文档介绍：第一章自动控制概论
思考题
1、什么是自动控制?他对人类活动有什么意义?
所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下,通过控制装置使被控制对象或生产过程自动地按照预定的规律运行,使之达到预期的状态或性能要求。
自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程中发展起来的一门重要的科学技术。依靠它,人类可以从笨重、重复性的劳动中解放出来,从事更富创造性的工作。
2、什么是反馈?什么是负反馈?
通常,我们把输出量送回到输入端并与输入信号比较的过程称为反馈。
若反馈的信号是与输入信号相减而使偏差值越来越小,则称为负反馈。
3、开环控制系统是怎样实现控制作用的?请举例说明。
开环控制系统:如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路,输出量对系统的控制作用没有影响,这样的系统称为开环控制系统。
例:原始的数控机床进给系统就是开环控制系统。
指令输入到计算机控制系统之中,带动步进电机运动,使工作台移动,产生位移输出。
在日常生活中,许多控制系统都可以理解成开环控制系统,如电风扇的转速是由档位决定的,不能根据环境温度自动调节;洗衣机定时系统是由功能和时间决定,不能根据所洗衣物清洁程度自动调节。
4、闭环控制系统是怎样实现控制作用的?请举例说明。
闭环控制系统:闭环控制(亦称为反馈控制,Feedback Control)是指能对输出量与输入量进行比较,并且将它们的偏差作为控制手段,以保持两者之间预定关系的系统。
如:自动调温空调,当环境温度高于设定温度时,空调制冷系统自动开启,调定室温到设定值。
5、对自动控制系统的基本要求是什么?
对控制系统的基本要求是:系统的稳定性、响应的快速性、响应的准确性。
6、试叙述电冰箱中温度控制系统的温度控制过程。
电冰箱温度控制系统由感温管,温度调节,执行动作等系统组成。冰箱没工作时,感温管内气体遇热就膨涨,触点就将两原来断开的接触点靠在一起了。冰箱在工作时,由于冰箱内制冷系统在给冰箱不
段的输入冷气,就越来越冷,随着温度不短降低,感温管内的气体缩小,气垫就将断点段开,然而就将冰箱停止工作!
7、试叙述骑自行车时的闭环控制过程。
人在骑自行车时,眼睛做为检测装置检测路面及路况信息,反馈给大脑,大脑控制人的手和脚,从而控制自行车的行进路线及速度。
8、在家用电器中,有哪些是应用反馈控制原理来进行控制的?
空调温度测量控制空调频率或开关;
冰箱温度控制系统根据冰箱内温度变化进行调节;
马桶的水箱水多了就停止灌水水少了就自动灌水……
习题
1-1 闭环控制系统是由哪些环节组成的?各环节在系统中起什么作用?
闭环控制系统主要由控制对象、执行机构、检测装置、给定环节、比较环节、中间环节等环节组成。
控制对象:指要进行控制的设备或过程。
执行机构:由传动装置和调节机构组成,直接作用于控制对象,使被控量达到所要求的数值。
检测装置:用来检测被控量,并将其转换为与给定量相同的物理量。
给定环节:设定被控量的给定值的装置。
比较环节:将所检测的被控量与给定量进行比较,确定两者之间的偏差量。
中间环节:一般是放大元件,将偏差信号变换成适用于控制执行机构工作的信号。
1-2 如图1-21所示是一个液位控制系统的原理框图。试说明其控制原理,并画出控制系统的方框图。
控制原理:调整系统和气动阀门