自动控制原理.ppt

自动控制原理49828.ppt1
第一章自动控制的一般概念
第一节自动控制的基本原理与方式
第二节自动控制系统的分类
第三节对控制系统性能的要求
第四节自动控制理论发展简述
小结
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第一节自动控制的基本原理与方式
一、自动控制的基本概念
二、自动控制系统的基本构成及控制方式
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第一节自动控制的基本原理与方式
一、自动控制的基本概念
所谓自动控制是指在没有人直接参与下,利用控制装置操纵受控对象,使受控对象的被控量自动地按预定的规律运行。
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例1-1 水位人工控制装置如图1-1所示。控制任务是使水位的高度h(t)按一定的要求变化。水位的高低受到进水量qi(t)和出水量q0(t) 的影响,调节进水阀门的开度,可以控制水位的高低。采用人工操纵,靠人眼观察实水位和要求水位的差,用手不断调节阀门,以保持水箱内水位的高度满足要求。显然,这种控制方式是人工控制,控制的实时性和精度都难以满足要求。
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例1-2 水位自动控制系统如图1-2所示。水位高度的参考电压为ur(t),水箱中的水位检测装置将水位高度h(t)转换成电压uh(t) ,控制器输出控制信号Δu(t)= ur(t) - uh(t) ,经执行机构调节电磁阀控制进水量,从而控制水位的高度。只要Δu(t)= 0,系统就进行自动调节,直到水位的高度与给定高度相等为止,这就实现了水位的自动控制。采用电控制系统来控制水位的高度能达到一定速度和精度。
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由上例可知,一个控制系统包括以下几个部分:1)被控对象;2)被控制量;
3)控制器;4)执行机构;5)给定量;6)检测装置。
水位自动控制系统结构框图
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二、自动控制系统的基本构成及控制方式

控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时,称为开环控制。
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控制装置与受控对象之间,不但有顺向作用,还有反向联系,即有被控量对控制过程的影响,这种控制称为闭环控制,相应的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制又常称为反馈控制。
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例1-6 采用转速负反馈的直流电动机调速系统,如图1-13所示。此系统测量装置为测速发电机以及分压电位器。电动机的转速n被其转换成反馈电压Uf,并反馈至输入端,形成闭合回路。加在放大器输入端的电压Ue为给定电压Un与Uf的差值,
即Ue=Un-Uf
此闭环控制系统中,输出转速n取决于给定电压Un。而对于由电网电压波动、负载变化以及除测量装置之外的其他部分的参数变化所引起的转速变化,都可以通过自动调整加以抑制。例如,如果由于以上原因使得转速下降(n↓),将通过以下的调节过程使n基本维持恒定:
n↓→Uf↓→Ue↑→Ud↑→n↑
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