第三節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋(編輯修改稿)
2024-08-28 17:04 本頁面
【文章內容簡介】 過暗或過亮，人們再根據這一提示調節(jié)可變電阻值，從而調整光線的亮度。 視力保護提醒器利用了反饋原理，可用于提示學生用眼衛(wèi)生。 小試驗： 視力保護提醒器報警試驗 ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 ② 閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程 從反饋來看，閉環(huán)控制系統(tǒng)就是指在系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。 由于某種干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時，閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時檢測出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進行比較，控制器根據比較得到的偏差信號進行調節(jié)，從而使系統(tǒng)的被控量接近給定值，達到精確控制的目的。所以，一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠克服外界干擾，是被控量控制在給定值附近。 ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 供水水箱水位的自動控制在生活中應用較多，如樓宇的水塔，其目的是使水箱中的水位保持在給定的高度。 供水水箱的水位自動控制系統(tǒng) 案例分析： ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 控制系統(tǒng)有控制 器、執(zhí)行器、被控對 象和檢測器等組成。 被控對象 ：水箱； 被控量 ：水箱中的水位； 執(zhí)行器 ：閥門； 控制器 ：機械或電氣控制裝置； 監(jiān)測器 ：浮球或液位傳感器， 是控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)。 供水水箱的水位自動控制系統(tǒng) 案例分析： ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 水位的自動調整過程： 當水箱的出水流量加大時，水位下降，液位傳感器測出水位后與給定值比較，其偏差值進入控制器，通過控制器的輸出信號調節(jié)閥門，將閥門開大，使水位回升到給定值；反之，當出水流量減小時，通過控制器調節(jié)閥門，將閥門關小，使水位回到給定值的位置。 在這一控制系統(tǒng)中，影響水位控制的干擾因素主要是水箱的出水量（即用戶使用的水量）、水箱水面蒸發(fā)的水量等。水箱的進水量是通過閥門進行控制的，它是該系統(tǒng)的控制量。 供水水箱的水位自動控制系統(tǒng) 案例分析： ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 供水水箱的水位自動控制系統(tǒng)的 方框圖 : ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng) 加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)有控制器、執(zhí)行器、被控對象和檢測器等組成。 被控對象 ：加熱爐； 被控量 ：爐內溫度； 執(zhí)行器 ：爐內的加熱器； 控制器 ：一種電子或微機控制裝置，它根據輸入給定植與檢測反饋值的比較信號控制執(zhí)行器的動作； 檢測器 ：熱電偶（具有檢測和傳感的作用），它將信號返回到輸入端，構成反饋環(huán)節(jié)。 案例分析： ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 爐溫的調節(jié)過程： 溫度檢測裝置測出加熱爐內的溫度，并隨時與給定的溫度值進行比較，若加熱爐內的溫度高于給定的溫度，則通過控制器調整調壓器的電壓，使通過電阻絲的電流減小，加熱爐的溫度下降；若加熱爐內的溫度低于給定的溫度，則通過控制器調整調壓器的電壓，使通過電阻絲的電流增大，爐內溫度上升，并維持在正常值的范圍內，從而使加熱爐的溫度基本穩(wěn)定在給定的溫度值上。 加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng) 案例分析： ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 加熱爐的 溫度自動 控制系統(tǒng) 的圖示： 案例分析： ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 在加熱爐的溫度控制系統(tǒng)中，可能有哪些干擾因素，系統(tǒng)是如何克服干擾使爐溫穩(wěn)定在給定范圍內的？ 思考： 答：主要的干擾因素有加熱爐外環(huán)境溫度的變化和加熱器電壓的變化等，系統(tǒng)通過熱電偶檢測實際爐溫，并與給定的溫度值比較，若有偏差，控制器就會將這個偏差信號傳遞給加熱裝置，以升高或降低爐溫，使之向給定值變化，直到偏差消除，保證爐溫保持在給定范圍內。 ?第四單元 控制與設計 同享益眾 沈云豐 ③ 閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較 開環(huán)控制系統(tǒng) : 本身 不能對被控量的偏差進行調整和補償 。也就是說由于某種干擾信號的作用使輸出信號
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