文档介绍：本章重点
1. 自动控制和自动控制系统的含义;
2. 反馈和反馈控制的概念、反馈控制的特点;
3. 控制系统的组成和分类和特点。
本章难点
;
、被控量、给定量等;
绘制方块图,分析实际控制系统的基本原理。
§1-1 控制系统的基本原理
自动控制技术在工农业生产、国防、航空航天等各个领域中起着重要的作用!
广泛应用于各种工程学科领域,并扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域。
独立的学科并与其它学科相互渗透、相互促进。
《自动控制原理》是自动控制技术的基础理论,是一门理论性较强的工程科学。
现代的工程技术人员和科学工作者,必须具备一定的自动控制理论基础知识!
自动控制:是指在没有人直接参与的条件下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器、设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控量)自动地按照预定的规律运行。
系统:由相互制约的各个部分按一定的规律组成的、为达到一定目的、具有一定功能的整体。
一、自动控制系统的概念
自动控制理论:是研究自动控制共同规律的科学。
反馈:将检测出来的输出量送回到系统的输入端,并与输入信号比较的过程。反馈分为负反馈(反馈信号与输入信号相减)和正反馈(反馈信号与输入信号相加)。
例水温自动控制系统
系统中增加了:
控制器
电机
加入给定信号
工作原理:
检测实际温度
产生控制信号
通过电机调节阀门的开度
从而调节蒸汽流入,控制水的温度. 实现没有人直接参入的自动水温控制.
为了方便地分析系统性能,一般用框图来表示系统的结构,如图所示:
要使自动控制系统满足工程实际的需要, 必须研究自动控制系统的结构参数与系统性能之间的关系。
实际温度
偏差
反馈量
预期温度
_
控制器
执行机构
阀门
水箱
自动控制系统的特征:
1. 结构上必须有反馈装置并按负反馈的原则构成系统。
2. 由偏差产生控制作用。
控制的目的是尽量的减小或消除偏差,使输出量接近于期望值。
自动控制系统定义:
是一个带有反馈装置的动力学系统。系统能自动而连续地测量被控制量,并求出偏差,进而根据偏差的大小和正负极性进行控制,而控制的目的是力图减小或消除所存在的偏差。
自动控制系统:为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机整体,这就是自动控制系统。
自动控制系统的基本控制方式
1. 开环控制
2. 闭环控制
3. 复合控制
温度计
加热电阻丝
调压器
u
(a) 原理图
~220V
输出量
(手柄位置)
输入量
调压器
加热
电阻丝
电炉
恒温箱
被控对象
(温度)
扰动量
(b) 方块图
控制装置
扰动
输出量
输入量
控制装置
被控对象
开环控制系统的方框图
开环控制