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运动控制系统第一章绪论.ppt


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文档列表 文档介绍
第1章绪论
自动控制系统的基本概念
直流调速系统概况
交流调速系统概况
自动控制系统仿真基本概念
本课程的任务
本章小结 自动控制系统的基本概念 自动控制系统的一般概念 所谓自动控制,是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。例如,无人驾驶飞机按照预定的飞行航线自动升降和飞行,这是典型的自动控制技术应用的结果。 何谓自动控制系统,为了说明这个概念,下面先简单介绍一下自动控制理论中常用的几个术语。
(1) 被控对象:在自动控制技术中,通常把工作的机器设备称为被控对象,如汽车、飞机以及炼钢和化工生产中使用的锅炉等。 (2) 被控量:把表征机器设备工作状态的物理参量称为被控量,如电压、电流、进给量、炉温等。 (3) 给定输入:对物理参量的要求值称为给定值(给定输入)或希望值(或参考输入); (4) 控制装置:也称为控制器,能起控制作用的设备装置。控制器发出的控制输出信号称为控制量。
(5) 系统:为达到某一目的,由相互制约的各个部分按一定规律组成的、具有一定功能的整体。 掌握上述几个概念后,不难理解自动控制系统的含义了。一般地,被控对象和控制装置(控制器)的总体称为自动控制系统。现以无人驾驶飞机为例,进一步理解上述几个概念。
无人驾驶飞机按预先给定的飞行航线参数(高度、方向等)飞行,则预先给定的飞行航线参数称为给定输入或参考输入; 在飞行过程中受到大气气流的影响使飞机偏离预定的航线,大气气流使飞行参数改变称为扰动; 飞机的测量比较装置测出实际飞行参数与预定飞行参数存在偏差,就会对飞机的某些设备装置进行控制调节,这些起控制作用的设备装置称为控制器; 飞机称为被控对象; 飞机实际飞行参数称为被控制量; 在控制器作用下使飞机回到预定的航线或偏差在允许范围内,这就形成了无人驾驶飞机的自动控制系统。
自动控制的基本方式 自动控制系统有两种最基本的形式,即开环控制和闭环控制。闭环自动控制系统是工业生产中应用最为广泛的系统,也是本书讨论的主要内容。 1. 开环控制 开环控制是一种最简单的控制方式,其特点是:在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用,即系统的输出量对控制量没有影响。常见的开环控制系统有以下两种。
1) 按给定值操作的开环控制系统 这种控制方式的特点是:需要控制的是被控对象的被控量,而控制装置(即控制器)只接收给定值信号。按给定值操作的开环控制系统原理方框图如图1-1所示。系统中,给定值经计算、执行部件和被控对象转变为被控量,这是一个单向传递过程,故称为开环控制。 这种开环控制方式有明显的缺陷,它对可能出现的被控量偏离给定值的偏差没有任何修正能力,抗干扰能力差,控制精度不高。当系统的结构参数稳定、干扰极弱或控制精度要求不高时,可采用这种开环控制方式。
图1-1 按给定值操作的开环控制系统原理方框图
2) 按干扰补偿的开环控制系统 这种控制方式的特点是:需要控制的仍是被控对象的被控量,而控制装置(即控制器)接收的是干扰信号(破坏正常运行的干扰信号)。抗干扰补偿的开环控制系统原理方框图如图1-2所示。利用干扰信号产生控制作用,以及时补充干扰对被控量的直接影响,称为干扰补偿控制。干扰信号经测量、计算、执行等部件至被控对象变换为被控量,这也是一个单向传递过程。
图1-2 按干扰补偿的开环控制系统原理方框图

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  • 时间2018-04-23