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自动控制原理——第1章引论

第1章引论

重点内容

•自动控制的基本概念和原理

•自动控制系统的组成和分类

•对自动控制系统的基本要求

自动控制原理——第1章引论

§1.1自动控制系统的一般概念

一、自动控制的基本概念

所谓自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用

控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或按输入量

的变化规律去变化的过程。

•无人直接参与：指人在远方进行远程操作（遥操作

），而不是在对象跟前就地操作。

•控制装置：是控制器和检测装置的总称。

用来操纵受控对象的设备（校一般为各

正器+放大器+执行器）种传感器

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•控制对象：控制系统要进行控制的受控客体。

如冰箱、空调、洗衣机、电梯、飞机、汽车、

潜艇、电厂锅炉、酿酒过程等各种设备、机器或生

产过程。

•被控量：控制对象要实现的量，是表征对象特征的

关键参数。

如冰箱温度、电机的转速、飞机姿态角、船的

航行轨迹、电网的电压、生产过程中的压力、流

量、温度、湿度等。

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二、5个重要的信号量

自动控制系统如图1-1，几个重要的信号量如下：

d(t)

r(t)e(t)c(t)

控制器受控对象

b(t)

检测元件

图1-1自动控制示意图

目前，控制信号常用的标准电信号主要有两种：

1~5V电压信号或4~20mA电流信号。

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•自动控制系统

定义：由控制装置+受控对象构成的能完成自动控

制任务的整体。

自动控制理论：分析与综合控制系统的理论。

•自动控制系统工作原理说明

图1.1直流电机转速控制系统（人工控制）

触发器整流器

n

负载

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控制任务：无论负载或电网电压如何变化，通过手动电压U0，

都可以保证电机转速不变。

受控对象——电机；被控量——电机输出转速

观察转速n（通过转速表）——检测

人的作用

大脑反映——比较，将n与期望的n0比较

手动调节——执行，减小或消除偏差

用方框图表示如下：

Ud

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图1.4电机转速自动控制系统。

RP1—给定电位器

RP2—反馈调节电位器

TG—测速发电机

α检测测速机

Ud——TG

比较——差运放大器A

执行——伺服电机+调速器

调速器

伺服电用设备代替了人

动机

A

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原理框图如下：ΔU=U0-Un

负载扰动d(t)

比较环节