现代检测与控制技术 教学课件 作者 张志君 于海晨 宋彤 编著现代测控技术 第1章课件.ppt

《现代检测与控制技术 教学课件 作者 张志君 于海晨 宋彤 编著现代测控技术 第1章课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、现代测控技术电信学院先进控制技术研究所第一章自动化概论控制系统的组成2过渡过程和性能指标4控制系统方框图33自动控制的基本概念311.1自动控制的基本概念1.自动控制所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置(控制装置)，使机器、设备或生产过程(控制对象)的某个工作状态或参数(被控量)自动地按照预定的规律运行。现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。如数控车床按预定程序自动切削，人造卫星准确进人预定轨道并回收，雷达自动跟踪空中的飞行体等，所有这些都离不开自动控制技术。1.1自

2、动控制的基本概念2.自动控制系统是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。它一般由控制装置和被控对象组成。被控制对象是指那些要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。控制装置是指对被控对象起控制作用的设备总体。1.1自动控制的基本概念自动控制系统的功能和组成是多种多样的，其结构有简单的也有复杂的。它可以只控制一个物理量，也可以控制多个物理量，甚至一个企业机构的全部生产和管理过程它可以是一个具体的工程系统，也可以是比较抽象的社会系统、生态系统或经济系统。本课程以工业生产自动化为主介绍有关自动检测与控制系统的知识。1

3、.1自动控制的基本概念3.自动控制系统的种类常用的自动控制系统分类方法1、按控制对象的特征划分2、按控制的设定值划分3、按控制系统的结构划分按控制对象的特征划分控制系统种类在石油、化工、冶金等行业，生产过程具有水流一样的连续特征，称之为流程工业，其自动化系统称之为连续生产过程自动化或过程自动化。在机械、汽车、电子等行业，工业生产具有间断的、按件料加工的特征，其自动化系统称之为断续生产过程自动化或制造工业自动化。在食品、制药、选矿等行业，生产同时具有连续和间断的待征，称之为混合型工业自动化。按控制的设定值划分控制系统种

4、类定值控制系统是指设定值恒定的控制系统。其基本任务是克服扰动对被控变量的影响，使被控变量保持在设定值。如常见的热水器的温度控制就是定值控制系统的一个例子。工业生产大部分控制系统都属于这种类型。随动控制系统也称自动跟踪系统。这类系统的特点是设定值不断地变化，而且这种变化是随机的、不可预知的。随动系统的主要目的是使被控变量能尽快地、准确地跟踪设定值的变化。例如航空上的导航雷达系统、电视台的天线接收系统都均属于随动控制系统。程序控制系统其设定值也是变化的，但它是时间和条件的已知函数，即设定值按人规定的时间和条件程序变化。这

5、类系统在断续生产过程中应用比较普遍。如自动洗衣机控制就属于此类。按控制系统的结构划分控制系统种类开环控制系统若系统的输出信号不反馈到输入端，也就不能形成闭合回路，这样的系统就称为开环控制系统。开环系统的构成特点是简单、实用，但由于无反馈信息，控制的效果取决于控制模型是否难确的、适当的合理程度和组成开环系统的各个环节是否稳定，系统任何部分的变化都可能影响控制的最终结果。闭环控制系统系统的输出(被控变量)通过某种方式一般为测量传感器送回到控制系统的输入端。这样控制系统就形成了一个闭合的环路，称闭环控制系统。在电子学中，将

6、输出信号引回到输入端叫做反馈。同理，闭环控制系统也是反馈控制系统，而且是负反馈，负反馈可以使控制系统稳定。多数控制系统都是闭环负反馈控制系统。开环和闭环控制系统的实例1、开环炉温控制系统电炉是控制对象，炉温是要求进行自动控制的物理量，称为被控量。控制装置是电阻丝和开关，电阻丝接通电源受时间继电器触点开关K的控制。开关K闭合与断开的时间按照在正常情况下炉温可达到的希望值的经验数据预先设定。开环和闭环控制系统的实例分析：实际炉温显然可能高于或低于希望值，但基本能保持恒温。但是，如果工作条件发生变化，例如，炉门开关次数增加

7、，由于没有对被控制量炉温进行测量，并根据实际炉温与希望值的偏差来改变开关K接通和断开时间，炉温就会低于希望值。因此，系统的控制精度较低。开环控制的特点是控制装置只按照约定的输入信号对被控制量进行单向控制，而不对控制量进行测量并反向影响控制作用。因此，开环控制不具有修正由于扰动(使被控制量偏离希望值的因素)而出现的被控制量与希望值之间偏差的能力，即开环系统的抗干扰能力较差。开环和闭环控制系统的实例2、闭环炉温控制系统在炉温控制系统中加入一个接触式水银温度计测量炉温，就可由开环系统转换成闭环系统。开环和闭环控制系统的实例

8、分析：水银温度计的两个触点A和B接在常闭继电器的线圈电路中，它们随着水银柱的升降接通或断开电源，使触点K开启或闭合。例如，当温度升至希望值时(对应水银柱在一点位置)A,B两点接通，此时继电器线圈回路电源接通，常闭触点K断开，使电阻丝没有电流流过，炉温开始下降，当温度低于设定值时，水银柱下降，继电器线圈无电流通过，常闭触点K闭合，电阻丝与电源接通