第1章 自动控制的一般概念.ppt

第1章自动控制的一般概念
★本章主要内容及重点
★自动控制的基本原理
★自动控制系统示例
★自动控制系统分类
★对自动控制系统的基本要求
本章主要内容
本章介绍了自动控制理论的应用领域、发展过程和分类。通过一些控制系统实例讨论了手动控制、自动控制、自动控制系统的工作原理、方框图、系统分类等相关基本概念。最后介绍了本课程将要介绍的主要内容,以利于读者从总体上把握本课程的相关知识。
本章重点
要求掌握手动控制与自动控制、自动控制系统及其工作原理与组成、方框图、开环控制与闭环控制、系统输入量与输出量的相关基本概念。了解本课程将要学习的内容。
课程的性质和特点
自动控制是一门技术学科,从方法论的角度来研究系统的建立、分析与设计。
《自动控制原理》是本学科的技术基础课,
(1)自动控制理论的基础课程,该课程与其它课程的关系。
自动控制理论
电机与拖动
模拟电子技术
线性代数
微积分(含微分方程)
复变函数、拉普拉斯变换
电路理论
大学物理(力学、热力学)
信号与系统
(2)自动控制理论已经发展为理论严密、系统完整、逻辑性很强的一门学科。从基本反馈控制原理发展到:自适应控制、优化控制、鲁棒控制、大系统控制、智能控制
讨论的对象:因果系统、工程系统
系统的广义性:经济、社会、工程、生物、环境、医学
课程特点:研究系统的共性问题
实际
系统
物理
模型
数学
模型
方法(系统组成
分析、设计
1-1自动控制的基本原理
人工控制与自动控制:水箱水位控制问题
水位测量与变送
执行器
控制器
给定
眼
手
脑
水位控制工作原理
人工控制:眼、脑、手、水箱+阀门
自动控制:传感器、控制器、执行器、水箱+阀门
人脑
手
水箱系统
眼
h
控制器
执行器
水箱系统
传感器
h
反馈:将输出量通过一定的方式送回到输入端,并与输入信号比较产生偏差信号过程称为反馈
负反馈:输入信号—反馈信号(输出信号)
输出偏差减小
正反馈:输入信号+反馈信号
反馈控制、闭环控制
按偏差进行控制
一、反馈控制原理
龙门刨床速度控制系统
n
要求:工件加工过程中不允许刨床速度波动过大
措施:利用速度反馈对刨床速度进行自动控制
龙门刨床速度控制系统原理图
SM
TG
-k
FD
KZ
CF
龙门刨床速度控制系统原理:(详见P3图1-2)
系统基本部件及功能:
主(拖动)电动机SM 输入:电枢端电压 ua
输出:电动机速度 n
测速发电机 TG+电位器输入:n 输出:ut
触发器CF+晶闸管整流器 KZ 输入:uk 输出: ua
给定电位器输出: uo
放大器 FD 输入:
工作原理:
设直流电动机SM的励磁恒定、外部负载 M t
系统方框图
比较电路
整流器
放大器
测速发电机
触发器
电动机