文档介绍：第一章反馈控制系统的基本概念
§1-1 自动控制系统的基本方式◎
§1-2 反馈控制系统的概念◎
§1-3 自动控制系统的性能要求◎
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§1-1 自动控制的基本方式
1. 开环控制系统
控制系统的输出对系统的控制作用没有影响。
(1)按给定值进行控制 -1a◎
(2)按扰动补偿进行控制 -1b◎
-2◎
控制系统的输出对系统的控制作用有影响,即控制器的输出作用于控制对象,控制对象的输出(系统的输出)将送回到控制器,控制器根据偏差进行控制。因此,又称为反馈控制。
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§1-1 自动控制的基本方式
-3◎
在一个控制系统中同时采用开环控制和闭环控制。
开环控制——粗调
闭环控制——细调
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§1-2 反馈控制系统的概念
反馈控制系统的组成◎
反馈控制系统的结构方框图◎
反馈控制系统的分类◎
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1. 反馈控制系统的组成
控制对象:被控制的设备或过程(冷却器)。系统的输出就是指被控对象的输出(或称被控量)。
控制器(或称调节器):根据偏差按一定规律输出控制量,送至执行机构。它有两个输入,即设定值输入和测量值输入。偏差=设定值-测量值
3. 执行器(执行机构):接受控制器送来的控制信号,驱动调节机构,作用于被控对象。
4. 测量变送器(测量单元):将被控对象的物理输出量,即被控量转换为标准信号输出(也称测量输出),送到调节器,作为反馈信号。
-5a◎
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2. 反馈控制系统的结构框图
特点:
(1)信号传递的单向性;
(2)闭合回路(闭环系统);
(3)负反馈:反馈通道的信号与前向通道的信号相减。反 之, 则为正反馈。
(4)控制单元根据偏差进行控制,因此又称偏差驱动。
-6◎
若控制单元、测量单元和执行单元合为一体,则称为 基地式控制仪表;若三者分开,则称为组合式控制仪 表。
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3. 反馈控制系统的分类
1. 按给定值的形式:
(1)定值控制;(2)程序控制;(3)随动控制。
2. 按动作方式:
(1)连续控制;(2)断续控制(双位控制或多位控制)
3. 按控制精度: (1)有差调节;(2)无差调节
4. 按变量数: (1)单变量控制;(2)多变量控制
5. 按系统性质: (1)线性控制系统;(2)非线性控制系统
6. 按应用理论:
(1)基于经典理论的控制;
(2)基于现代控制理论的控制(最优控制、自适应控制);
(3)智能控制(模糊、神经、专家、自学习控制)
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§1-3 自动控制的性能要求
稳态——被控量不随时间而变化的平衡状态(也称静态)
动态——被控量随时间而变化的不平衡状态(也称瞬态)
稳态(平衡)
动态过程
扰动变化
平衡破坏
控制作用
克服扰动影响
新稳态(平衡)
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§1-3 自动控制的性能要求
自动控制系统在动态过程中被控量随时间而变化的过程,或者说是从一个平衡态过渡到另一个平衡态的过程。-8◎
根据过渡过程的特点,控制系统可分为:
(1)发散过程
(2)等幅振荡过程 -14◎
(3)衰减过程
(4)非周期过程
其中, (1)、(2)称为不稳定过程;(3)、(4)称为稳定过程。
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为便于系统分析,定义几种常见的系统输入信号:
(1)阶跃输入: -9◎
(2)速度输入: -10◎
(3)加速度输入: -11◎
(4)脉冲输入: -12◎
(5)正弦输入: -13◎
其中,阶跃输入对系统的工作最为不利。
§1-3 自动控制的性能要求
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