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1.2自动控制的一般概念

什么是控制？什么是自动控制？为了说明这个问题，首先看一个人工控制实例。

图1-2-1是人工控制的水箱水位控制系统示意图，该系统中水箱是被控对象，水位的高度是被控量，控制的任务是保持水位的高度在期望值上。当出水流量和入水流量平衡时，水位高度维持在期望值上。当出水流量或入水流量发生变化时，水位必定偏离期望值，这时就需要操作者对水箱进行必要的控制。图1-2-1水箱水位人工控制示意图

具体操作步骤如下，首先，操作者用眼睛连续地观察实际水位，大脑将实际水位与期望水位进行比较，得到偏差，然后大脑根据偏差的大小，指挥手臂调节进水阀门的开度，最终使实际水位达到期望的水位高度，从而实现控制任务。

可以看出，整个控制过程，是一个利用偏差产生控制作用，并不断使偏差减小直至消除的过程，同时，为了取得偏差信号，必须要有实际水位的反馈信息，两者结合起来，就构成了反馈控制。显然，反馈控制实质上是一个按偏差进行控制的过程。水箱水位人工控制工作原理可用图1-2-2所示的方框图表示。图1-2-2水箱水位人工控制方框图

通过上述人工控制的水箱水位控制过程可以看出，产生控制作用的机构是人的眼睛、大脑和手臂。如果将控制装置有机地组合在一起，代替人的职能，就构成了自动控制系统。

图1-2-3是水箱水位自动控制系统示意图，该系统中浮子代替了人的眼睛，对实际水位进行测量；连杆和电位器类似于人的大脑，它将期望水位与实际水位两者进行比较，得出偏差的大小和极性；电动机和减速器相当于人的手臂，调节进水阀门开度，对水位实施控制。图1-2-3水箱水位自动控制示意图控制过程可用图1-2-4所示的方框图表示。由此可见，为了完成控制任务，控制装置必须具备测量、比较、执行三个基本的职能部件。图1-2-4水箱水位自动控制方框图

综上所述，所谓自动控制就是指在没有人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象，使被控量自动地按照预

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