自动控制原理教案第五章(测控专业)

自动控制原理教案第五章(测控专业)目录自动控制系统概述控制系统中的测量元件控制系统的信号转换与处理控制系统的执行机构控制系统的干扰与噪声抑制01自动控制系统概述自动控制系统是指通过自动调节、控制、监视等手段，使被控对象自动地按照预定的规律运行或变化，以实现预定目标的系统。自动控制系统主要由控制器、受控对象、执行器、传感器等部分组成。自动控制系统的定义与组成组成定义开环控制系统开环控制系统是指系统的输出与输入之间没有反馈回路的控制系统。闭环控制系统闭环控制系统是指系统的输出与输入之间存在反馈回路的控制系统。复合控制系统复合控制系统是指同时包含开环和闭环控制系统的控制系统。自动控制系统的基本类型稳定性稳定性是指系统在受到扰动后能否恢复到原平衡状态的性能指标。快速性快速性是指系统对输入信号的响应速度，即系统达到稳定状态所需的时间。准确性准确性是指系统输出信号与设定值之间的误差大小，即系统的控制精度。自动控制系统的性能指标03020102控制系统中的测量元件作用测量元件是控制系统中的重要组成部分，用于检测被控变量的实际值，并将其转换为易于处理的电信号或数字信号，为控制系统的分析和设计提供依据。分类按照测量原理和应用领域，测量元件可分为多种类型，如电阻式、电容式、电感式、光电式等传感器，以及各种类型的温度、压力、流量、液位等传感器。测量元件的作用与分类测量元件的特性与参数测量元件的特性包括静态特性和动态特性。静态特性是指在稳态条件下，测量元件的输出与输入之间的关系；动态特性则是指在动态条件下，测量元件的输出对输入的响应特性。特性测量元件的主要参数包括灵敏度、线性范围、分辨率、精度、稳定性等。这些参数决定了测量元件的性能和适用范围，选择合适的测量元件需要根据实际需求和参数要求进行。参数在选择测量元件时，需要考虑被测量的性质、测量精度要求、环境条件、安装条件等因素，选择适合的测量元件类型和规格。选用测量元件的安装位置和方式对其性能和寿命有很大影响，需要遵循正确的安装规范和注意事项，确保测量元件能够准确、稳定地工作。安装测量元件的选用与安装03控制系统的信号转换与处理03脉冲信号短暂的信号，如开关的通断状态。特性包括宽度、幅度和重复频率。01模拟信号随时间连续变化的信号，如温度、压力、流量等。特性包括幅度、频率和相位。02数字信号离散的信号，如计算机中的二进制信号。特性包括幅度、时间和状态。信号的分类与特性信号的转换将一种形式的信号转换为另一种形式的信号，如将温度转换为电信号。信号的放大通过电路或电子设备将信号的幅度放大，以便更好地处理或传输。放大的类型电压放大、电流放大和功率放大。信号的转换与放大01对信号进行加工或变换，以获得所需的信息或效果。例如，通过滤波器去除噪声或增强特定频率的信号。信号的处理02低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。滤波器的种类03在控制系统、通信、音频处理等领域中，滤波器被广泛应用于信号的提取、抑制噪声和消除干扰。滤波器的应用信号的处理与滤波04控制系统的执行机构执行机构的作用与分类执行机构的作用执行机构是控制系统中的重要组成部分，负责将控制器的输出信号转换为实际的控制动作，实现对被控对象的控制。执行机构的分类根据工作原理和结构形式的不同，执行机构可分为电动执行机构、气动执行机构、液动执行机构和电液执行机构等。执行机构的特性包括静态特性和动态特性。静态特性是指在稳态工作条件下，执行机构输出量与输入量之间的关系；动态特性是指在动态工作条件下，执行机构输出量随时间变化的过程。执行机构的特性执行机构的参数包括输入信号范围、输出力或力矩、响应速度、定位精度和重复精度等。这些参数是选择和调整执行机构的重要依据。执行机构的参数执行机构的特性与参数执行机构的选用在选择执行机构时，需要根据控制系统的要求，综合考虑执行机构的特性、参数以及安装环境、使用条件等因素，选择最适合的执行机构。执行机构的调整在安装和使用过程中，需要根据实际情况对执行机构进行调整，以保证其正常工作和良好的控制效果。常见的调整内容包括机械调整和电气调整，如改变调节器参数、调整限位开关等。执行机构的选用与调整05控制系统的干扰与噪声抑制机械设备的振动可能导致信号失真，影响测量和控制的准确性。机械振动电磁场的变化可能对信号传输产生干扰，导致数据错误或丢失。电磁干扰温度、湿度、气压等环境因素可能对传感器和测量设备产生影响。环境因素在信号传输过程中，由于线路电阻、电感等影响，可能导致信号失真或噪声。信号传输干扰与噪声的来源与影响通过隔离设备将干扰源与被干扰设备隔离，以减少干扰的影响。隔离技术滤波技术接地技术屏蔽技术通过滤波器对信号进行过滤，去除噪声成分，保留有用信号。通过良好的接地措施，将干扰引入大地，从而减少其对设备的影响。利用金属屏蔽体将干扰源或被干扰设备包围起来，以减少电磁干扰的影响。干扰与噪声的抑制方法123工业控制系统中，为了减少机械振动对测量和控制的影响，通常采用隔离技术将传感器与被测设备隔离。