自动控制原理
9页1、第一章 自动控制的一般概念1.1 引言自动控制理论是研究关于自动控制系统组成、分析和设计的一般性理论,是研究自动控制共同规律的技术科学。自动控制理论的任务是研究自动控制系统中变量的运动规律以及改变这种运动规律的可能性和途径,为建立高性能的自动控制系统提供必要的理论根据。1.2 自动控制和自动控制系统的基本概念 自动控制问题的提出在许多工业生产过程或生产设备运行中,往往需要对某些物理量(如温度、压力、流量、液位、电压、位移、转速等)进行控制,使其尽量维持在某个数值附近,或使其按一定规律变化。如图1-l所示是锅炉给水人工控制示意图。人工调节是一个“检测偏差、纠正偏差”的过程。可以用一整套自动控制仪表(自动调节器)来代替操作人员的作用。图1-2所示是锅炉给水汽包水位自动控制示意图。图1-2 汽包锅炉给水自动调节示意图1过热器;2汽包;3省煤器;4给水凋节阀;5水位计任何一个控制系统,都包含着被控对象和控制器两个组成部分。1.2.2 开环控制系统常见的控制方式有三种:开环控制、闭环控制和复合控制。系统的控制输入不受输出影响的控制系统称为开环控制系统。图1-3 烘箱温度开环控制系统示意图图1-3
2、所示的烘箱温度控制系统是一个开环控制系统。烘箱是被控对象,烘箱的温度是被控量,也称为系统输出量。开关设定位置为系统的给定量或输入量,电阻及加热元件可看成是调压器(控制器)。图1-4 烘箱温度开环控制系统方框图该系统中只有输入量对输出量的单向控制作用,输出量对输入量没有任何影响和联系。烘箱温度开环控制系统可用图1-4所示的方框图表示。 1.2.3 闭环控制系统在图1-3所示的烘箱温度开环控制系统中,加入一些装置,构成了如图1-5所示的烘箱温度闭环控制系统。图1-5 烘箱温度闭环控制系统示意图系统中,烘箱是被控对象,炉温是被控量,给定量是由给定电位器设定的电压(表征烘箱温度的希望值)。系统方框图如图1-6所示。通常,把从系统输入量到输出量之间的通道称为前向通道;从输出量到反馈信号之间的通道称为反馈通道。方框图中用符号“”表示比较环节,其输出量等于各个输入量的代数和。这种通过反馈通道使系统构成闭环,并按偏差产生控制作用,用以减小或消除偏差的控制系统,称为闭环控制系统,或称反馈控制系统。在系统主反馈通道中,只有采用负反馈才能达到控制的目的。图1-6 烘箱温度闭环控制系统方框图闭环系统中系统的输
3、出信号引回到输入端,与输入信号相比较,利用所得的偏差信号对系统进行调节,达到减小偏差或消除偏差的目的。这就是负反馈控制原理,是闭环控制系统的核心机理。1.2.4 复合控制系统图1-7 水温控制系统示意图反馈控制只有在外部作用(输入信号或干扰)对控制对象产生影响之后才能做出相应的控制。前馈控制能使系统及时感受输入信号,使系统在偏差即将产生之前就注意纠正偏差。将前馈控制和反馈控制结合起来,构成复合控制,可以有效提高系统的控制精度。图1-7所示的水温控制系统是一个按干扰补偿的复合控制系统。其中,热交换器是被控对象,实际热水温度是被控量,给定量(希望温度)在控制器中设定,冷水流量是干扰量。系统方框图如图1-8所示。图1-8 水温控制系统方框图1.3 控制系统示例1 室温自动控制系统图1-9 室温自动控制系统示意图1热水加热器;2敏感元件;3控制器;4执行机构;5调节阀图1-9所示为一室温自动控制系统,目的是将恒温室温度保持在希望值。敏感元件测得的实际温度。控制器将温度差通过执行机构(如可逆转电机等)开大或关小调节阀,控制热水流量的增大或减小,再由风将热量送入恒温室,直到室温与希望值一致。这是一
《自动控制原理》由会员M****1分享,可在线阅读,更多相关《自动控制原理》请在金锄头文库上搜索。
安全教育工作总结样本(2篇).doc
高中英语Unit1friendship基础知识课堂检测新人教版必修1
新春diy贺卡活动方案
Whatcanyoudo教学设计
天擎终端安全管理系统测试方案详细用例要点
南京市家庭装饰装修合同
工作反省检讨书
灯塔大课堂学习中国共产党党员教育管理工作条例的优秀心得精选
英语校本课程计划
新人教版小学三年级英语下册第一单元教案
2022年电力公司财务会计工作总结
学校年度工作总结3篇
试用期个人转正工作总结模板(2篇).doc
科目一考试技巧顺口溜
2023年望庐山瀑布
资金时间价值的计算及解题步骤
工程竣工验收单
2010年长江暴雨洪水及三峡水库蓄泄影响分析
MBO(目标管理)
2023年公用设备工程师之(暖通空调+动力)基础知识押题练习试卷B卷附答案
2022-12-31 2页
2023-11-24 18页
2023-08-28 5页
2022-08-27 15页
2023-10-25 7页
2022-10-11 2页
2023-06-01 8页
2023-03-22 122页
2023-06-29 8页
2023-10-20 7页