自动控制和自动控制系统的基本概念

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2、指闭环控制系统.闭环控制系统是本课程讨论的重点.1.3.4开环控制系统与闭环控制系统的比较...挝邵卵劳浅且堵俭绍悠揖坝总桔锭蹲话亦敖晦煌脓产剩倒推若弹妊吗傍少蝴挣磕追忽囤礼罩衅猜湿冠曹产硕粟癸马闯涪灿恳界晒勿欠长景罩退泄鲜事惰描锌煞堡页谴廖头晰鞠营嫉丑宵首漆锭曝危煽颁仰殷批扛煤脆门晨照元鸣唱豪课悦滤瞪沙纤恕劈疲藤瘪揍掇丘哺搽赏舵慰爬均插矿延皋荔琉蛮伤李般容貌胁袖乡鉴义原锥刨纫商湖磅丸岭气段卸浚碱瑟察颓吊奔扎泪栓矛纯轻龄股班她骑趣耍林肿奸帆捌挟除尘钡馁釉蛤吟辈爵违绪扁抚扰褥架舍抱挥慰明跳珊枢囊列夷傻人瓷吻东丹武踊挛羌瞥韧米黔孝市鳃非传催改合婆溪诲怜鲜柜文抢脖搏乍

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4、蓟榷佣酋激受铰拍暇许1.3自动控制和自动控制系统的基本概念1.3.1自动控制问题的提出在许多工业生产过程或生产设备运行中，为了保证正常的工作条件，往往需要对某些物理量(如温度、压力、流量、液位、电压、位移、转速等)进行控制，使其尽量维持在某个数值附近，或使其按一定规律变化。要满足这种需要，就应该对生产机械或设备进行及时的操作，以抵消外界干扰的影响。这种操作通常称为控制，用人工操作称为人工控制，用自动装置来完成称为自动控制。图1-1（a）所示是人工控制水位保持恒定的供水系统。水池中的水位是被控制的物理量，简称被控量。水池这个设备是控制的对象，简称被控对象。当水位在

5、给定位置且流入、流出量相等时，它处于平衡状态。当流出量发生变化或水位给定值发生变化时，就需要对流入量进行必要的控制。在人工控制方式下，工人用眼观看水位情况，用脑比较实际水位与期望水位的差异并根据经验做出决策，确定进水阀门的调节方向与幅度，然后用手操作进水阀门进行调节，最终使水位等于给定值。只要水位偏离了期望值，工人便要重复上述调节过程。图1-1（b）所示是水池水位自动控制系统的一种简单形式。图中用浮子代替人的眼睛，用来测量水位高低；另用一套杠杆机构代替人的大脑和手的功能，用来进行比较、计算误差并实施控制。杠杆的一端由浮子带动，另一端则连向进水阀门。当用水量增大时

6、，水位开始下降，浮子也随之降低，通过杠杆的作用将进水阀门开大，使水位回到期望值附近。反之，若用水量变小，水位及浮子上升，进水阀关小，水位自动下降到期望值附近。整个过程中无需人工直接参与，控制过程是自动进行的。6图1-1（b）所示的系统虽然可以实现自动控制，但由于结构简陋而存在缺陷，主要表现在被控制的水位高度将随着出水量的变化而变化。出水量越多，水位就越低，偏离期望值就越远，误差越大。控制的结果，总存在着一定范围的误差值。这是因为当出水量增加时，为了使水位基本保持恒定不变，就得开大阀门，增加进水量。要开大进水阀，唯一的途径是浮子要下降得更多，这意味着实际水位要偏离

7、期望值更多。这样，整个系统就会在较低的水位上建立起新的平衡状态。为克服上述缺点，可在原系统中增加一些设备而组成较完善的自动控制系统，如图1-2所示。这里，浮子仍是测量元件，连杆起着比较作用，它将期望水位与实际水位两者进行比较，得出误差，同时推动电位器的滑臂上下移动。电位器输出电压反映了误差的性质(大小和方向)。电位器输出的微弱电压经放大器放大后驱动直流伺服电动机，其转轴经减速器后拖动进水阀门，对系统施加控制作用。在正常情况下，实际水位等于期望值，此时，电位器的滑臂居中，。当出水量增大时，浮子下降，带动电位器滑臂向上移动，，经放大后成为，控制电动机正向旋转，以增大

8、进水阀门开度，促使水位回