【正文】 控量 (b)按擾動(dòng)前饋補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類方法較多，常見的有以下幾種。 若系統(tǒng)既是線性的又是定常的，則稱 之為線性定常系統(tǒng)。若系統(tǒng)給定值按照事先不知道的時(shí)間函數(shù)變化，并要求被控量跟隨給定值 的變化，則此類系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)。 對(duì)控制系統(tǒng)性能的要求 一個(gè)理想的控制系統(tǒng)，在其控制過程中應(yīng)始終使被控量等于給定值。 瞬態(tài)過程可以反映系統(tǒng)內(nèi)在性能的好壞，而常見的評(píng)價(jià)系統(tǒng)優(yōu)劣的性能指標(biāo)也是從瞬態(tài)過程定義出來的。 2） 快速性 快速性是通過瞬態(tài)過程時(shí)間長(zhǎng)短來表征的，過渡過程時(shí)間 越短，表明快速性越好，反之亦然。若系統(tǒng)的最終誤差為零， 則稱為無差系統(tǒng)，否則稱為有差系統(tǒng)。它是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)，其主要內(nèi)容涉及受控對(duì)象、環(huán)境特征、控制目標(biāo)和控制手段以及它們之間的相互作用。 60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和航天等高科技的推動(dòng) ，又產(chǎn)生了基于狀態(tài)空間模型的“現(xiàn)代”控制理論。 真正優(yōu)良的設(shè)計(jì)必須允許 模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不精確并可能在一定范圍內(nèi)變化，即具有魯棒性。近年來，在非線性系統(tǒng)理論、離散事件系統(tǒng)、大系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)理論等方面均有不同程度的發(fā)展。 第四章自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支科學(xué)，是在儀器儀表的使用、研制、生產(chǎn)、的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門綜合性技術(shù)。 2. 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)主要的研究?jī)?nèi)容： 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的主要研究?jī)?nèi)容包括測(cè)量原理、測(cè)量方法、測(cè)量系統(tǒng)、及數(shù)據(jù)處理。 2）數(shù)字式測(cè)量系統(tǒng) 數(shù)字式測(cè)量系統(tǒng)目前 主要是帶微機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)，是由傳感器、信號(hào)調(diào)理器、輸入接口、中央處理器組件、輸出接口和顯示記錄等外圍設(shè)備組成。 信息變換是將所提取出的有用信息進(jìn)行電量形式幅值、功率等的轉(zhuǎn)換。提高自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)分辨率、精度、穩(wěn)定性和可靠性是本門技術(shù)的研究課題和方向。 傳感器與傳感器的分類 一、傳感器 傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測(cè)量裝置。 4）輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。 2. 轉(zhuǎn)換元件 敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)量。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊是敏感元件，壓電片是轉(zhuǎn)換元件。 三、傳感器的分類 目前傳感器主要有四種分類方法：根據(jù)傳感器工作原理分類方法；根據(jù)傳感器能量轉(zhuǎn)換情況分類法；根據(jù)傳感器轉(zhuǎn)換原 理分類法和按照傳感器的使用分類法。 二、 間接測(cè)量 在使用儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先對(duì)與被測(cè)物理量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行測(cè)量， 將測(cè)量值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過計(jì)算得到所需結(jié)果，這種測(cè)量稱為間接測(cè)量。它只是用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)或特殊場(chǎng)合。但是，測(cè)量結(jié)果的精度低。微差式測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快，而且測(cè)量精度高，特別適用于在線控制參數(shù)的檢測(cè)。 C，即表示多次測(cè)量結(jié)果的分散程 度不大于 176。 2）準(zhǔn)確度 它說明傳感器輸出值與真值的偏離程度。同樣，準(zhǔn)確度高不一 定精密度高。 二、穩(wěn)定性 傳感器的穩(wěn)定性有兩個(gè)指標(biāo)。一般用精密度和觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)短表示。說明影響量時(shí)，必須將影響因素與輸出值同時(shí)表示。 1）溫標(biāo) 為了保證溫度量值的統(tǒng)一，必須建立一個(gè)用來衡量溫度高低的標(biāo)準(zhǔn)尺度，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺度稱為溫標(biāo)。溫標(biāo)分為以下幾種： 一、經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)：借助某一種物質(zhì)的物理量與溫度變化的關(guān)系，用實(shí)驗(yàn)的方法或經(jīng)驗(yàn)公式所確定的溫標(biāo)稱為經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)。 2. 華氏溫標(biāo)：華氏溫標(biāo)是以當(dāng)?shù)氐淖畹蜌鉁貫榱愣龋ㄆ瘘c(diǎn)），人體溫度為 100 度，中間等分為 100 等分，每一等分為華氏一度。中間等分為 80 等分，每一等分為列氏一度。因是開爾文總結(jié)出來的，故又稱為開爾文溫標(biāo)，用符號(hào) K表示。 溫度檢測(cè)的主要方法及分類：溫度檢測(cè)方法一般可以分為兩大類，即接觸測(cè)量法和非接觸式測(cè)量法。通過輻射和對(duì)流實(shí)現(xiàn)熱交換。所謂絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號(hào) pj 表示。絕對(duì)壓力與大氣壓力之差。用來測(cè)量真空度的儀表稱為真空表。壓力計(jì)從結(jié)構(gòu)上可分為實(shí)驗(yàn)室型和工業(yè)應(yīng)用型。如接近大氣壓的低壓檢測(cè)時(shí)，可用膜片式壓力表或波紋管式壓力表。 3．多點(diǎn)壓力測(cè)量 進(jìn)行多點(diǎn)壓力測(cè)量時(shí) ，可采用巡回壓力檢測(cè)儀。對(duì)于彈性式壓力表，在測(cè)穩(wěn)定壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的 3/4；測(cè)波動(dòng)壓力時(shí)，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的 2/3。 （ 3）使用環(huán)境及介質(zhì)性能的考慮 環(huán)境條件惡劣，如高溫、腐蝕、潮濕、振動(dòng)等，被測(cè)介質(zhì)的性能，如溫度的高低、腐蝕性、易結(jié)晶、易燃、易爆等等，以此來確定壓力表的種類和型號(hào)。 1．應(yīng)變式壓力傳感器 應(yīng)變式壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化來進(jìn)行測(cè)量的，應(yīng)變片是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成的電阻體，其阻值隨壓力所產(chǎn)生的應(yīng)變而變化。 四、壓力變送器 需要在控制室內(nèi)顯示壓力的儀表，一般選用壓力變送器或壓力傳感器，對(duì)于爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，常選用氣動(dòng)壓力變送器、防爆型電動(dòng)Ⅱ型或Ⅲ型壓力變送器；對(duì)于微壓力的測(cè)量，可采用微差壓變送器；對(duì)粘稠、易堵、易結(jié)晶和腐蝕強(qiáng)的介質(zhì)，宜選用帶法蘭的膜片式 壓力變送器；在大氣腐蝕場(chǎng)所及強(qiáng)腐蝕性等介質(zhì)測(cè)量中，還可選用 1151 系列或 820 系列壓力變送器。測(cè)量中、高壓 ~10MPa,10~60 MPa）的敏感元件一般采用鉻釩鋼制成的包端管 ,它的測(cè)量原理是利用包端管末端產(chǎn)生的徑向分力 ,通過推 桿2作用在主杠桿 3 的下端 ,帶動(dòng)變送器的氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分動(dòng)作。 1．熱電阻測(cè)溫原理及材料 熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。為消除引線電阻的影響同般采用三線制或四線制，有關(guān)具體內(nèi)容參見本篇第三章第一節(jié) . （ 2）鎧裝熱電阻 鎧裝熱電阻是由感溫元件（電阻體）、引線、絕緣材料、不銹鋼套管組合而成的堅(jiān)實(shí)體，如圖 217所示，它的外徑一般為φ 2~φ 8mm，最小可達(dá)φ mm。 （ 4）隔爆型熱電阻 隔爆型熱電阻通過特殊結(jié)構(gòu)的接線盒，把其外殼內(nèi)部爆炸性混合氣體因受到火花或電弧等影響而發(fā)生的爆炸局限在接線盒內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)引超爆炸。具體內(nèi)容參見本篇第三章。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。其中鉑熱是阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。從熱電阻的測(cè)溫原理可知，被測(cè)溫度的變化是直接通過熱電阻阻值的變化來測(cè)量的，因此，熱電阻 體的引出線等各種導(dǎo)線電阻的變化會(huì)給溫度測(cè)量帶來影響。它與一般軸向熱電阻相比，能更正確和快速地反映被測(cè)端面的實(shí)際溫度，適用于測(cè)量軸瓦和其他機(jī)件的端面溫度。必須注意以下兩點(diǎn)： ①熱電阻和顯示儀表的分度號(hào)必須一致 ②為了消除連接導(dǎo)線電 阻變化的影響，必須采用三線制接法。 （ 3）端面熱電阻 端面熱電阻感溫元件由特殊處理的電阻絲材繞制，緊貼在溫度計(jì)端面，其結(jié)構(gòu)如圖 218所示。 目前，全世界 PLC 生產(chǎn)廠家約 200 家，生產(chǎn) 300多種產(chǎn)品。預(yù)計(jì)到 2021年全國(guó) PLC需求量將達(dá)到 25 萬套左右，約 35—45 億元人民幣。在基于 PLC自動(dòng)化的早期， PLC 體積大而且價(jià)格昂貴。可以相信， PLC 將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉(zhuǎn)移，尤其是基于工業(yè) PC的控制系統(tǒng)。