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自动控制原理01 基本概念

时间:2019-03-14 22:59:41

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自动控制原理01 基本概念

一 自动控制系统的组成

自动控制装置:即控制器

被控对象:常见的有电机、锅炉

二自动控制系统的基本控制方式

开环控制:只有输入量对输出量产生控制,无输出量参与对系统的控制,不具备抗干扰能力

闭环控制:输出量直接或间接地反馈到输入端形成闭环,使输出量参与对系统的控制,具备抗干扰能力

复合控制:对于提前可以预知的误差,使用前馈控制来进行补偿。这种即有前馈又有反馈的控制方式称为复合控制

三 自动控制系统的基本要求

快 准 稳

快:主要靠一些时间指标来衡量,如上升时间tr(第一次到达输出稳定值的时刻,对于无振系统常指输出稳态值的10%到90%的时间)、调节时间ts(系统输出量进入并保持在允许误差带内所需时间)等,越小越好。

准:当系统从一个稳态过渡到另一个稳态,或受扰动作用重新平衡后,系统被控量达到的稳定值与期望值之间出现的偏差即稳态误差越小越好。

稳:1.稳定(正常工作的前提条件)

2.平稳振荡剧不剧烈,运动相对平稳性好不好(振荡越小越好,振荡次数越少越好,最大超调量越小越好(最大超调量是输出最大值与输出稳态值的相对误差))

主要靠稳定器,平稳器

稳态性能指标:稳态误差

暂态性能指标:最大超调量σ%、上升时间tr、调节时间ts、振荡次数μ

四自动控制系统框图

被控对象怎样才能够按照我们希望的控制规律运行?

我们要加控制器,也就是自动控制装置,包括一些功率变换装置(变换放大)、一些校正装置(串联校正)。

在这个基础上系统往往不是单闭环的,在闭环的基础上还有可能附加内环,以改善局部性能 。

我们提到的反馈(测量元件),通常就是负反馈,只有负反馈才能自动减少偏差,而正反馈能使偏差增大。正反馈一般出现在局部反馈的位置(反馈校正),如果我们想改善局部的性能,可以在整个系统上附加一个内环。(如上图所示)

结构当中出现的实物装置有哪些?

测量元件:检测被控量,把被控量送回到输入端。由于我们常见的是电气控制系统,所以测量元件大部分是传感器,比如温度传感器、湿度传感器、速度传感器等等。这种传感器除了检测被控量之外,还要把一些非电的物理量,比如说温度等,转换为电量,送回到输入端。

比较元件:在系统当中有比较元件时,其功能主要是得到被控量和控制量之间形成偏差信号。也就是说:对控制量和反馈量做比较,形成一个偏差信号。

变换放大转置:由于偏差信号通常是比较微弱的,为了让微弱的偏差信号有足够大的幅值和功率,能够驱动后端的装置来运行。我们通常对这个偏差信号,要么进行功率放大,要么进行电压放大。

执行机构:指直接作用在被控对象上面,驱动被控对象工作的装置。执行机构在我们常见的运动控制系统中就是一些功率变换装置这样的东西,在一些过程控制中则可能是一些障碍力调节器等等元件。

校正元件:指为了保证系统能够正常工作,用来提高系统控制能力的元件。

参考,仅作个人学习笔记使用。

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