被控量输出量.pptVIP

第一章 自动控制的一般概念 第一节 自动控制的基本原理 第二节 自动控制系统基本控制方式 第三节 自动控制系统的分类 第四节 对自动控制系统的基本要求 1. 自动控制系统的组成 2. 控制系统中的常用术语 1-2 自动控制系统基本控制方式 一、开环控制 直流电动机转速开环控制系统 3.开环控制系统的特点 优点：线路简单、成本低、工作稳定。 缺点：控制精度低。 二、闭环控制 3.闭环控制系统的特点 三、复合控制 1-3 自动控制系统的分类 二、按数学描述分类: 1、线性系统：用线性方程描述的系统。 性质：1）组成系统的所有元件都是线性元件； 2）具有齐次性和叠加性。 2、非线性系统：用非线性方程描述的系统。 性质：1）系统中只要有一个非线性元件就是非线 性系统。 2）不满足叠加原理。 1、线性系统 特点：系统由线性元件构成，描述运动规律的数学模型为线性微分方程。运动方程一般形式： 2、非线性系统 特点：在构成系统的环节中有一个或一个以上的非线性环节。 非线性的理论研究远不如线性系统那么完整，目前尚无通用的方法可以解决各类非线性系统。 三、按时间信号的性质分类 1.连续时间系统： 系统中所有信号都是连续函数形成的模拟量。 2.离散时间系统： 系统中的信号至少有一处是以脉冲序列或数码形式传递。 分类小结 1-4 对自动控制系统的基本要求 2．典型信号 （1） 脉冲信号 （2）阶跃信号 （4） 加速度信号 四.按系统输入输出信号的数量分类 1.单输入单输出系统：输入、输出各为一个。 2.多输入多输出系统： 有两个或两个以上的输入量或输出量的系统。 其他的分类方法： 按功能来分： 温度控制系统、速度控制系统、位置控制系统等。 按元件组成分：机电系统、液压系统、生物系统等。 返回 1. 基本要求 （1）系统的绝对稳定性 （2）系统具有良好的动态性能和稳态性能 动态性能：稳――动态过程平稳 快――响应动作快 稳态性能：准―― 跟踪值准确 稳： 指动态过程的平稳性 控制系统动态过程曲线 如上图所示，系统在外力作用下，输出逐渐与期望值一致，则系统是稳定的，如曲线①所示；反之，输出如曲线②所示，则系统是不稳定的。 快： 指动态过程的快速性 快速性即动态过程进行的时间的长短。过程时间越短，说明系统快速性越好，反之说明系统响应迟钝，如曲线①所示。 稳和快反映了系统动态过程性能的好坏。既快又稳，表明系统的动态精度高。 准： 指系统在动态过程结束后，其被控量（或反馈量）与给定值的偏差，这一偏差称为稳态误差，是衡量稳态精度的指标，反映了系统后期稳态的性能。 以上分析的稳、快、准三方面的性能指标往往由于被控对象的具体情况不同，各系统要求也有所侧重，而且同一个系统的稳、快、准的要求是相互制约的。 （3）斜坡（速度）信号 自动控制是指在无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)自动地按照预定的规律运行。 一. 自动控制的概念 1-1 自动控制的基本原理与方式 下面通过具体例子来说明自动控制和自动控制系统的概念 控制器 气动阀门 流入 Q1 浮子 水箱 流出 Q2 H 水位自动控制系统 控制任务： 维持水箱内水位恒定； 控制装置： 气动阀门、控制器； 受控对象： 水箱、供水系统； 被控量： 水箱内水位的高度； 水位自动控制系统 给定值： 控制器刻度盘指针标定的预定水位高度； 测量装置： 浮子； 比较装置： 控制器刻度盘； 干扰： 水的流出量和流入量的变化都将破坏水位保持恒定； 水位自动控制系统 自动控制即没有人直接参与的控制，其基本任务是：在无人直接参与的情况下，只利用控制装置操纵被控对象，使被控制量等于给定值。 自动控制系统：指能够完成自动控制任务的设备，一般由控制装置和被控对象组成。 由此可见： 返回 由控制器与被控对象组成，控制器是系统中对被控对象起控制作用的各部分的总称。 二、 自动控制系统的组成 典型自动控制系统方框图 自动控制系统方框图 自动控制系统方框图 给定量(输入量)：系统输出量的要求值。 被控量(输出量)：被控系统所控制的物理量。 反馈量：与输出成正比或成某种函数关系,与给定 量有相同量纲和数量级的信号。 偏差量：给定量与主反馈量之差。 控制量：作用于被控对象的信号。 扰动量：对系统输出量有不利影响的输入量。 被控对象：被控制的机器、设备或生产过程 。 测量反馈元件——用以测量被控量并将其转换成与输入量同一物理量后，再反馈到输入端以作比较。 比