自动控制的基本原理与方式

自动控制系统律运行。自动控制：(P1,自然段)自动控制的目的：提高产品质量、生产效率；改善劳动条件，减轻强度；提高生活质量等。通过控制器使被控对象或过程按照预定的规1-1自动控制的基本原理与方式自动控制的应用：(P1，第二自然段)

输入-控制器被控对象被控物理量输出在所有工矿、企业、交通运输、农业生产、文化娱乐、日常生活等都有应用。1.自动控制的应用自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第1页!自动控制理论是研究自动控制技术的基础2.自动控制理论理论，是理论性较强的工程学科。注重工程应时间分界20世纪60年代开始发展数学工具

用，在专业术语上不是非常严谨的理论。

常微分方程达到完善研究对象

传递函数一阶微分方程组传递函数矩阵SISO系统定常系统MIMO系统定常和时变系统输入,输出系统变量输入,输出,内部变量经典控制理论现代控制理论自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第2页!3.反馈控制原理到期望值。

前向支路；反馈控制原理：(P2,第二自然段)将被控量的值与期望值进行比较，通过控制器对被控对象施加作用，使被控物理量尽可能达反馈控制系统-控制器被控对象测量装置输入输出(负)反馈控制，闭环控制。

反馈工作原理；反馈支路；自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第3页!图1-1人取书的反馈控制过程-大脑手臂、手眼睛输入输出眼睛书位置手位置图1-2速度控制系统原理图+--KSMTG+-FD△uu0KZCF+-uTiauFDuanuCF自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第4页!可控硅元件工作原理uCF栅极电压；V

电源电压；uFZ负载电压；uFZuCFVuCF↑VuFZ负载自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第5页!求和器，比较器，相加点；有多个输入信号，只有一个输出信号；输出信号值是所有输入信号值的代数和。控制系统方框图的基本构件用到多处。分支点；信号引出点；即一个信号引-控制器被控对象反馈c(t)n(t)u(t)ε(t)r(t)y(t)环节方框；表示一个元件、部件、对象、过程、系统、环节等等；只能有一个输入和一个输出。信号线；信号流向只能是单向的。自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第6页!测量元件是控制系统的眼睛，控制器是系统的大脑，执行元件是系统的手脚。控制系统的组成部分还应考虑到作用在系统上的扰动因素(负载扰动、环境因素变化等)。

自动控制系统的重要作用就是克服扰动对系自动控制理论的主要研究对象是

(负)

反馈控统的影响。5.自动控制系统基本控制方式⑴反馈控制方式：是控制系统的主要控制方式。优点：能够抑制任何内部、外部扰动对被控量的制系统。影响，控制精度高；缺点：结构复杂，系统分析和设计较困难。自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第7页!⑶复合控制方式：将前两种控制方式联合使用。具有两种控制方式的优点。例(习题1-4)热交换器原理如图所示，试绘制系统方框图，并说明系统工作原理，被控量和控制装置。和蒸汽控制阀门。解：在该系统中，被控量是出口热水温度，控制装置包括温度控制器、流量传感器、温度传感器蒸汽冷水热水流量测量温度测量温度控制器热交换器自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第8页!CF触发器ChuFaqiKZ可控硅整流器KekongguiZhengliuqiSM伺服马达SifuMadaSeverMotorTG测速发电机TachometerGenerrator图1-2缩写符号FD放大器FangDaqi自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第9页!典型反馈控制系统的方框图u(t)：控制信号，被控对象的输入；y(t)：反馈信号；r(t)：(系统)输入信号，控制指令，参考输入；c(t)：(系统)输出信号，被控量；反馈控制系统方框图n(t)：扰动信号，干扰信号；-控制器被控对象反馈c(t)n(t)u(t)ε(t)r(t)y(t)：偏差信号自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第10页!比较元件：将测量到的输出信号对应值与参考输入值比较，得出偏差信号；作为控制器的输入信号；4.反馈控制系统的基本组成(P4)从系统(典型方框图)的输入端开始叙述：给定元件：给出系统控制指令或参考输入信号；控制器：包括放大元件

(将弱信号放大)

和校正元件(改善系统性能)，有时也包括执行元件(功率驱动)；被控对象：是控制系统的主要部分，有时将执行元件作为被控对象的组成部分；测量元件：监测系统中的变量，主要检测被控的的物理量；自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第11页!系统输出端，输出量的变化不会对控制作用产⑵开环控制方式：信号从系统输入端顺向流到环控制方式的控制器必须针对作用信号类别和对于系统的控制指令，开环控制器(

输入生影响。该控制方式也称为顺馈控制方式。开类型设计。补偿环节)应使系统输出快速无误差地跟随指令信号的变化。对于系统的干扰信号，在干扰信号可以测测量的前提下，开环控制器(扰动补偿环节)应使系统输出尽可能地不受干扰信号的影响。优点：结构简单，系统分析和设计较简便。缺点：不能补偿其他因素对系统输出的影响。自动控制的基本原理与方式共13页，您现在浏览的是第12页!大蒸汽阀门，热蒸汽流量增大，提供更多热量，反馈控制若出口热水温度偏低，温度控制器加水温升到指定值，反之，控制器减小蒸汽阀门；系统方框图为系统工作原理：蒸汽阀