文档介绍：自动控制理论
总学时: 64
理论学时:64
采用教材:
《自动控制原理》
第四版
胡寿松主编
科学出版社
转速表
直流电动机
第一章自动控制的一般概念
1-1 自动控制和自动控制系统
人工控制直流电动机转速示意图如下所示:
功率放
大器
激磁回路
激磁电流
电枢电压
人所起的三个作用:
(1) 观察电机的转速;
(2) 将观察到的转速与需要保持的转速在头脑中进行比较;
(3) 根据比较得出的结论去调整电位器的输出电压.
测速发电机
自动控制直流电动机转速示意图如下所示:
基本概念:
自动控制就是应用控制装置自动地有目的地控制或操
纵机器设备或过程, 使之具有一定的状态和性能.
被控制的机器设备或物体, 叫被控对象, 如直流电动
机.
所用的控制装置常称为控制器, 如运算器.
(4) 控制器和被控对象的组合称为自动控制系统.
直流电动机
激磁回路
激磁电流
电枢电压
运算器
自动控制系统可有各种各样的形式. 但总的来说, 可分
为两种, 一种叫闭环自动控制系统, 一种叫开环自动控制系
统. 先以上面所介绍的直流电动机转速自动控制系统为例来
说明什么叫闭环自动控制系统.
为清楚说明系统中各装置或元件间的作用关系, 或者说
各装置或元件间的信号传递关系, 常用方框图表示系统, 直
流电动机转速自动控制系统可画成如下方框图:
被控对象
反馈装置
控制器
图中每一个方框表示系统中的一个元件或几个元件组合
而成的一个装置; 带箭头的直线表示系统中信号流通的方向
小圆圈符号表示比较器, 正负号表示信号在比较器中是被相
加还是被相减, 需特别提请注意的是: 在比较器中进行比较
的信号必须是同一种物理量, 否则不能进行比较. 在直流
电动机转速自动控制系统中, 需要进行比较的二个物理量
一个是电压, 一个是转速, 所以要把转速通过测速发电机
的转换, 变成电压后再比较.
方框图中信号的常用名称:
r(t): 系统的输入信号, 其中使系统具有预定性能或预
定输出的, 又可称为给定输入信号或参考输入信号, 如电
位器的输出电压.
c(t): 系统的输出信号, 或叫输出量, 又常叫做系统对
输入的响应, 如电动机的转速.
b(t): 叫反馈信号. 而把系统中输出信号转换成反馈信
号的元件或装置, 称为反馈元件或反馈装置, 如测速发电
机.
e(t): 叫偏差信号. 是r(t)与b(t)比较的结果.
u(t): 是控制器的输出信号, 叫控制信号.
需特别指出的是: 以上所有信号都是时间 t 的函数.
还有一种信号, 叫干扰信号, 它的作用是破坏系统具有预
定性能或预定输出, 也是时间 t 的函数. 干扰信号根据具
体情况, 在系统中可有不同的作用点.
闭环系统的特点: 系统的输出信号经反馈与输入信号
进行比较, 系统按比较的结果e(t)进行控制, 凡具有这一特
点的系统叫闭环控制系统, 也常叫做反馈控制系统.
在反馈控制系统中, 如果反馈信号的作用是加强输入
信号的作用, 则称为正反馈控制系统; 如果反馈信号的作
用是减弱输入信号的作用, 则称为负反馈控制系统. 自控
理论中主要研究的是负反馈控制系统.
假如系统的输出信号不反馈到系统的输入端与输入信
号进行比较, 则这类系