【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 閉蒸汽閥門并且抵消任何速度提高的趨勢(shì)。 。很明顯，沒(méi)有調(diào)節(jié)器，速度將相當(dāng)多的落在負(fù)荷上。不過(guò)，在一個(gè)精確設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)里，在速度方面的下降將非常少。隨著一個(gè)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)，對(duì)速度的變動(dòng)太敏感的一個(gè)不受歡迎的特點(diǎn)是，傾向?qū)ψ罱K速度的‘尋找’或振蕩。在這種類型的全部系統(tǒng)的綜合過(guò)程中的真正的問(wèn)題是將防止過(guò)度的動(dòng)搖，但是同時(shí)產(chǎn)生好的調(diào)節(jié)作用。調(diào)節(jié)作用定義為負(fù)載條件下被控量相對(duì)空載條件下被控量數(shù)值的變化百分比?？刂破鳎ㄕ{(diào)節(jié)器）形成一類重要的控制系統(tǒng)，通常是他們的對(duì)象保持某一物理量恒定(即速度、電壓、液位、濕度等等)不管負(fù)荷變化。 一個(gè)好調(diào)節(jié)器僅有很小的調(diào)節(jié)作用。 1914年1918的戰(zhàn)爭(zhēng)使得軍事工程師意識(shí)到，要贏得戰(zhàn)爭(zhēng)精確和迅速的安置重型縱隊(duì)是必要的( 例如船和槍) 。在美國(guó)1920年初, 在自動(dòng)駕駛的船上和甲板上自動(dòng)安置的槍上，N. Minorsky執(zhí)行了經(jīng)典的工作。 在1934年單詞39。 伺服系統(tǒng)39。 ( 從拉丁servus 得到,意味著奴隸) 被H。L 。hazen第一次在資料上使用。他把一個(gè)伺服機(jī)構(gòu)定義為 ‘驅(qū)動(dòng)輸出的放大器元素被在對(duì)伺服的輸入和它的輸出之間的差額驅(qū)動(dòng)’的能量放大的設(shè)備。這個(gè)定義能被用于多種39。反饋控制系統(tǒng)39。 近年來(lái)建議那些術(shù)語(yǔ)39。伺服系統(tǒng) 39?；蛘?9。 伺服39。限制到反饋控制系統(tǒng)， 被控制的變量是機(jī)械位置。 各種各樣的大規(guī)模工業(yè)過(guò)程的自動(dòng)控制， 象在化學(xué)制品，食品和金屬的制造和處理過(guò)程中遇到的那樣， 在過(guò)去30 年間，已經(jīng)作為一個(gè)控制工程的一般領(lǐng)域的極其重要的部分出現(xiàn)。 在發(fā)展的開(kāi)始階段幾乎沒(méi)意識(shí)到過(guò)程控制的理論與伺服機(jī)構(gòu)和控制器的理論密切相關(guān)。 即使現(xiàn)在由于我們對(duì)過(guò)程動(dòng)力學(xué)的糟糕理解，完全學(xué)術(shù)設(shè)計(jì)的過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)際上不可能的。在大部分被引進(jìn)這本書(shū)的理論里，伺服機(jī)構(gòu)和控制器被用作例子說(shuō)明分析方法。 不過(guò)，這些方法經(jīng)常適用于過(guò)程控制系統(tǒng)，這將分別介紹他們自己。 定義 通常有二種控制系統(tǒng)，開(kāi)環(huán)和閉環(huán)。 在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)(看圖 ) 輸入信號(hào)或者命令被使用，在39。 控制器39。內(nèi)放大，電源輸出從39。輸出元素 39。 獲得。 輸出元素的位置經(jīng)常遠(yuǎn)離輸入站。 輸入可能被手工使用，比如轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)表盤。被期望的輸出通常被預(yù)先校準(zhǔn)，并且輸入控制可能伴隨著一些校準(zhǔn)圖表。獲得的實(shí)際輸出取決于校準(zhǔn)的有效性, 并且如果系統(tǒng)的組成部分被時(shí)間,溫度,濕度,潤(rùn)滑等等影響,實(shí)際輸出可能與被期望的輸出產(chǎn)生變化。這樣的系統(tǒng)也因?yàn)樨?fù)荷變化被影響。 一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單的例子是沒(méi)有調(diào)節(jié)器的蒸氣機(jī)。速度主要通過(guò)在負(fù)荷力矩方面的變化被影響，但是也將被在鍋爐蒸汽壓力方面的變化，潤(rùn)滑的狀況和可動(dòng)部件里的磨損改變。 在簡(jiǎn)單的閉環(huán)系統(tǒng)里( 參閱圖 ),控制器不再受輸入而是受“偏差”激勵(lì)。偏差被定義為在系統(tǒng)輸入和它的輸出之間的差別。 這樣的系統(tǒng)象那些開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)一樣，包含相同基本元素，以及兩額外特征一個(gè)39。偏差檢測(cè)器39。 和一個(gè)反饋電路環(huán)。偏差檢測(cè)器是這樣一種設(shè)備，它產(chǎn)生一個(gè)與在輸入和輸出之間的偏差成正比的信號(hào)。 39。 手工封閉環(huán)39。 操作者必須連續(xù)看發(fā)動(dòng)機(jī)速度并且當(dāng)變化發(fā)生時(shí)調(diào)整打開(kāi)的蒸汽閥門使它合適，試圖保持速度恒定。為什么在很多實(shí)例自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)更喜歡操作者的原因見(jiàn)圖 . 。 。 ，由于負(fù)荷力矩的改變，被管理的蒸氣機(jī)如何調(diào)節(jié)速度變化。除了這個(gè)超過(guò)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的明顯的優(yōu)勢(shì)外，有另一個(gè)更細(xì)微的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)具有對(duì)它自己的缺陷改正的能力。例如，假設(shè)鍋爐蒸汽壓力應(yīng)該有一點(diǎn)減少。這將導(dǎo)致速度下降；偏差檢測(cè)器將意識(shí)到這種下降并且引起蒸汽閥門更進(jìn)一步打開(kāi)，給被控制的蒸汽壓力相應(yīng)增加。這個(gè)速度于是將傾向于增加由此抵消了原先速度下降的趨勢(shì)。 對(duì)在負(fù)荷方面的變化的反應(yīng)的速度也比開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的迅速。 很顯然從閉環(huán)系統(tǒng)的那些方塊圖里 ( 圖 ) 有3 個(gè)基本的組成部分被要求： (1)偏差檢測(cè)器。 這是一個(gè)設(shè)備，收到低功率輸入信號(hào)，輸出信號(hào)可能具有不同的物理性質(zhì)， 為了減法的目的，把他們轉(zhuǎn)化成共同的物理量， 執(zhí)行減法，并且給出一正確物理性質(zhì)的低功率偏差信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)控制器。偏差檢測(cè)器通常包含39。 轉(zhuǎn)換器39。； 它們是把一個(gè)物理形態(tài)的信號(hào)轉(zhuǎn)變成另一物理形態(tài)信號(hào)的設(shè)備。 (2) 控制器。這是一個(gè)放大器，它收到低功率偏差信號(hào)，以及一個(gè)來(lái)自外部的電源。 被控制能源的數(shù)量(正確的物理性質(zhì)) 被提供到輸出要素。 (3) 輸出要素。 它根據(jù)從控制人員那里收到的信號(hào)為負(fù)荷提供正確的物理性質(zhì)的能力。 其他設(shè)備，例如齒輪箱和39。 補(bǔ)償39。的設(shè)備在控制系統(tǒng)里經(jīng)常有特色， 但是這些通常被認(rèn)為成為其它要素的一部分。后面將給出用于控制系統(tǒng)的一些部件的詳細(xì)說(shuō)明。 位置控制系統(tǒng) 管理者， 那個(gè)對(duì)象是保持一些物質(zhì)數(shù)量的價(jià)值在一款待的水平盡管騷動(dòng)，一重要一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的例子是。 同樣重要和當(dāng)然更多挑戰(zhàn)象工程設(shè)計(jì)練習(xí)在對(duì)象是遵循輸入命令的那些伺服機(jī)構(gòu)的那樣。 一個(gè)這樣的一個(gè)設(shè)備的例子是 運(yùn)動(dòng)適用于一個(gè)手車輪的必須在一些遙遠(yuǎn)點(diǎn)繁殖的位置控制伺服機(jī)構(gòu)位于一個(gè)局部的命令車站。 生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)可以用來(lái)開(kāi)車重物，例如進(jìn)一個(gè)要求的位置的一個(gè)導(dǎo)彈發(fā)射器； 命令的功率放大和準(zhǔn)確的再生如此必要。 信號(hào)可以通過(guò)直接的機(jī)械聯(lián)系或者通過(guò)水力，裝滿空氣，或者電的渠道被傳送。 除機(jī)械聯(lián)系外，最迅速輸送可能與電氣裝線一起取得和這經(jīng)常是但不是總是使用。 這里它被使用， 機(jī)械輸入和輸出信號(hào)是第一個(gè)變?yōu)榈某杀壤娦盘?hào)， 經(jīng)由電線到減的設(shè)備然后傳送，這生產(chǎn)一用信號(hào)通知與這個(gè)錯(cuò)誤成正比。 一次典型的安排被用圖顯示 . 低功率錯(cuò)誤信號(hào)用來(lái)驅(qū)動(dòng)也收到來(lái)自一個(gè)外部來(lái)源的動(dòng)力并且將控制電源送到電動(dòng)機(jī)的一個(gè)放大器。 轉(zhuǎn)換器和減的要素的結(jié)合形成錯(cuò)誤檢測(cè)器， 放大器是控制器和電動(dòng)機(jī)以及它的齒輪箱形成產(chǎn)量dement。