自动控制基础知识.ppt

水工艺仪表与控制
给水排水工程专业
第一章自动控制基础知识
§ 自动控制系统的作用与构成
一、自动控制系统的概念
1 自动控制:在人不直接参与的情况下,利用外加的设备或装置使整个生产过程或工作机械(被控对象)自动地按预定规律运行,或使其某个参数(被控量)按预定要求变化。
组成:测量元件
比较元件
调节元件
执行元件
2 水位自动控制系统
水位自动控制系统示意图
进水
阀门
出水
电位器
放大器
电动机
+
+
-
-
浮子
连杆
水池
减速器
要求水位
实际水位
3 方框图
方框图:控制系统的元件作用图。
图中每一个方框表示组成系统的一个部分(如元件或设备),称之为环节,用带箭头的直线表示信号的相互联系和传递方向。
水位自动控制方框图
放大
元件
调节
元件
执行
元件
控制
对象
测量
元件
比较元件
给定量
被控量
(控制对象部分)
(控制器部分)
扰动作用
水位自动控制方框图
被控量——输出量
给定量——输入量给定输入:决定系统输出量的变化
规律或要求值
扰动输入:系统不希望的外作用
自动控
制系统
(给定量)
输出量
(被控量)
输入量
输入量
(扰动作用)
控制系统简图
4 自动控制系统的工作原理、主要特点
(1)工作原理:当被控量偏离给定要求值时,测量元件测得被测量或经物理量变换后由比较元件将其给定值比较得出偏差,根据偏差大小,经放大、调节、执行等元件后产生控制作用,控制作用使被控量回复到或趋近于要求值,从而使偏差消除或减小。
(2)主要特点:
从信号传送来看,输出量经测量后回送到输入端,回送的信号使信号回路闭合,构成闭环,即为负反馈。
从控制作用的产生看,由偏差产生的控制作用使系统沿减少或消除偏差的方向运动。——偏差控制
二、自动控制系统的构成
整定元件:给出被控量应取的值。
测量元件:检测被控量的大小——传感器
比较元件:用来得到给定值与被控量之间的误差。
放大元件:将误差信号放大。
执行元件:执行控制命令,推动被控对象。
校正元件:改善系统的动、静态性能。
能源元件:提供控制系统所需的能量。
专业术语
被控量和控制量
对象
系统
扰动