
反馈控制：在外部作用下，由系统被控 制量的变化产生调节和控制作用。
前馈补偿控制：测量出外部作用，形成与 外部作用相反的控制量与外部作用共同使 被控量基本不受影响。 复合控制： 前馈补偿控制 + 反馈控制
复合控制具有两种基本形式.
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第一节 自动控制与自动控制系统
自自现动动在代控控无科制制人学：系直技统接术参中受与的控下对，象利: 用机 生工航控器产业天制、过控器装设程制置备等操、 纵 信受号自控变了动对化广控象规制泛，律的技使去术应受变得用控控化到制对。装象置的:被家控 测机控用元制器量电器件人按器、等给检定
自自自动动动控控制制原给的理定特值的征主：要任务：
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第一节 自动控制与自动控制系统
例 位置随动系统 系统组成： 环型电位器
θr θc
电机 齿轮 电源
放大装置 负载
Ud
输入 输出
工系作统θr过结程构△_ θ：图电θθ位rr器≠=θθucce放大器U电udd=动电0动机机θ带电m动减动速齿机器轮静θc转止动, Ud≠0 调节θc,使 θr= θc
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第一节 自动控制与自动控制系统
通过以上的实例分析可得出闭环控 制系统具有的特点： （1）系统的控制信号是给定值与反馈量 的差值，故称为按偏差控制或反馈控制。 （2）闭环系统有两种传输通道：前向通 道和反馈通道。 （3）能减小或消除由扰动形成的偏差， 具有较高的控制精度和较强的抗扰能力。 自动控制原理中主要讨论闭环控制系统。
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第一节 自动控制与自动控制系统
2．闭环控制 例 转台速度闭环控制系统
闭系 当环统速控中度制增受:加扰了动 测 发控生速制发变装电化置时机与作，受为偏控 对反 差象馈电之压装间也置，随不之变但有 顺 向化 节速联向能，测度系作通消反出。用过除馈电，干闭给动还环扰控机调。有制的反 系器闭统。环结控构制图又称为 反控功制馈率预速。控度期与放制给大或定后按偏信对_差偏号电放差大比动器较机产的测直速流生速机电偏度动机差进电行转压闭台，环经控实转过制速际.
被控量
控制分通析过和对设各计类自机控动器制器控、制各系种受统物控对的理象性参能量。、工
自业动示生图控下意产制面过系通程统过等的一的基些控本实制概例直念来接检说造测明福元自件于动社控会制。和
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第一节 自动控制与自动控制系统
例 水温人工控制系统 系工统 作的过构程成：： 受控手蒸对动汽象调通:水箱 节被过阀热控门传制的导量开器:水温 度件，把从热阀而量门调传 节递热蒸给传汽水导的,水器流的件 量温,度显来与示控蒸仪制汽表水 的的蒸温流汽度量.成排正水 比冷. 水但人工热难水以实现稳定的高质量控制.