自動控制第一章緒論-在線瀏覽
2025-06-17 08:27本頁面
【正文】 反饋控制中的重要性； 1936年英國工程師考倫德：溫度控制系統(tǒng)的 PID控制器 ； 1942年美國工程師： PID參數(shù)整定準則 ，至今仍適用； 二戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后 10年：控制系統(tǒng)的圖解分析法和根軌跡綜合法，創(chuàng)立 根軌跡法 的完整理論。 1956年我國科學家錢學森出版 “ 工程控制論 ” 。極大值原理、動態(tài)規(guī)劃理論、狀態(tài)空間方法、多變量最優(yōu)控制和最優(yōu)濾波理論。 1出現(xiàn)若干控制理論分支：系統(tǒng)辨識、魯棒控制、協(xié)調(diào)控制、智能控制等等。自動化最早出現(xiàn)在汽車工業(yè)，其初始概念是指在工業(yè)生產(chǎn)（加工、制造等）過程中采用自動控制代替人工控制。 從 20世紀 70年代開始，我國通過陸續(xù)引進國外成套自動化生產(chǎn)線，我國工業(yè)生產(chǎn)逐步從局部自動化，發(fā)展成今天的全方位、全流程的綜合自動化。 人工控制與自動控制 人工控制： 人工控制是人工操作實現(xiàn)：測量、求誤差、控制、再測量、再求誤差、再控制的循環(huán)過程。 自動控制： 沒有人直接參與，利用自動控制裝置，使 工作機械或生產(chǎn)過程自動地按照預定規(guī)律運行 或使 某些物理量按預定要求變化 。 （ 5）只要電位器和杠桿機構(gòu)比較所得的偏差不為零，則放大器與電動機組成的校正環(huán)節(jié)連續(xù)不斷地產(chǎn)生控制作用，即進一步打開或關(guān)閉閥門，甚至使閥門達到全開或全閉狀態(tài)，使液位上升或下降，直到液位恢復到期望值為止。 缺點 ：開環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度和抑制干擾能力較差。 閉環(huán)控制系統(tǒng) ：具有反饋的系統(tǒng)因信息在系統(tǒng)內(nèi)的傳遞形成了閉合環(huán)路。 Mc恒定： ur?, ue? u1? ua?, n?, uf?, ue?, u1? ua?, n? ur 恒定： Mc?, n? uf?, ue?, u1? ua?, n? 開環(huán)： 單向控制，輸入和輸出間沒有聯(lián)系，系統(tǒng)輸入與輸出間沒有反饋回路。 閉環(huán)： 將輸出量返回到輸入端，形成偏差，基于偏差產(chǎn)生控制以減少或消除偏差。 自動控制的基本原理 自動控制的基本原理 對反饋控制系統(tǒng)的基本要求 1．穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是指系統(tǒng)受擾動后重新恢復平衡的能力。 穩(wěn)定衰減過程 臨界穩(wěn)定振蕩過程 不穩(wěn)定發(fā)散過程 自動控制的基本原理 2．快速性 快速性主要是用時間衡量一個穩(wěn)定的系統(tǒng)對平衡狀態(tài)的恢復或跟隨的速度。 過渡過程越短，說明系統(tǒng)恢復平衡或跟隨新的平衡狀態(tài)的能力越強，快速性就越好。 穩(wěn)態(tài)誤差越小，控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高。 自動控制的基本原理 上述穩(wěn)定性、快速性和準確性三個方面往往是相互制約的。 反饋控制系統(tǒng)的組成 按構(gòu)成系統(tǒng)的基本元件劃分 測量元件 ：測量系統(tǒng)的輸出量，量綱轉(zhuǎn)換。 比較元件 ：形成參考輸入信號與測量反饋信號的偏差。 放大元件 ：對信號進行線性放大或提供功率放大。 如：電壓放大器等。 執(zhí)行元件 ：也稱執(zhí)行器。 如：直流伺服電動機、交流伺服電動機、氣缸、液壓缸等。需進行控制的設備或裝置的 工作過程 如：電動機的控制，或反應器、傳熱過程、燃燒過程的控制等。當傳感器的輸出信號為標準信號時，則稱其為變送器。 廣義被控對象： 執(zhí)行機構(gòu) +被控對象 控制變量： 可以是任何描述被控過程控制輸入的物理量 廣義被控對象的控制變量： 控制信號常是電信號，電壓或電流 反饋控制系統(tǒng)的組成 若干常用術(shù)語 控制系統(tǒng) 由被控對象和控制器等內(nèi)部基本功能環(huán)節(jié)按一定的結(jié)構(gòu)方式聯(lián)接，為完成某種控制任務而組成的一個有機整體 輸入信號 ： 系統(tǒng)外部輸入的信號，也稱輸入量，如參考輸入，外部干擾輸入，其中參考輸入也稱為給定量（值），它是控制系統(tǒng)被控變量的反饋信號需保持或跟隨的指令輸入。 反饋控制系統(tǒng)的組成 擾動信號： 擾動可以是小的波動，也可以是大的波動，擾動
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