自动控制原理知识点.docx

第一节自动控制的基本方式一、两个定义： （1）自动控制：在没有人直接参与的情况卞，利用控制装置使某种设备、装置或生产过程中的某些物理屋或工作状态能自动地按照预定规律变化或数值运行的方法，称为自动控制。 （2）自动控制系统：由控制器（含测量元件）和被控对彖组成的有机整体。或由相互关联、相互制约、相互影响的一些元部件组成的具有自动控制功能的有机整体。称为自动控制系统。 在控制系统中，把影响系统输出量的外界输入量称为系统的输入量。 系统的输入屋，通常指两种：给定输入量和扰动输入量。 给定输入量，又常称为参考较输入量，它决定系统输出量的要求值或某种变化规律。扰动输入量，又常称为干扰输入量，它是系统不希望但又客观存在的外部输入量，例如，电源电压的波动、环境温度的变化、电动机拖动负载的变化等，都是实际系统中存在的扰动输入量。扰动输入量影响给定输入量对系统输出量的控制。 自动控制的基本方式二、基本控制方式（3种）1、开环控制方式⑴定义： 控制系统的输出量对系统不产生作用的控制方式，称为开环控制方式。 具有这种控制方式的有机整体，称为开坏控制系统。 如果从系统的结构角度看，开环控制方式也可表达为，没有系统输出量反馈的控制方式。 ⑵职能方框图任何开坏控制系统，从组成系统元部件的职能角度看，均可用下面的方框图表示。 扰动输入量输出量2、闭坏控制方式（1）定义： 输出量 系统输出量直接或间接地反馈到系统的输入端，参予了系统控制的方式,称为闭坏控制方式。如果从系统的结构看，闭环控制方式也可表达为，有系统输出量反馈的控制方式。 自动控制的基本方式工作原理开环调速结构基础上引入一台测速发电机，作为检测系统输出量即电动机转速并转换为电压。 反馈电压与给定电压比较（相减）后，产生一偏差电压，经电压和功率放人器放大后去控制电动机的转速。 当系统处于稳定运行状态时，电动机就以电位器滑动端给出的电压值所对应的希望转速运行。 当系统受到某种干扰时（例如负载变人），电动机的转速会发生变化（下降），测速反馈 电压跟着变化（变小），由于给定电压值未变，偏差电压值发生变化（变人），经放人后使电动机电枢电压变化（提高），从而电动机转速也变化（上升），去减小或消除由于干扰引起的转速偏差。（参阅教材）！ （2）闭坏控制系统职能框图 任何闭环控制系统，从组成系统元部件的职能角度看，均町用下面的结构框图表示。 3、复合控制方式开环控制方式+闭环控制方式。两种结构：按输入信号补偿；按扰动信号补偿 4、控制方式比较（1）从系统组成结构看，开环控制方式简单，复合控制方式复杂，闭坏控制方式介于两者间;（2）从性能看，开环控制方式较差，闭环控制方式较好；复合控制方式最好；（3）现代工程应用系统中，闭环控制方式应用最广泛。 第二节闭环系统的基本组成基本组成的结构方块图扰动 （1）被控对彖：要进行控制的设备或生产过程。（例，工作机械）（2）执行机构：作用于被控制对象的装置或设备。（例，电动机） （3）测量装置：用来检测被控量，并将其转换成与给定量相同物理量的装置（例，测速发电机） （4）放人坏节：对信号进行放大或能量形式的转换，使之适合执行机构工作。（例，电压放大器，可控硅整流功放） （5）给定环节：产生系统的给定输入信号。（电位器） （6）比较坏节：将所测的被控量与给定量进行比较。 （7）校正环节：用于改善系统性能的电路。 校正环节可加于偏差信号与输出信号之间的通道内，也可加于某一局部反馈通道内。前者称为串联校正环节，后者称为并联校正或（局部）反馈校正环节。 前向通道：信号从输入端沿箭头方向到达系统输出端的传输通道，又称正向通道。 反馈通道：又可分为主反馈通道和局部反馈通道。系统输出屋经由测量装置反馈到系统输入端的传输通道，或简称系统输出量与输入量间的反馈通道，称为主反馈通道。局部部件间反馈通道，称为局部反馈通道。单回路系统：只有一个（主）反馈通道的系统。 多回路系统：有二个以上反馈通道的系统。 注意：反馈有正、负之分。反馈信号的极性与输入信号的极性相反，从而产生一偏差信号的反馈方式，称负反馈；反馈信号的极性与输入信号的极性相同，称正反馈，正反馈方式只可能在局部反馈中采用；所有闭环系统，都是负反馈控制系统。 例题1 例：电动机速度控制系统 根据图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： （1）将a.b.cd用线连接成负及惭方式； （2）酉出系统方框图。 +—放—百，——踹解（4）负反馈连接方式应为：gd，b_c相接。 因为，放大器^入端的电压应为给定电压与及饺电压两者之差，才产生偏差电压。根据基尔霍夫回路电压定律，应。接〃，方接 （2）首先.系统中的每个部件各用一方框表示各方福内写入该部件的名称；然后根据系统信号的流向.方块问用带箭头的信号线连接.如图所示。 ｛测速及电机卜一-EW1-1速