第2讲自动控制系统的类型与组成ppt课件.ppt

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1、第2讲自动控制系统的类型与组成自动控制系统的类型与组成2.1自动控制系统的类型1.开环、闭环及复合控制2.恒值自动调节系统、程序自动控制系统和随动系统2.2自动化系统的组成介绍自动化系统的主要组成部分自动控制的类型（Typesofautomation）开关控制Discretecontrol(on/off)-离散控制连续控制Continuouscontrol开环、闭环控制Openandclosedloop顺序控制、逻辑控制和状态变量控制Sequentialcontrolandlogicalsequenceors

2、ystemstatecontrol计算机控制Computercontrol2.1自动控制的类型按结构框图来分：1、开环控制（Openloop）2、闭环控制（Closedloop）3、(补偿控制)(Compensation)4、(复合控制)(Compound)例：电加热炉的炉温控制外部扰动：电源电压波动，环境温度变化等内部扰动：元器件老化、参数改变，工件体积和质量变化等给定电位器～给定电压加热炉+-交流电源电热丝功率放大器工件1最简单的控制——开环控制开关/连续控制？特点：没有反馈，结构简单，但抗扰性差，控制精

3、度低原理图：方块图：功率放大器加热炉控制输入（给定电压）（电功率）输出量（炉温）控制装置受控对象扰动量扰动量给定电位器～给定电压加热炉+-交流电源电热丝功率放大器工件开环控制简单的全自动洗衣机（进水过程略）清洗（定时）甩干（定时）漂洗（定时）甩干（定时）漂洗（定时）甩干（定时）结束信号反馈控制例：电加热炉的炉温反馈控制（人作为控制器）给定电位器～给定电压加热炉+-交流电源电热丝功率放大器工件温度检测根据炉温的高低调节给定电压，从而调节温度给定电位器～控制量加热炉控制器误差e温度变送器变换电压uf电热丝温度传

4、感器功率放大器温度信号+-交流电源给定电压uru输出量y（炉温）+-工件注：反馈控制又称为“闭环控制”（feedback/closedloop)电加热炉的炉温反馈控制（自动控制）方块图：原理图：控制器加热炉炉温检测ur扰动y－eufu相加点(综合点)检测噪声给定电位器～控制量加热炉控制器误差e温度变送器变换电压uf电热丝温度传感器功率放大器温度信号+-交流电源给定电压uru输出量y（炉温）+-工件正反馈例：音响系统、振荡电路等反馈控制的特点：有反馈信息（信号传递形成闭合回路），抗扰性好，控制精度高反馈形式有

5、两种：负反馈（自动化中广泛应用），正反馈（信号发生器等）18世纪末发明蒸汽机及离心调速器第一次工业革命大规模使用机器系统瓦特1788年发明蒸汽机及其反馈控制系统Watt的蒸汽机转速控制系统原理图蒸汽蒸汽机负载转速杠杆套筒弹簧飞锤圆锥齿轮转速检测转速阀门最早的反馈控制——分析控制装置受控对象反馈环节给定信号扰动－反馈信号控制量偏差被控量反馈控制系统的基本结构：显示或记录检测信号注意每个模块的输入与输出反馈系统的相关术语：受控对象反馈信号温度：被控量给定信号比较环节检测环节-给定电位器～控制量加热炉控制器误差

6、e温度变送器变换电压uf电热丝温度传感器功率放大器温度信号+-交流电源u输出量y（炉温）+工件即时纠偏—补偿控制例：电加热炉对电源电压波动的补偿控制电源电压↑输出电压↑，但补偿调节器使控制电压↓输出电压基本不变温度基本不变功率放大器加热炉输出电压炉温控制电压扰动电源电压波动给定电位器给定电压扰动检测补偿调节器补偿控制的特点：提供一个控制作用来尽量抵消扰动对系统的影响，抑制扰动比反馈控制更及时。功率放大器加热炉输出电压炉温补偿与反馈相结合的炉温复合控制系统炉温检测控制电压扰动给定电位器控制器给定电压误差

7、反馈电压电源电压波动扰动检测补偿调节器补偿控制属于开环控制，补偿效果取决于设计是否准确，而且仅对特定可测扰动有效，一般扰动要靠反馈控制来抑制。复合控制系统例：水箱的水位反馈控制+针对出水流量变化的补偿控制+-水位y出水阀门误差进水水箱放大器M电机给定电位计出水流量检测补偿调节器出水流量变化补偿调节改变阀门开度水位基本不变比单纯的反馈调节更快、更及时！补偿控制可更快地及时抑制可测扰动对输出的影响（对其他扰动没有抑制作用）；反馈控制可抑制一般扰动对输出的影响；两者的结合可改善抗扰性，提高控制精度；缺点是结构较复杂

8、。复合控制的一般结构及特点检测-控制装置受控对象给定信号扰动受控量补偿装置2.1自动控制的类型按输入信号来分:1、恒值自动调节系统2、程序自动控制系统3、随动系统（伺服系统）问题：控制对象？电动机的作用？反馈环节？恒值调节系统：全自动燃气热水器手动调节全自动反馈调节：自动根据水温调节火力进水出水进气燃气热水器原理图需要什么元件？恒值调节系统：水箱的水位控制+-水位y出水阀门误差进水水箱放大器M电机给