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控制系统工作原理和组成一、控制系统工作原理[例]:电炉恒温箱的控制1、人工控制恒温箱2、自动控制恒温箱第一章自动控制系统的一般概念?人工控制恒温箱123[动态过程]?观测恒温箱内的温度(被控制量)?与要求的温度(给定值)进行比较,得到温度偏差的大小和方向?根据偏差大小和方向调节调压器,控制加热电阻丝的电流以调节温度回复到要求值。测量、比较、判断、操作[实质]检测偏差和纠正偏差。。第一章自动控制系统的一般概念控制器:大脑被控对象:恒温箱被控量:恒温箱内的温度测量元件:眼睛执行元件:手和调压器第一章自动控制系统的一般概念?自动控制恒温箱?温度偏差信号经电压、功率放大后,用以驱动执行电动机,并通过传动机构拖动调压器动触头。当温度偏高时,动触头向减小电流的方向运动,反之加大电流,直到温度达到给定值为止,此时,偏差?u=0,电机停止转动。[[动态过程动态过程]]?恒温箱实际温度由热电偶转换为对应的电压u2?恒温箱期望温度由电压u1给定,并与实际温度u2比较得到温度偏差信号?u=u1-u2[实质]检测偏差纠正偏差第一章自动控制系统的一般概念电压功率放大器控制电机减速器调压器恒温箱热电偶+-温度(被调量)anau1u2u3uu?t?把实际物理系统按信号传递过程画成方框图(或称方块图)比较元件,它的输出信号等于各输入信号代数相加(用十、一号表示,十可以不标)。箭头,表示信号的方向。引出点,表示信号在此分两路,两路信号相同,不存在分流问题方框表示系统的组成元件,,也称为参考输入量(信号)被控制量,系统输出量偏差信号反馈信号反馈通路第一章自动控制系统的一般概念由于存在输出量反馈,上述系统能在存在无法预计扰动的情况下,自动减少系统的输出量与参考输入量(或者任意变化的希望的状态)之间的偏差,故称之为反馈控制。显然:反馈控制建立在偏差基础上,其控制方式是“检测偏差再纠正偏差”。第一章自动控制系统的一般概念【自动控制】:在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器、设备或生产过程(被控对象)的某个工作状态或参数(即被控量)自动地按照预定的规律运行。第一章自动控制系统的一般概念【自动控制系统】由相互关联的部件按一定的结构构成的,它通过一定的控制方法,使系统能够达到要求的性能,提供预期的系统响应。自动控制系统控制器:能够对被控对象起控制作用的设备总称被控制对象第一章自动控制系统的一般概念