(1)磁通由交流电流产生，空间中任一点的磁通 随时间变化；
(2)空间中各点的磁通不变化，但线圈位置变化， 磁链相应变化。
因此磁链可以看成是时间和位移的函数，即 Ψ=Ψ(t,x)，所以有
dΨ = Ψ dt + Ψ dx
t
x
dΨ = Ψ dt + Ψ dx
t
x
dψ ψ ψ dx
e=dt
=-
t
x
dt
= eT + eR
同性相斥，异性相吸。 2）磁场内的磁性物体受力：
磁力（力矩）使磁路磁阻最小。
0.3.4 电磁力与电磁转矩
电机、电磁铁中力的产生
最准确的解释：
电磁力（力矩）是由磁场产生的。
0.3.4 电磁力与电磁转矩
1）磁场中的载流导体所受的 电磁力和力矩为
Fe = BlI
Te = BlIr
2）铁心表面的磁力(向外)
（功率放大器、脉宽调制型功率放大器）
4．补偿元件（校正元件）
为了确保系统稳定并使系统达到规定的精 度指标和其他性能指标，控制系统的设计者增 加的元件。作用是改善系统的性能，使系统能 正常可靠地工作并达到规定的性能指标。 （测速
发电机、校正网络等）
执行元件：电动机 测量元件：电位器 输出量：转角
（输出量）。（电机） 2．测量元件
功能是将被测量检测出来并转换成另一种 容易处理和使用的量（例如电压）。（电位器） 测量元件一般称为传感器，过程控制中又称为 变送器。 （各种传感器、旋转变压器、轴角编码装置等）
3．放大元件
功能是将微弱信号放大，分为前置放大元 件和功率放大元件两种。功率放大元件的输出 信号具有较大的功率，可以直接驱动执行元件。
变压器电势
eT
=
-
ψ t
旋转（速度）电势
eR
=
-
ψ x
dx dt
=
-V
ψ x
导线切割磁力线产生电势
e = Blv
电感不变的线圈
e = -L dI dt
0.3.4 电磁力与电磁转矩
电机、电磁铁中力的产生有两种说法： 1.磁场中的载流导线受力。 2.磁场内产生的力。 1）磁极间的相互作用力：
描述磁通与磁势之间的关系。 公式中一些物理量是近似值， 近似关系。 主要是定性关系。
0.3.2 磁路定律 铁心的磁路。 串联磁路
并联磁路
主磁路：
指定的磁路
主磁路与主磁通， 漏磁路与漏磁通。
磁路定律
Φ = Fm Rm
磁势
磁阻
Fm = WI
n
Rm = Rmi 或 1
1 n 1 = Rm 1 Rmi
控制元件的发展背景
＊从自动控制的发展历史看，最初是控制机械转速。 ＊瓦特蒸汽机的转速控制被公认为是最早的自动控制
装置。 ＊现代发电厂对交流电压频率的控制，实质上就是对
发电机转速的控制。 ＊在现代机械制造业中和武器装备中，对机械位移的
控制更多。很多高级装置的控制，实质上是对位移 的控制。
＊自动控制技术应用广泛。
控制系统功能框图
0.2 本书的主要内容
执行元件，测量元件，功率放大元件及有关线 路。
控制电机：专为控制系统制造的电机。可作执 行元件和测量元件。
执行元件：电动机，液压元件。 测量元件：控制电机，编码器，阻容感传感器，
热电式传感器 。 功率放大元件：线性功率放大器，脉冲宽度调
制型放大器 。
0.3 电磁学的基本概念与定律
0.3.1 磁场
表示磁场强弱的物理量是磁通，Φ
单位面积的磁通是磁密，B
对某一截面S，设θ是dS法线与磁密B的夹角
穿过截面S的磁通Φ为
Φ = s BcosθdS
Φ = Φmcosθ
B, θ 不变
可以认为磁密B与 磁场强度向量H 有关。 磁场强度向量H 与B 的关系是:
RmΦ：总磁压降， RmiΦ：第i段磁压降。
0.3.3 电磁感应定律
前面讲磁场是由电流产生的。 电磁感应定律说明
变化的磁场，可以产生电势，以 及电流。
0.3.3 电磁感应定律
线圈的总磁链
Ψ = WiΦi
感应电势
e = - dΨ dt
Ψ = WΦ
e = -W dΦ dt
引起磁链变化的原因：
本课程特点：
涉及的知识广： 电机，传感器，功率电子技术。 实践性强：
1.讲述内容是实际元件。要接触实际元件，并 做实验。 2. 在实际中直接应用的可能性很大。
课程主要内容
第一章 直流伺服电机 第二章 交流伺服电机 第三章 步进电机 第四章 直线电机 第五章 测速发电机 第六章 旋转变压器和自整角机 第七章 轴角编码装置
B=μH
从物理角度，磁场是由？产生的？ 磁场是由电流产生的。 磁场与电流的关系由？定律描述？ 安培环路定律（全电流定律）。 描述 H 与 I 的关系。
H 与I 的关系是:
Hdl I
l
n
Hili NI
i 1
I或NI：磁势。
Hili：第i段的磁压降或第i段的磁势。
0.3.2 磁路定律
自动控制 技术
控制 原理号
信号
位置反馈
简单的速度控制系统原理图
速度传 感器
负载
火炮随动系统方框结构图
雷 达
1
Δu
自整角
-p
-
K 执行 测速电机
减速
对象
p
0.1 控制元件的分类
按功能和作用分类：
执行元件 放大元件 测量元件 补偿元件
四大元件
1．执行元件 功能是驱动控制对象，控制或改变被控量
Fem
=
1 2
Φδ2
dRδ dδ
3）磁极间的力
同性相斥，异性相吸，与距离平方成反比。
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
θ0
p=1 0
90o
++
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
θ0
90o
180 o
p=1 0 + + + 0
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
θ0
90o 180o
270
360
p=1 0 + + + 0 0
自动控制元件及线路
单 位：自动化工程系 联系方式：
本课程的基本情况
专业课 32学时
预备知识：电磁学及电路基础
教材及参考书
教 材： 《自动控制元件及线路》 梅晓榕 哈工大出版社 参考书：《自动控制元件》 葛伟亮 北京理工大学出版社
考核方式
总成绩=期末× 60%+平时× 10%+实验×30%
绪论
＊从被控制的变量看，有机械转速，机械位移， 温度，压力，流量，液位 ，重量。
＊从控制装置所在环境看，空中的飞行器 ，地面 上的自动化装置 ，大海中的现代化舰船，深海 中的潜艇。
＊有现代化设备的地方，就有自动控制技术。
＊自动控制技术： 自动控制原理 自动控制元件及线路
＊常用的元件及线路 ＊机械伺服系统