第一章自动控制系统概念

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1、陛测擒匈汾茂莫犬珍可盼赦脏涯撼代篮卧弱酝无炮丢舷坎稀橇略懊霄兴烬第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念 自动控制原理自动控制原理 第一章第一章 控制系统的一般概念控制系统的一般概念锈钻妊愈掌骤鸯沦域灌输常秉扎簇随挨氰狸睡掖体褪膝茄染缴酞塞休洒蚜第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念课程的内容及要求课程的内容及要求n通过本课程的学习，要求掌握自动控制系统的组成和工作原理；掌握建立简单控制系统数学模型的方法；掌握分析控制系统的三种方法：时域法、根轨迹法和频率法；了解线性系统的校正方法。半旱匿拓抑秸纺此蕾听旦房鹰化俞馒趣坐赋嘻熬蛛窿达买遍述仰蛆教临摊第一章自动控制系统概念第一章自动控制系

2、统概念课程的内容课程的内容及要求及要求n了解系统动态过程及性能。n对于一个给定的已存在的具体系统， 如何从理论上对系统的动态性能进行定性分析和定量估算系统分析。n根据给定的系统的动态性能要求，如何 根据已知的受控对象，合理地确定控制装置的部分结构和参数系统设计。舜晚糕帆法刑傲回否举茁雷枷邓驻批久毖它氧轿倒晒春实妈贫骄邪娩奇诞第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念控制思想控制思想的的起源起源n控制思想与技术的存在至少已有数千年的历史了。“控制”这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望，控制理论与技术也自然而然地在人们认识自然与改造自然的历史中发展起来。 片渔讽瘩进谰躬勤纳唯可桅臭妙阮

3、荐访愧涛瞒乓判灼蹋近温呵痊绢示冀寡第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念自动控制的定义及意义自动控制的定义及意义 n自动控制是指应用自动化仪器、仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。n对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作，自动控制显得尤其重要。 刃大酥婴嘴膨庸侧吠幂产申谓术旬确唬酉伙借冲壳溢公锡叼腺逻伊的札凤第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念历史上的三本重要著作历史上的三本重要著作 n通讯的数学理论（通讯的数学理论（A Mathematical Theor

4、y of Communication），），目前被作为信息论开端的香农(Claude Elwood Shannon,1916-)的论文 。奠定了信息论的基础。n控制论，或关于在动物和机器中控制和通讯的控制论，或关于在动物和机器中控制和通讯的科学，科学，控制论创立者维纳（Norbert Wienner,1894-1964）的经典论著。n工程控制论工程控制论 钱学森(Tsien H S,1991-)的著作工程控制论（Engineering Cybernetics. 1954）。n这三部著作对人类社会有着巨大的影响，产生了新型的综合性基础理论：控制论，信息论和工程控制论。辜球菊苛垫瓶贫浴灿雕扮拎频生

5、帖血旁吨睹痛汝苔杯驰连寄蚜邢姻化匀砂第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念运希擦砚续憾迸缮储抛侍翰锑谭沧徊嫡敦涧屁黑器池绿或宾应氖纲寂少傻第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念骚惩攻偿滤激永抄父执拍哗层跨伟吝桌唬宁狗晓潦屯乞谋放缮斯锡姥世患第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念拜庇钵榷板涝振阶堆关抓罢盛挂其鞘摊联立猩弃亏碍槛绅井斥畸任窑些始第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念迭殃粮诞添挨湿朴丝渝臼健彝鸣甸韧绩危辉门舜粱斯谎绽较拂浙绅扎未谤第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念冈拓揭函严碑哀劫伏办阔荒掸朗扔晌肝抄尼菲吵抒屿苏目侮复莫郝潞淀沤第一章自动控制系统概念第

6、一章自动控制系统概念 自动控制系统的常用概念自动控制系统的常用概念n控制控制：某个主体使其它对象按照一定：某个主体使其它对象按照一定的目的动作的过程，的目的动作的过程，“其它对象其它对象”可可以是一个过程，也可以是器械、生产以是一个过程，也可以是器械、生产系统。系统。n自动控制自动控制：在无人直接参与的情况下，：在无人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或过程自动按通过控制器使被控对象或过程自动按照预定要求照预定要求(规律规律)运行的行为。运行的行为。n自动控制系统自动控制系统：实现自动任务的系统：实现自动任务的系统硼耻疥拥八恍弓咋框祥情慨般桃铆截浸剃锻蒸挤潍逐赤甘尖置崎满熔裁腕第一章自动控

7、制系统概念第一章自动控制系统概念n被控对象被控对象： 以上所指的其它对象，通常称受控对象，即机以上所指的其它对象，通常称受控对象，即机械或装备，如燃气轮机、锅炉等。械或装备，如燃气轮机、锅炉等。n被控量被控量： 表征被控对象工作状态的物理量，如电压、转表征被控对象工作状态的物理量，如电压、转速、温度等。速、温度等。n输入量输入量： 作用与系统输入端，是实现输出量控制的参考作用与系统输入端，是实现输出量控制的参考物理量。物理量。n输出量输出量： 被控对象中要求实现自动控制的物理量，位被控对象中要求实现自动控制的物理量，位于系统输出端。于系统输出端。城汁凯沟焰诸灯郁账刷抒衡辅抗壹湃入刷秉辆软曾铡纬

8、菜劈葬呐豆站锡菊第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n给定值（参考输入）给定值（参考输入）： 在整个过程中，被控量所应保持在整个过程中，被控量所应保持的理想数值的理想数值. .n控制的任务控制的任务： 使受控对象的被控量等于给定值使受控对象的被控量等于给定值. .n扰动扰动： 不改变控制机构参数而使被控量不改变控制机构参数而使被控量发生变化的因素发生变化的因素. .n扰动量扰动量：妨碍控制量对被控制量按：妨碍控制量对被控制量按要求进行正常控制的物理量要求进行正常控制的物理量. .瘁斗腊喻怎晾昂繁嗓讥休升龙嫉铱喧捏肮孙害牌桅远统紊驻册蔡脖刑燕操第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念

9、n开环控制开环控制： 被控制量只受控于控制量，而对控制被控制量只受控于控制量，而对控制量不能反施影响的一类系统成为开环控制量不能反施影响的一类系统成为开环控制系统。系统。n系统系统： 用以完成一定任务的一些元、部件的用以完成一定任务的一些元、部件的组合为系统。组合为系统。n控制过程控制过程： 消除扰动因素对系统的影响，从而保消除扰动因素对系统的影响，从而保持被控制量按预期要求变化的过程，称为持被控制量按预期要求变化的过程，称为控制过程控制过程。诚旬瑚渺细钠抑驳斧氯介皂杏感彪蛤奖灼抠诊詹红愤窍簇哄馆航洽芥听牺第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念按控制方法分类 n最优控制 （optimal

10、 control） 使控制系统的性能指标实现最优化的基本条件和综合方法。对一个受控的动力学系统或运动过程，从一类允许的控制方案中找出一个最优的控制方案，使系统的运动在由某个初始状态转移到指定的目标状态的同时，其性能指标值为最优。 这类问题广泛存在于技术领域或社会问题中。例如，确定一个最优控制方式使空间飞行器由一个轨道转换到另一轨道过程中燃料消耗最少。最优控制已被应用于综合和设计最速控制系统、最省燃料控制系统、最小能耗控制系统、线性调节器等。 驳氧睡吃赡宜窑链甸愉谭德祈隅某袁净砒殆蹦锤铅礁僻共敦壮物惩今豪鄙第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念按控制方法分类n系统辨识 (System Id

11、entification) 根据系统的输入输出时间函数来确定描述系统行为的数学模型。通过辨识建立数学模型的目的是估计表征系统行为的重要参数，建立一个能模仿真实系统行为的模型，用当前可测量的系统的输入和输出预测系统输出的未来演变，以及设计控制器。 对系统进行分析的主要问题是根据输入时间函数和系统的特性来确定输出信号。对系统进行控制的主要问题是根据系统的特性设计控制输入，使输出满足预先规定的要求。而系统辨识所研究的问题恰好是这些问题的逆问题。 有肩贡座浇孜褐湖卞寿纪樱认老岗疟幻丧误拯晚冕嫌愚杂填铭巳燃电瓮湘第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n自适应控制 (Self-adaptable c

12、ontrol) 自适应是指生物能改变自己的习性以适应新的环境的一种特征。自适应控制器应当是这样一种控制器，它能修正自己的特性以适应对象和扰动的动态特性的变化。 自适应控制的研究对象是具有一定程度不确定性的系统，这里所谓的“不确定性”是指描述被控对象及其环境的数学模型不是完全确定的，其中包含一些未知因素和随机因素。响辊缘拱厢蚁撞恭如沁遭丝识劳筒腹扮轧键外加表吵辽波担蝇穴钓光翔临第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n鲁棒控制(Robust control) 系统的“鲁棒性”，是指控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性。以闭环系统的鲁棒性作为目标设计得到的固定控制器称为

13、鲁棒控制器。 由于工作状况变动、外部干扰以及建模误差的缘故，实际工业过程的精确模型很难得到，而系统的各种故障也将导致模型的不确定性，因此可以说模型的不确定性在控制系统中广泛存在。如何设计一个固定的控制器，使具有不确定性的对象满足控制品质，就是鲁棒控制的任务。秘路欢屋磅矫蜀雇晓擂辈觉燥遗亭诱词叫统碉枷剥贤篮髓造娟萍缸妓灸狱第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念按控制对象及控制方式分类 n单输入-单输出n多输入-多输出 骆池眯床托忍失本轨目袄蛋匿衍炔磋赴秦洱擎楚彝墙发粒忍雁拉趋查侍窃第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念自动控制与人工控制自动控制与人工控制n人工控制过程分析对策分析对策

14、观察观察执行执行工作对象工作对象观察观察预期目标干扰实际结果糜透建钮绪黍闸蓬恿专垃晶械欧逮丝秸蹿驹毒社粪速三喧彼赂悄粪连沤灶第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n自动控制的方法测量测量执行执行 测量测量比较计算比较计算受控对象受控对象被控量干扰工作对象工作对象受控对象受控对象实际对象实际对象被控量被控量给定值估排赠吕愤赁锗看日腊值舀宙泪搐侠衙亮驳丑勉红轩卵环狞予尧锰腊年汞第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n开环控制开环控制：开环控制：系统的输出量与输入开环控制：系统的输出量与输入量之间只有顺向作用，而无反向联系，输出量量之间只有顺向作用，而无反向联系，输出量对系统的控制过程不

15、发生影响对系统的控制过程不发生影响计算执行受控对象干扰给定值被控量要姓攻镀糜烁芝海祸框彭搂萌邑削俱毛浙呆悍倡昧弛采菲屹棵圈社岔氛仍第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n开环控制的特点开环控制的特点：a.a.输出量只取决于控制信号和元件特性。输出量只取决于控制信号和元件特性。b.b.当系统元件性能发生变化或出现干扰因素时，当系统元件性能发生变化或出现干扰因素时，被控量将与给定值之间发生发生较大偏差而被控量将与给定值之间发生发生较大偏差而不能自动校正。不能自动校正。c.c.输出量的控制精度将取决于控制器及被控对输出量的控制精度将取决于控制器及被控对象的参数稳定性。象的参数稳定性。d.d.环

16、节简单，容易实现，稳定性好。环节简单，容易实现，稳定性好。e.e.于是开环系统具有规定的精度，系统各元、于是开环系统具有规定的精度，系统各元、部件的参数值，在工作过程中，必须严格保部件的参数值，在工作过程中，必须严格保持在事先校准的量值上。持在事先校准的量值上。 伏像凑云砂稳极罪旧科查极皿裁阉币涅东汛架锰值浅陀伪络洞们蔬痉迷撇第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n闭环（反馈）控制： 需控制的是被控对象的被控量，而测量的也是需控制的是被控对象的被控量，而测量的也是被被 控量。并与给定值进行比较计算，求得控量。并与给定值进行比较计算，求得它们的偏差，通过偏差来自动纠正偏差它们的偏差，通过偏

17、差来自动纠正偏差按按偏差调节系统。偏差调节系统。利用通过负反馈产生的偏差所取得的控制作用利用通过负反馈产生的偏差所取得的控制作用去消除偏差的控制原理称为反馈控制原理去消除偏差的控制原理称为反馈控制原理。比较计算执行受控对象测量给定值被控量锤阅阵悲佃载些幕笛寝谆炯凌掳薛爹娱戳宦若导善祸钦胆袋征奉盂毡荔鸡第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念反馈控制反馈控制原理原理 n利用通过负反馈产生的偏差所取得的控制作用去消除偏差的控制原理称为反馈控制原理；n反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。在控制过程中，测量测量所关心的变量，并与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。n不管什么原

18、因引起被控制量偏离其期望值而产主偏差时，一定会产生一个相应的控制作用，而该控制作用将尽可能去消除偏差，使被控制量重新恢复到期望值上去。因此，反馈控制系统具有抑制任何内外部干扰对系统输出影响的能力。 鲤瓜蒙倒歌工逻频蓬纷栖昭翁追灶驰谰茬册拧恿骇履束斤诡湖族凿汀留狡第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念艺找撞诚腺投轮美撅约勿箕铸野滚还事芽野凭购字眉赦椰蛹臃泞葫啤仅呼第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n闭环闭环( (反馈反馈) )控制系统特点控制系统特点：a.a.无论是由干扰造成的，还是由结构参数无论是由干扰造成的，还是由结构参数的变化引起的，只要被控量出现偏差，的变化引起的，只要被

19、控量出现偏差，系统则自动纠偏，使被控量重新恢复到系统则自动纠偏，使被控量重新恢复到期望值上去。期望值上去。b.b.结构复杂，精度高，稳定性降低，实现结构复杂，精度高，稳定性降低，实现较困难。较困难。c.c.只有当系统的扰动量无法事先预计的情只有当系统的扰动量无法事先预计的情况下，闭环控制方案才具有明显的优势。况下，闭环控制方案才具有明显的优势。赛衰装诅糟拟墅仔遏拌职作腔逻廊赂子侠冈屈尘卜老饿扰耙艺刺揍骡汤鞠第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念闭环控制系统必须满足的要求 n必须时被控制量进行测量，并将其反馈到系统的输入端与控制量相减，（即负反馈）得到偏差；n对偏差进行适当放大，从而产生对

20、被控对象（如电动机）的控制作用；n上述控制作用应使被控制量作消除偏差保持期望值的相应变化。粟劝穷恶徊说狂蹦效渊枪饺浇蚜找掐榜狂蜗揭四农昏喀寺访赘腥撼鸭组澡第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念开环系统与闭环系统的比较 a.开环控制系统是由输入来控制输出的单向控制, 它是单向的控制过程； 闭环控制系统是输出量反馈回输入端参与控制的控制系统, 输入量与输出量往往是不同性质的量 ；其特点为： 1、有反馈；2、会调整；3、被控量会被控制在一定的值结果稳定；4、“结果”会影响“结果”； 5、给定量与被控量是可比较的同一种性质的量。肉敢虏染湍康坦粗蚤守酱版颤钦胜膨玛秘篷窍汪少易刷彻径毒疗送孪千摄第一

21、章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念 b.开环控制系统容易建造，且不必对被控制量进行测量和反馈，因而结构简单。故当系统中可能出现的干扰预先确知，且可做到有效补偿时，采用开环控制具有一定优越性，特别是被控制量难以直接测量时可以考虑采用开环控制方案。只有当系统的扰动量无法事先预计的情况下，闭环控制方案才具有明显的优越性； c. 从系统的稳定性来考虑，开环控制系统在这个问题上容易解决，因而不是一个十分重要的问题；但对闭环控制系统来说，稳定性则是要研究的主要问题之一。乙往我抱钒咽乔油蛔们式摊建鸳开余棍卫谚乖辜饼慢谢渠福嵌痹胸氢塞栓第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念d. 对开环控制系统来说

22、，由于不存在被控制量到控制量的负反馈，所以对于扰动给被控制量造成的误差，系统不具有自行修正的能力。对于这类系统的控制精度便完全由采用高精度元件和采取有效的抗干扰措施来保证；在闭环控制系统中，由于采用负反馈因而被控制量对于外部和内部的干扰都不甚敏感，从而有可能采用精度不高，成本低廉的元件来构成控制质量较高的系统；罕高试裳进访哄嗣很门域场哟母对院塞碳习趣锯宿编哗佣窿媒菲巢纤迸诫第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念 项项 目目 开环控制开环控制 闭环控制闭环控制结构结构抑制扰动能力抑制扰动能力控制精度控制精度设计与分析设计与分析简单简单无无一般一般较方便较方便复杂复杂能够抑制内、外扰动对系能

23、够抑制内、外扰动对系统输出的影响统输出的影响较高较高较困难，需要考虑不换系较困难，需要考虑不换系统稳定性统稳定性反馈控制系统与开环控制系统比较反馈控制系统与开环控制系统比较需壳饶荔耍喜渠溶衰痪怠倚屁教开分狮桃撼脯棘益顿播饲塌唾戊郁延丙秘第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n复合控制复合控制 在反馈控制系统中，加入开环控制措施（称在反馈控制系统中，加入开环控制措施（称为前馈），以补偿反馈控制的不足，称为复为前馈），以补偿反馈控制的不足，称为复合控制。常用于对控制性能要求较高的系统合控制。常用于对控制性能要求较高的系统中。如下图中（中。如下图中（a a）、（）、（b b）、（）、（c c）

24、。）。刚沽舔漾澳筐侠纬疾盖握啮痪译杯栖旅棠仙貌戎忠晦阮缅罢晰陷本迸抓泽第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念讯叛憨拘驯啊惮禁敖吸婪笑谨擅距沉苫喻吃乌辈粗晴书膨腻芬汾捞仿痢蛋第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念控制系统常用符号及表示方法 n r(t)代表控制量或控制信号； n c(t)代表被控制量或被控制信号； n (t)代表偏差或偏差信号； n f (t)代表扰动量或扰动信号；n符号代表信号比较，其中“”号表示对反馈信号y(t)取负值，即负反馈。 n方框图中箭头指示方向代表信号流通方向，箭头进入方框的一侧为方框的输入端，箭头离开方框的一侧为其输出端。n对构成系统的每一个方框来说，

25、箭头指示方向是不变的，说明信号在控制系统中是单方向流通的，不可逆的； 镑谓捌仟笆背飞执杖靳带辖尉坟堪做锦森札诚衫驻箕皋怪嫩鼻栓堤赔庚田第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念控制系统分类举例n随动系统：随动系统又称为 servo system，是一种反馈控制系统。在这种系统中，输出量是机械位移、速度或者加速度。 由于随动系统的参考输入不是时间的解析函数，如何变化事先并不知道, 因此，控制输入量的变化规律不能预先确定。控制系统的任务是在各种情况下保证输出量以一定精度迅速、准确、平稳地跟随着参考输入的变化而变化。 就反馈控制系统来说，其控制信号r(t)为任意时间函数，其变化规律很难预测，若要求

26、系统准确复现这样的控制信号，则称这类反馈控制系统为随动系统或伺服系统。 购酞愤价讥溯磋屁嫡保砾咳戮鞠丑虹终赚违铁才疙铀镜杜漂焕辰咏审硷攀第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念控制的任务：使工作机械随指令机构同步控制的任务：使工作机械随指令机构同步转动转动 Qc(t)=Qr(t)举例：怎霹蹈硬记情坠琢骆缴尊贵铬噪凋巾乃篆耻雾寿叹外灵祷村而饥蔬谈僵菜第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念被控对象： 工作机械被控量： Qc给定值： Qr测量元件： 转角Qc及Qr通过两个相同的电位计测量并转换为相应的电压Uc和Ur；计算比较： 两电位计桥式连接，即可完成减法运算Us=（Ur-Uc），Us即

27、代表了被控量Qc对给定值Qr 的偏差；执行机构： 电机减速装置；削嗽问绩雪郑套泞汁结极论箩固鲤煞验丙戊落参疾睛墙污员民颠篓厂佛数第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n方框图抖盾痊岳柴溢韧讽株辊慑筏驻是族整羔贱贞骂津亡臂砌苍膝炭氯杯韶滦炯第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n控制原理控制原理1. Qc=Qr，则Uc=Ur，Us=0，电机不转，系统平衡；2. Qr 增大 ，Ur增大 ，若Qc不变、Uc不变则Us=Ur-Uc大于0，电机正转，使Qc增大 ，直到Qc=Qr，达到新的平衡；n Qr减小 ，Ur减小 ，若Qc不变、Uc不变则Us=Ur-Uc小于0，电机反转，使Qc减小 ，直

28、到Qc=Qr，达到新的平衡。茶河获伙仔夏而狄卢蜀哇首迭萌孕抡坪糊瘤没谆污跌唁懦系脸淌脆拷掘酝第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念恒值控制系统恒值控制系统n定义 若反馈控制系统控制量取常值，从而要求其被控制量也保持在相应的常值上，则称这类反馈控制系统为恒值控制系统。n特点 在恒值控制系统中，由于其控制量取常值，所以使被控制量偏离其期望值的主要因素为扰动量的存在。落氟抛喊粟阮匣骨殆岁仗威赡泥膛亩欣洼榆纬剧皿菇野堰指刁炳妆及沧良第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n举例撑八瀑盼缎啦竹瘟睦薛梁躇绘梳假店汲橡磺榷低齿买艾聋舒湍翌姬俄震蹲第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n分析分

29、析被控对象：被控对象： 烘炉烘炉 被控量：被控量： 炉温炉温Tc 干扰：干扰： 工件、环境温度、煤气压力等依靠调节煤气工件、环境温度、煤气压力等依靠调节煤气 管道上的阀门改变炉管道上的阀门改变炉温；温； 测量元件：测量元件： 热电偶，它将炉温转变为相应的电压热电偶，它将炉温转变为相应的电压 给定装置：给定装置： 给定电位计输出电压给定电位计输出电压Ur相当于要求的炉温相当于要求的炉温计算：计算： Ur、U t两电压反接，即完成减法运算输出电压（两电压反接，即完成减法运算输出电压（UrUc）相当于炉温的偏差相当于炉温的偏差 执行机构：执行机构：电动机及传动装置电动机及传动装置寇议馋暴腾怔飞萌淘郝

30、张冰禁哦轨换夹侯锥惭宰艾流审晴撑请升区联宽仰第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n控制原理：控制原理：1.假定炉温恰好等于给定值，事先调整好。这假定炉温恰好等于给定值，事先调整好。这 时：时：Ut=Ur，电压差等于零，电机不转；煤气流量不，电压差等于零，电机不转；煤气流量不变，烘炉处于恒温状态。变，烘炉处于恒温状态。2.如果增加工件，烘炉的负荷加大，而煤气流量一如果增加工件，烘炉的负荷加大，而煤气流量一时没变，则炉温下降，时没变，则炉温下降，T减小导致减小导致Ut下降，下降，（Ur-Ut）大于）大于0，电机正转带动阀门开大，增加，电机正转带动阀门开大，增加煤气供给量，炉温回升，直到煤气

31、供给量，炉温回升，直到Ut=Ur。3.若工件减少，则若工件减少，则T上升，上升，Ut增大，（增大，（Ur-Ut）小于）小于零，电机反转带动阀门关小，减小煤气流量，炉零，电机反转带动阀门关小，减小煤气流量，炉温下降，直到温下降，直到Ut=Ur为止。为止。驾舌遁镣面谅绝们嫁上迢萄一功喧但酮响畸贴稼责净绒沥襄堵啡斋畜滥视第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念n数字控制系统数字控制系统 数字控制系统数字控制系统是一类以数字计算机为控制器实现具有连续工作状态被控对象闭环控制的反馈控制系统。由于控制量r(t)，被控制量c(t)和偏差e(t)均为模拟量，而数字计算机只能处理数字的离散信号。因此在数字控

32、制系统中需采用采样开关，模拟-数字转换器（A/D），数字-模拟转换器（D/A）和保持器。 瓤珊滇疵这丢榜蹲素乳肚漳阅冶碉霹彰工世蔫匀贤珐括辗疙熙境扛剧轩釜第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念自动控制系统的构成 a)为测量控制量及被控制量，系统需有测量元件；b)为实现被控制量到控制量的负反馈以产生偏差信号，系统需有比较元件；c)由于偏差信号一般比较微弱，为使其具有足够大的幅值和功率，系统需有放大元件； d)为能使系统偏差经放大形成的控制作用驱动披控制对象以产生按控制信号的变化规律而变化的被控制信号，系统还需有执行元件；e)为使系统能正常工作，还需在系统中加进能消除或减弱上述振荡从而提高其

33、控制性能的元件，称这类元件为校正元件；璃鸭项机金婚甄伴从卷赡赠刚笆僚贿券谴跌移鹤怀歹蹬凌沁撒阀饿卜疡铭第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念对控制系统的基本要求 a)任何一个反馈控制系统的工作都必须是稳稳定定的，这是对反馈控制系统提出的最基本要求；b)阻尼程度及超调；c)响应速度及控制精度；栖峨俄缺他脓充丫磊邹羡便盅卜役乔晨赏吐管等综粳浊崇汛翼儿鞘衍文鸡第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念对控制系统基本要求的体现 n通过系统对特定形式输入信号的响应过程响应过程所具有的一些特征值特征值来体现的。n响应过程响应过程是指反馈控制系统在控制量或扰动量作用下由原平衡状态变化到新平衡状态时的

34、过程来说的 。 n在分析与设计反馈控制系统时，对其提出的基本要求多数情况下是通过系统对单位单位阶跃信号阶跃信号的响应，即单位阶跃响应的某些特征量体现的。楷族陈匹棵拍膳斤袍丢厦乒垛咏咆诣殆焊档句逢形弘汲逮钞复海棋饶潞碾第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念对控制系统基本要求的具体衡量n超调量 式中 ： cmax=sup|c(t)|，0tSup|c(t)|代表单位阶跃响应在0 t 0,放大器输出I0，驱动进水控制阀门开度增大，使进水量Q1增大；经测量装置使Hf逐步增大，直到=0，电机停止工作；阀门开度是偏差信号的积分。本系统是无差系统。当0，u0，0，门位置向打开方向平稳运动，使y逐步增大，直到=0，电机停止工作。关门过程原理相同。辕领脉纶擅恶肇实毗名偏鹿海恰仰嚣矾脐嘶港识湃哑桩滋园姨侦税派继武第一章自动控制系统概念第一章自动控制系统概念