自動控制理論ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 03:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 大。 校正元件 —— 按某種函數(shù)規(guī)律變換控制信號，并產(chǎn)生反映兩者差值的偏差信號。以利于改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)或靜態(tài)性能。 執(zhí)行元件 —— 根據(jù)偏差信號的性質(zhì)執(zhí)行相應(yīng)的控制作用，以便使被控量按期望值變化。 控制對象 —— 又稱被控對象或受控對象，通常是指生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行控制的工作機械或生產(chǎn)過程。出現(xiàn)于被控對象中需要控制的物理量稱為被控量。 常用的名詞術(shù)語 輸入信號 ：也叫參考輸入，給定量或給定值，它是控制著輸出量變化規(guī)律的指令信號。 輸出信號 ：是指被控對象中要求按一定規(guī)律變化的物理量，又稱被控量，它與輸入量之間保持一定的函數(shù)關(guān)系。 反饋信號 ：由系統(tǒng) (或元件 )輸出端取出并反向送回系統(tǒng) (或元件 )輸入端的信號稱為反饋信號。反饋有 主反饋 和 局部反饋 之分。 偏差信號 ：它是指參考輸入與主反饋信號之差。 誤差信號 ：指系統(tǒng)輸出量的實際值與期望值之差，簡稱誤差。擾動信號 ：簡稱擾動或干擾、它與控制作用相反，是一種不希望的、影響系統(tǒng)輸出的不利因素。擾動信號既可來自系統(tǒng)內(nèi)部，又可來自系統(tǒng)外部，前者稱 內(nèi)部擾動 ，后者稱 外部擾動 。 167。 1－ 1自動控制系統(tǒng)示例 例 1 爐溫控制系統(tǒng) 放大器電動機減速器閥門加熱爐放 大 器 熱 電 偶?ruTuu m? 2? Q T給定電位計例 2 函數(shù)記錄儀方框圖 放大器電動機減速器繩輪機構(gòu)記錄筆測 速 發(fā) 電 機電 橋 電 路??rupuu? u m? 2? L L第三節(jié) 自動控制系統(tǒng)的分類 1. 按給定信號的形式 恒值系統(tǒng) /程序系統(tǒng) / 隨動系統(tǒng) 2. 按系統(tǒng)是否滿足疊加原理 線性系統(tǒng) / 非線性系統(tǒng) 3. 按系統(tǒng)參數(shù)是否隨時間變化 定常系統(tǒng) / 時變系統(tǒng) 4. 按信號傳遞的形式 連續(xù)系統(tǒng) / 離散系統(tǒng) 5. 按輸入輸出變量的多少 單變量系統(tǒng) / 多變量系統(tǒng) 一、按輸入信號形式 恒值控制系統(tǒng)（或稱自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)） 這類系統(tǒng)的特點是輸入信號是一個恒定的數(shù)值。恒值控制系統(tǒng)主要研究各種干擾對系統(tǒng)輸出的影響以及如何克服這些干擾，把輸入、輸出量盡量保持在希望數(shù)值上。 一、按輸入信號形式 過程控制系統(tǒng)（或稱程序控制系統(tǒng)） 這類系統(tǒng)的特點是輸入信號是一個已知的時間函數(shù)，系統(tǒng)的控制過程按預(yù)定的程序進(jìn)行，要求被控量能迅速準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)。 恒值控制系統(tǒng)也認(rèn)為是過程控制系統(tǒng)的特例。 隨動控制系統(tǒng)（或稱伺服系統(tǒng)） 這類系統(tǒng)的特點是輸入信號是一個未知函數(shù)，要求輸出量跟隨給定量變化。如雷達(dá)天線跟蹤系統(tǒng)，當(dāng)被跟蹤目標(biāo)位置未知時屬于這類系統(tǒng)。隨動系統(tǒng)是指參考輸入量隨時間任意變化的系統(tǒng)。其任務(wù)是要求輸出量以一定的精度和速度跟蹤參考輸入量，跟蹤的速度和精度是隨動系統(tǒng)的兩項主要性能指標(biāo)。 工業(yè)自動化儀表中的顯示記錄儀，跟蹤衛(wèi)星的雷達(dá)天線控制系統(tǒng) (如圖所示 )等均屬于隨動控制系統(tǒng)。 二、按系統(tǒng)是否滿足疊加原理 (1)線性系統(tǒng) 當(dāng)系統(tǒng)的運動規(guī)律用線性微分方程或者線性差分方程描述時，則這類系統(tǒng)稱為線性系 統(tǒng)。線性系統(tǒng)有兩個重要特性：疊加性和齊次性。 （ a）疊加性 當(dāng)系統(tǒng)同時存在幾個輸入量時，其輸出量等于各輸入量單獨作用時所引起的輸出量的和。如果用箭頭表示輸入量 x和輸出量 y的對應(yīng)關(guān)系，上述性質(zhì)可表示如下： 例如：設(shè)有線性系統(tǒng)的微分方程式為 : )()()()(22tytxdttdxdttxd???)()()()(111212tytxdttdxdttxd???)()()()(222222tytxdttdxdttxd???若 時，方程式的解為 ； 而 時，方程式的解為 ：即有： 則當(dāng) 時容易驗證， 原方程式的解為 ，這就是疊加性。 疊加性表明， 兩個不同的外作用同時作用于系統(tǒng)所產(chǎn)生的總響應(yīng)，等于兩個外作用單獨作用時分別產(chǎn)生的響應(yīng)之和。 (b)齊次性 當(dāng)輸入量增大或縮小 k (k為實數(shù) )倍時，系統(tǒng)輸出量也按同一倍數(shù)增大或縮小。即當(dāng) 時，式中 a為常數(shù)，則方程式的解為 ， 這就是齊次性。 齊次性表明， 當(dāng)外作用的數(shù)值增大若干倍時，其響應(yīng)也相應(yīng)增大同樣的倍數(shù)。 (2)非線性系統(tǒng) 在構(gòu)成系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中有一個或一個以上的非線性環(huán)節(jié)時，則稱此系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)。典型的非線性特性有飽和特性、死區(qū)特性、間隙特性、繼電特性、磁滯特性等。
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