自动控制系统元器件-绪论研究报告

自动控制系统

元器件2自动控制技术：自动控制原理自动控制元件及线路常用的元件及线路机械伺服系统

3一、自动控制系统在无人参与的条件下自动实现某种要求的系统称为自动控制系统。例如：速度；位置；随动跟踪；参数恒定4导弹发射架控制系统

5二、控制元件的定义及分类

1．定义2．分类按功能分类按能源分类6四大元件1．执行元件：功能是驱动控制对象，控制或改变被控量（输出量）。（电机）2．测量元件：功能是将被测量检测出来并转换成另一种容易处理和使用的量（例如电压）。（电位器）73．放大元件：功能是将微弱信号放大。分为前置放大元件和功率放大元件两种。功率放大元件的输出信号具有较大的功率，可以直接驱动执行元件。4．补偿元件（校正元件）：为了确保系统稳定并使系统达到规定的精度指标和其他性能指标，控制系统的设计者增加的元件。8执行元件：电动机测量元件：电位器输出量：转角9

控制系统功能框图10三、主要内容本课程主要介绍电磁类的控制元件

执行元件直流电动机及其控制变压器小功率同步电动机步进电动机及其控制测量元件测速发电机11四、发展趋势1、向高可靠性方向发展2、向高精度方向发展3、向组合化、小型化、专用化方向发展4、向数字化和固态化方向发展121.发现、理论与早期应用（1820-1880）

1820年，奥斯特发现电流对磁针有力的作用，安培确定通有电流的线圈的作用与磁铁相似，揭示了磁现象的本质。1826年欧姆发现了欧姆定律。1831年法拉第发现电磁感应定律。电力技术发展回顾132.交流电的应用首先应用的电力是直流电和直流电动机。1885年意大利物理学家发现并建立了旋转磁场原理，1888年俄国工程师发明了三相发电机、三相变压器和三相异步电动机。由于三相交流电十分适合远距离输电，且三相交流电动机结构简单，坚固耐用，三相交流电动机迅速发展，不但取代了绝大部分直流电机，而且被广泛用于工业生产中。141990年以来，在无刷直流电机的基础之上，传统的电机制造技术和电力电子技术及高级控制技术紧密结合，形成新一代机电一体化的高新技术产品——交流伺服电动机，在精密的机械伺服系统中得到越来越多的应用。这种电机同时具有交流电机和直流电机的优点，也可看成是它们相结合的产品。15五、应用领域

广泛应用于导弹、火箭、人造卫星、宇宙飞船、舰船、飞机、自动火炮、雷达、战车等武器装备中，用作各类自动化装置的定位、位置传感与指示、坐标变换与解算、速度解算与反馈。在工业自动化方面，使用控制电机作为自动控制、遥控、遥测和自动监视系统中的检测、解算。16微型电动机的应用近30年以来，由于自动控制技术的广泛应用，各种微型电机得到极其广泛的应用。包括汽车，计算机，音响和影像设备，家用电器等众多产品都大量用电机。直流电动机，单相异步电动机，直流无刷电动机等各种各样的电机，在数量上，得到极大发展。17控制用电动机1930-1980年，在精密的机械伺服系统中，直流电动机占据了垄断地位。1980年以后，在电力电子技术、计算机技术和控制技术的基础上，以变频技术为代表的交流调速技术迅速发展和应用，在速度控制系统中，交流电动机开始应用，并开始取代直流电机。18无外磁场作用时磁筹取向有外磁场作用时磁筹取向趋于一致电磁学的基本概念与定律19电磁学的基本概念与定律一、磁场1、磁密：B2、磁通：Φ3、磁场强度：H4、磁通连续性原理5、安培环路定律20二、磁路定律1、磁路主磁路与主磁通漏磁路与漏磁通2、磁路欧姆定律3、典型铁心磁路系统4、磁压21铁心磁路图2223必须注意：磁路和电路的物理本质不同。⑴电流与磁通的区别：一般说来，电流是带电粒子的定向移动而形成的，电流通过电阻时要消耗功率，这个功率必须由电源提供，而磁通只是为了描述磁场的宏观分布而引入的一个物理量，在磁路内并不代表功率损失，因此就磁路本身而言，维持恒定的磁通并不需要消耗功率。⑵电路与磁路的区别。电路可以有开路的运行状态，电路开路时，不管有无电源，电路中的电流都为零。另外，电路中如果没有电源电动势存在，电路中的电流一定等于零；反过来，只要电路中有电流存在，就说明电路中一定存在电源电动势。然而，磁路却没有开路的运行状态，并且当磁动势为零时，由于铁磁物质有剩磁存在，磁路中的磁通并不等于零。24三、电磁感应定律1、磁链2、交链（匝链、相链、环链）3、电磁感应定律4、磁链的变化方式引起磁链变化的原因：(1)磁通由交流电流产生，空间中任一点的磁通随时间变化；(2)空间中各点的磁通不变化，但线圈位置变化，磁链相应变化。通过线圈的磁通量和线圈匝数的乘积255、导线切割磁力线产生电势6、电感不变的线圈26四、电磁力与电磁转矩电机、电磁铁中力的产生有两种说法：1.磁场中的载流导线受力。2.磁场内产生的力。1）磁极间的相互作用力：同性相斥，异性相吸。2）磁场内的磁性物体受