PPT《自动控制基础》

一、开环控制 特点:系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响. 定义:控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制. 如:自动售货机 自动洗衣机 产品生产线 红绿灯 … 1.3 开环控制与反馈控制 例 开环炉温控制系统 被控对象:炉子被控量(输出量):炉温控制装置:开关K和电热丝对被控制量起控制作用. 输出量 (炉温) 控制装置 被控对象 输入信号 (炉子) (开关) 开环控制的缺点 由于开环控制的特点是控制装置只按照给定的输入信号对被控制量进行单向控制,而不对控制量进行测量并反向影响控制作用.这样,当炉温偏离希望值时,开关K的接通或断开时间不会相应改变. 因此,开环控制不具有修正由于扰动(使被控制量偏离希望值的因素)而出现的被控制量与希望值之间偏差的能力,即抗干扰能力差. 定义:反馈控制是这样一种控制过程,它能够在存在扰动的情况下,力图减小系统的输出量与参考输入量(也称参据量)(或者任意变化的希望的状态)之间的偏差.

二、反馈控制 温度自动控制系统原理图 温度自动控制系统方框图 反馈控制系统的基本组成 被控对象控制装置(由具有一定职能的各种基本元件组成 ) 测量元件:其职能是测量被控制的物理量;

给定元件:其职能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量(即参据量). 比较元件:把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据量进行比较,求出它们之间的偏差. 放大元件:将比较元件给出的偏差进行放大,用来推动执行元件去控制被控对象. 执行元件:直接推动被控对象,使其被控量发生变化. 校正元件:亦称补偿元件,它是结构或参数便于调整的元件,用串联或反馈的方式连接在系统中,以改善系统性能. 用 号代表比较元件, ― 号代表两者符号相反, + 号代表两者符号相同.信号沿箭头方向从输入端到达输出端的传输通路称前向通路;

系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称主反馈通路.前向通路与主反馈通路共同构成主回路.此外,还有局部反馈通路以及由它构成的内回路. ― 1.4 自动控制系统的分类 按控制方式分 按元件类型分 按系统功用分 按系统性能分 按参据量变化规律分 开环控制反馈控制复合控制 按控制方式分 机械系统――恒张力系统电气系统机电系统――全自动照相机,光机电结合液压系统――伺服液压缸,汽车发动机,大型 的仿真模拟台气动系统 生物系统 按元件类型分 按系统功用分 温度控制系统 压力控制系统 位置控制系统 ? ? ? 线性系统 非线性系统 连续系统 定常系统 时变系统 确定性系统 不确定性系统 按系统性能分 离散系统

一、线性连续控制系统 式中:c(t)―被控量;

r(t)―系统输入量.系数a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm若是常数,称为定常系统;

若随时间变化,称为时变系统. 这类系统可以用线性微分方程式描述:

二、线性定常离散控制系统 式中:mQn,n为差分方程的次数;

系数a0,a1,…,an,b0,b1,…,bm为常系数;

r(k),c(k)分别为输入和输出采样序列.

三、非线性控制系统 非线性方程的特点:方程中含有变量及其导数的高次幂或乘积项. 恒值控制系统 随动系统 程序控制系统 按参据量变化规律分

1、恒值控制系统(调节器):参据量是一个常值,要求被控量也等于一个常值.这类系统分析、设计的重点是研究各种扰动对被控对象的影响以及抗扰动的措施. 过程控制系统:被控量是温度、流量、压力、液位等生产过程参量.