文档介绍：《自动控制原理》
《自动控制原理》
王划一杨西侠编著
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第一章绪论
主要内容:
、自动控制系统的概念
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第一章绪论
§1-1 引言
§1-2 自动控制的基本知识
§1-3 自动控制系统的基本控制方式
§1-4 自动控制系统的分类及基本组成
§1-5 对控制系统的要求和分析设计
§1-6 自动控制理论的发展概况
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1-1 引言
控制理论是建立在有可能发展一种一般方法来研究各式各样系统中控制过程这一基础上的理论。
控制理论研究的对象可狭义地定义为这样一种信息系统,即根据期望的输出来改变输入,使系统的输出能有某种预期的效果。
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自动控制问题的提出
一个简单的水箱液面,因生产和生活需要,希望液面高度h 维持恒定。当水的流入量与流出量平衡时,水箱的液面高度维持在预定的高度上。
自动控制的基本知识
水箱
流出
流入
h
当水的流出量增大或流入量减小,平衡则被破坏,液面的高度不能自然地维持恒定。
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这种出水量与进水量的不平衡现象必然要经常发生的。这使得这种“水位恒定的要求”变得难以实现了。
所谓控制就是强制性地改变某些物理量(如上例中的进水量),而使另外某些特定的物理量(如液面高度h)维持在某种特定的标准上。人工控制的例子。
水箱
流出
流入
h
这种人为地强制性地改变进水量,而使液面高度维持恒定的过程,即是人工控制过程。
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自动控制的定义及基本职能元件
自动控制就是在没有人直接参与的情况下,利用控制器使被控对象(或过程)的某些物理量(或状态)自动地按预先给定的规律去运行。
水箱
流出
流入
h
控制器
浮子
当出水与进水的平衡被破坏时,水箱水位下降(或上升),出现偏差。这偏差由浮子检测出来,自动控制器在偏差的作用下,控制阀门开大(或关小),对偏差进行修正,从而保持液面高度不变。
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2. 自动控制的基本职能元件
自动控制的实现,实际上是由自动控制装置来代替人的基本功能,从而实现自动控制的。画出以上人工控制与自动控制的功能方框图进行对照。
水箱
流出
流入
h
水箱
流出
流入
h
控制器
浮子
眼睛浮子
大脑自动控制器
肌肉、手执行元件
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比较两图可以看出,自动控制实现人工控制的功能,存在必不可少的三种代替人的职能的基本元件:
气动
阀门
希望液位
实际液位
浮子
控制器
水箱
肌肉和阀门
希望液位
实际液位
大脑
水箱
眼睛
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执行
元件
参考输入
输出
测量变送元件
控制器
对象
扰动输入
测量元件与变送器(代替眼睛);
自动控制器(代替大脑);
执行元件(代替肌肉、手)。
这些基本元件与被控对象相连接,一起构成一个自动控制系统。下图是典型控制系统方框图。
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