控制原理25.说课材料.ppt

《控制原理25.说课材料.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、控制原理25.控制方案的原理解读与分析一、自动控制系统的基本概念与研究方式1、开环控制系统的结构和特点若系统的输出量不被引回来对系统的控制部分产生影响，则这样的系统称为开环控制系统。例如：洗衣机的浸湿、洗涤、漂洗、脱水都是根据设定的时间程序依次进行的，无需对衣服的清洁程度、脱水程度进行测量，所以它是一个开环控制系统普通机床的自动加工过程也是开环控制系统控制方案的原理解读与分析一、自动控制系统的基本概念与研究方式2、闭环控制系统的结构和特点若系统输出量通过反馈环节返回来作用于控制部分，形成闭合环路，则这样的系统称为闭环控制系统，又称为反馈控制系统如电炉箱恒温自动控制系统控制方案的原理解读与分

2、析一、自动控制系统的基本概念与研究方式3、自动控制系统的组成及作用量一般自动控制系统包括：(1)给定元件：由它调节给定信号（UsT），以调节输出量的大小。(2)检测元件：由它检测输出量（如炉温T）的大小，并反馈到输入端。(3)比较环节：在此处，反馈信号与给定信号进行叠加，信号的极性以“+”或“-”表示。(4)放大元件：由于偏差信号一般很小，因此要经过电压放大及功率放大，以驱动执行元件。(5)执行元件：驱动被控制对象的环节。(6)控制对象：亦称被调对象。(7)反馈环节：由它将输出量引出，再回送到控制部分。控制方案的原理解读与分析一、自动控制系统的基本概念与研究方式3、自动控制系统的组成及作

3、用量一般自动控制的变量包括：(1)输入量：又称控制量或参考输入量（ReferenceInputVariable），所以输入量的角标常用i(或r)表示。(2)输出量（OutputVariable）：又称被控制量（ControlledVariable）,所以输出量角标常用o(或c)表示。(3)反馈量（FeedbackVariable）：通过检测元件将输出量转变成与给定信号性质相同且数量级相同的信号。(4)扰动量（DisturbanceVariable）:又称干扰或“噪声”（Noise），所以扰动量的角标常以d（或n）表示。(5)中间变量(SemifinisbedVariable)：系统中各环

4、节之间的作用量。控制方案的原理解读与分析一、自动控制系统的基本概念与研究方式4、自动控制系统的分类按输入量变化的规律分类恒值控制系统随动控制系统程序控制系统按系统传输信号对时间的关系分类连续控制系统离散控制系统（采样数据控制系统）按系统的输出量和输入量间的关系分类线性系统非线性系统按系统中的参数对时间的变化情况分类定常系统时变系统控制方案的原理解读与分析一、自动控制系统的基本概念与研究方式5、对自动控制系统的基本要求实际的控制系统多种多样，对每一个控制系统都有不同的特殊要求，但对所有的控制系统来说，都有最基本的要求，那就是稳定性、快速性和准确性。控制方案的原理解读与分析二、自动控制系统的数

5、学模型1、系统的微分方程描述系统的输入量和输出量之间的关系的最直接的数学方法是列写系统的微分方程当系统的输入量和输出量都是时间t的函数时，其微分方程可以确切地描述系统的运动过程。（1）全面了解系统的工作原理、结构组成和支持系统运动的物理规律，确定系统的输入量和输出量。（2）一般从系统的输入端开始，根据各元件或环节所遵循的物理规律，依次列写它们的微分方程。（3）将各元件或环节的微分方程联系起来消去中间变量，求取一个仅含有系统的输入量和输出量的微分方程，它就是系统的微分方程。（4）将该方程整理成标准形式。即把与输入量有关的各项放在方程的右边，把与输出量有关的各项放在方程的左边，各导数项按降幂排

6、列，并将方程的系数化为具有一定物理意义的表示形式，如时间常数等。控制方案的原理解读与分析二、自动控制系统的数学模型2、传递函数传递函数是在用拉氏变换求解微分方程的过程中引申出来的概念。微分方程这一数学模型不仅计算麻烦，并且它所表示的输入、输出关系复杂而不明显。但是，经过拉氏变换的微分方程却是一个代数方程，可以进行代数运算，从而可以用简单的比值关系描述系统的输入、输出关系。据此，建立了传递函数这一数学模型。传递函数的定义为：在初始条件为零时，输出量的拉氏变换式与输入量的拉氏变换式之比。即控制方案的原理解读与分析二、自动控制系统的数学模型3、系统方框图组成：信号线、引出点、比较点、功能框方框图

7、等效变换规则（表2-3）方框图的化简控制方案的原理解读与分析二、自动控制系统的数学模型4、典型环节的传递函数比例环节积分环节微分环节惯性环节一阶微分环节振荡环节控制方案的原理解读与分析三、时域分析法1、典型输入信号分类2、动态过程与稳态过程3、动态性能指标与稳态性能指标4、一阶系统的动态响应5、二阶系统的动态响应6、系统的稳定性分析7、系统的稳态误差分析1)单位阶跃函数1(t)单位阶跃函数1(t)的定义为控制方案的原理解