測(cè)控原理第一章ppt課件-展示頁(yè)
2025-01-24 00:11本頁(yè)面
【正文】 控制系統(tǒng)的工作原理可以歸納如下： (1) 檢測(cè)輸出量的實(shí)際值 。 易見 ， 自動(dòng)控制系統(tǒng)和人工控制系統(tǒng)的共同特點(diǎn)都是要檢測(cè)偏差 ， 并用檢測(cè)到的偏差去糾正偏差 。 即只有在偏差信號(hào) Δ u = 0 時(shí) ， 電動(dòng)機(jī)才停轉(zhuǎn) 。 經(jīng)過電壓 、 功率放大后 ， 用以改變執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向 ， 并通過傳動(dòng)裝置拖動(dòng)調(diào)壓器動(dòng)觸頭 。 其中 ， 恒溫箱的所需溫度由電壓信號(hào) u 1 給定 。 人工控制要求操作者隨時(shí)觀察箱內(nèi)溫度的變化情況 ， 隨時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié) 。 若溫度低于給定的值 ， 則移動(dòng)調(diào)壓器 ， 使 電 流 增 加 ， 溫 度 升 到 正 常 范 圍 。 (3) 根據(jù)偏差的大小和方向 ， 操作者通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器進(jìn)行控制 。對(duì)于所示的人工控制的恒溫箱，其控制或調(diào)節(jié)過程可歸結(jié)如下： (1) 操作者觀測(cè)由測(cè)量元件 （ 溫度計(jì) ） 測(cè)出的恒溫箱內(nèi)的溫度（ 被控制量 ） 。 就理論基礎(chǔ)而言，測(cè)控系統(tǒng)是控制論、信息論、系統(tǒng)論的綜合 手動(dòng)控制恒溫箱 自動(dòng)控制恒溫箱 恒溫箱控制的要求是克服外界干擾（如電源電壓波動(dòng)、環(huán)境溫度變化等等），保持箱內(nèi)溫度恒定，以滿足物體對(duì)溫度的要求。 廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，如化工、冶金、紡織 能源、交通、電力、供水、供熱、醫(yī)療、空間技術(shù)等。 2. 程序控制系統(tǒng) 微機(jī) 控制電路 執(zhí)行器 參數(shù)及動(dòng)作次序 3. 測(cè)控系統(tǒng) 測(cè)控對(duì)象 傳感器 執(zhí)行器 傳感器 執(zhí)行器 模擬量輸入通道 模擬量輸出通道 模擬量輸入通道 模擬量輸出通道 微型計(jì)算機(jī) 通信接口 人機(jī)接口 操作員 其他微機(jī) 測(cè)控系統(tǒng)的組成： 由被控對(duì)象、檢測(cè)單元、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。 測(cè)量?jī)x器與測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展 ? 第一代為指針式 （ 或模擬式 ） 儀器儀表 ? 第二代為數(shù)字式儀器儀表 ? 第三代是智能式儀器儀表 測(cè)控系統(tǒng) 普通臺(tái)式 PCI 工控機(jī) PCI 測(cè)控系統(tǒng)的類型和組成 1. 檢測(cè)系統(tǒng)：又稱數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。所以 ， 檢測(cè)技術(shù)是信息工業(yè)的源頭 ， 如果獲取的信息是錯(cuò)誤的 ， 那么信息的存儲(chǔ) 、 傳輸和處理都毫無意義 ，更談不上利用 。第一章 概述 ? 目前我們正處于信息時(shí)代， 測(cè)控技術(shù)是信息科學(xué)的一個(gè)分支，它與計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)一起，構(gòu)成了信息技術(shù)的完整學(xué)科。 信息技術(shù)的要素包括信息的獲取 、 存儲(chǔ) 、 處理 、傳輸和利用 ， 而信息的獲取主要靠?jī)x器儀表來實(shí)現(xiàn) 。 測(cè)控儀器和測(cè)控系統(tǒng)是檢測(cè)技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn) ， 是獲取信息的工具 。 傳感器 模擬輸入通道 微機(jī) 模擬輸出通道 模擬顯示器 數(shù)據(jù)記錄器 報(bào)警器 被測(cè)參數(shù) 檢測(cè)系統(tǒng)由敏感元件、變量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)、變量控制環(huán)節(jié)、 數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)構(gòu)成。 以先進(jìn)控制系統(tǒng)為例： 相對(duì)傳統(tǒng)的以溫度、壓力、液 位等為目標(biāo)的單回路控制而言， 先進(jìn)控制 則是以 質(zhì)量和工藝要 求為指標(biāo)的多變量控制 先進(jìn)控制系統(tǒng)的本質(zhì)： 加熱爐的控制 單回路控制系統(tǒng)有： 燃燒系統(tǒng)－燃料、送風(fēng)、負(fù)壓、含氧量等控制 加熱系統(tǒng)－物流的溫度控制 物流系統(tǒng)－流量、壓力等控制 ? 各種控制回路之間存在著強(qiáng)耦合 ? 系統(tǒng)具有非線性因素 ? 各參數(shù)之間有互動(dòng)作用 作干擾處理 燃料 送風(fēng)機(jī) 引風(fēng)機(jī) 噴水 壓力 風(fēng)燃比 負(fù)壓 溫度 水位 給水 結(jié)論： 在耦合作用下各被控參數(shù)必然有很大波動(dòng) 人們關(guān)心的控制指標(biāo)：燃燒效率、尾氣含 氧量、影響安全因素（水位、負(fù)壓）等 必需將加熱爐作一整體來考慮－多變量系統(tǒng) 測(cè)控系統(tǒng)的基本概念 測(cè)控系統(tǒng)是傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制 技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合。 就組成而言，測(cè)控系統(tǒng)是分布式的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。顯然為了實(shí)現(xiàn)溫度的恒定控制，必須首先對(duì)箱內(nèi)溫度進(jìn)行測(cè)量。 (2) 將測(cè)得的溫度與要求的溫度值 （ 給定值 ） 進(jìn)行比較 ， 得出溫度差值 （ 稱為偏差 ） 的大小和方向 。當(dāng)恒溫箱內(nèi)溫度高于所要求的給定溫度值時(shí) ， 移動(dòng)調(diào)壓器使電流減小 ， 溫度降低 。 顯然 ， 人工控制的過程就是通過眼睛測(cè)量 、 大腦求取偏差再通過手控制調(diào)壓器改變加熱電阻絲的發(fā)熱量以糾正溫度偏差的過程 ， 簡(jiǎn)言之即 “ 檢測(cè)偏差再糾正偏差 ” 。 為了將操作者從這種機(jī)械式的重復(fù)勞動(dòng)中解脫出來 ，可以設(shè)計(jì)一個(gè)控制器來完成人的工作 ， 將上面的人工控制變成如圖 所示的自動(dòng)控制系統(tǒng) 。 當(dāng)外界因素引起箱內(nèi)溫度變化時(shí) ， 作為測(cè)量元件的熱電偶 ， 把溫度轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào) u 2 ， 并反饋回去與給定信號(hào) u 1 相比較 ， 所得結(jié)果即為溫度的偏差信號(hào) Δ u = u 1 u 2 。 當(dāng)溫度偏高時(shí) ，
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