自动控制原理基本的 概念.pptVIP

* 第一章 自动控制系统的基本概念 第一章小测验 7、简述何谓自动控制。 8、简述什么是无差系统。 9、试分析例８系统是有差的还是无差的。 * * * * * * * 蒸汽机时代，电气时代，信息时代 维纳：控制理论之父。1948年发表《控制论或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》 * * * * * * * * 箭头表示信号传递的方向。 * * * 热电偶工作原理是:二导体两端导热率不同,因此在二导体两端产生一个毫伏级的电压,经过放大为uf，电压ug根据温度要求调整,一旦确定就不变了.ug和uf极性相反。变速箱将电动机轴上的旋转运动转化为一直线运动。思考题：哪个量是系统的输入？Uc? 为什么？ * 方框中放物理装置---环节。线表示物理量，箭头表信号传递方向，综合点，对进入的所有信号进行代数运算。如无检测装置，就是开环控制系统。 * 按功能细分的组成的系统结构图。每个方框可能并不对应一个物理装置。因为一个物理装置可能具有多个功能。 * * * * * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.2 闭环控制系统的组成和基本环节 2.闭环控制系统的基本环节 （1）检测环节或传感器 　其职能是检测被控制的物理量，并将其转换为与给定量相同量纲的物理量。如果这个物理量是非电量，一般转换为电量。例如： ①测速发电机是用于检测电动机轴的速度并转换为电压； ②自整角机等是用于检测角度并将角度信号转换为电压； ③热电偶是用于检测温度并将温度信号转换为电压等。 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.2 闭环控制系统的组成和基本环节 （２）给定环节 其职能是给出与期望的被控量相对应的 系统输入量。如：给定电位器。 （３）比较环节 将所检测的被控制量的实际值与给定环节给出的设定值进行比较，确定两者之间的偏差量。如：差动放大器、机械差动装置和电桥。 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.2 闭环控制系统的组成和基本环节 （4）放大环节 将比较环节给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。如：电压偏差信号，可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成的电压放大器和功率放大器加以放大 。 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.2 闭环控制系统的组成和基本环节 （５）执行机构 直接推动被控对象，使其被控量发生变化 ，达到所要求的数值。一般由传动装置和调节机构组成。如：阀、电动机、液压马达等。 （６）被控对象 　　要进行控制的设备或过程。电炉，电机。 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.2 闭环控制系统的组成和基本环节 （７）校正环节（补偿 环节） 　　其结构或参数便于调整，按某种规律对偏差信号进行运算，作用于执行机构，以改善系统性能。 　　最简单的校正元件是由电阻、电容组成的无源或有源网络，复杂的则用电子计算机。 　　在控制系统中，常把比较环节、校正环节和放大装置和在一起称为控制器。 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.2 闭环控制系统的组成和基本环节 闭环控制系统的结构（示意）图 1-给定环节；2-比较环节；3-校正环节；4-放大环节； 5-执行机构；6-被控对象；7-检测装置 要求精度要高 控制器 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.2 闭环控制系统的组成和基本环节 图1-4 闭环控制结构示意图 1-控制器 2-控制对象 3-检测装置 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.3 自动控制系统类型 1.按照组成系统元件的输入输出特性划分 1）线性系统 linear system 特点：a.系统由线性元件构成，系统的运动规律可用线性 　　　　微分方程来描述。 称为线性定常系统（ＬＴＩ）。 线性微分方程中输出量及其各阶导数都是一次的，并且各系数与输入量无关。 * 第一章 自动控制系统的基本概念 b. 满足齐次性和叠加原理。(是判别是否为线 性系统的根据) 若系统方程中系数不是常数 则称为线性时变系统。 齐次性 叠加原理 1.3 自动控制系统类型 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.3 自动控制系统类型 2）非线性系统 nolinear system 在构成系统的环节中有一个或一个以上的 非线 性环节时，则称此系统为非线性系统。 特点：由非线性微分方程描述的系统称为非线性系 统。不满足齐次性和叠加原理. 　　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，一直是控制理论界研究的热点. * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.3 自动控制系统类型 理想饱和特性 理想继电特性 死区特性 * 第一章 自动控制系统的基本概念 1.3 自动控制系