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自动控制系统的组成及其质量指标_

系统中信号沿箭头方向前进,最后又回到 原来的起点,形成一个闭合回路,这种系统 叫闭环系统。
在闭YAN环GTZE系NOR统MA中L UNI,VERS系ITY 统的输出信号 a 为被控 参数,它通过传感器这个环节再返回到系统 的输入端,与给定值 G 比较 ,这种将系统的 输出信号引回到输入端的过程叫反馈。
若按给定值的给定变化规律来分
定值控制系统——将被控制量保持在某一定值或很小的范围中的控制系统 程序控制系统——被控量的给定值按预定的时间程序而变化的控制系统 随动控制系统——被控量的给定值随时间任意地变化的控制系统
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•若按控制动作与时间的关系来分
•连续控制系统 •断续控制系统
静态:输入不变,调节系统在调节器的自动调节作用下,被调量 不再随时间变化的平衡状态
动态:被调量随时间变化,系统处于不平衡状态 一个运行的系统,时时刻刻都有扰动作用于对象,被调量偏离设
定值,重点应研究系统和环节的动态特性上。
定值YANG控TZE制NOR系MAL统UNIV受ERSI到TY 阶跃干扰后,过渡过程 有四种基本形式
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1.1自动控制系统的组成及其质量指标
自动控制系统组成、方框图及常用术语
重点
自动控制系统的分类
自动控制系统的质量指标
重点
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1.1.1自动控制系统组成、方框图
组成
受控对象(过程) :工作的机器、装备或生产过程等, 从传感器到执行器之间
被控量(热工参数、被控参数):表征其工作状态的物理 量如T,P,湿度,流量,液位……
传感器(测量变送):对被控量进行测量(转换成标准信 号)的装置,成比例地转变其他物理量
控制器(调节器):把测定值和设定值进行比较的装置 执行器(调节阀):把调节器的指令成比例地转换为直线
或角位移地装置 自动控制系统:受控对象和控制装置的总体,由控制对象
•如按控制器使用的能源种类分
•气动控制系统 •液动控制系统 •电动控制系统
按系YA统NG的TZE结NO构RM特A点L U分NIV类ERSITY
反馈控制系统 前馈控制系统 前馈-反馈控制系统
若按控制器的控制规律分
双位控制系统 比例控制系统 比例积分控制系统 比例微分控制系统 比例积分微分控制系统
间的物料联系 每个方框都有一个输入信号和一个输出信号
干扰
θ
+
G
e (t)
p (t)
q (t)
θa

控制器
执行器
被控对象
θz 传感器
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液位控制器
液 位 调 节 HC 器
储罐
HT 差压变送器
执行器 干扰
x (t) e (t)
u (t)
q (t)
y (t)
一个和偏差 e 成一定关系的控制量 p ,去调节
执行机构,改变输入到控制对象中的能量 q ,
克服干扰造成的影响,使被控参数又趋于给定 值。可见,负反馈控制的实质是以偏差克服偏 差的控制过程。自动控制系统的基本功能是信 号的测量、变送、比较和加工。
YANGTZE N1OR.M1A.L2UN自IVE动RSIT控Y 制系统的分类
控制器
执行器
被控对象

- z (t)
传感器
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图1-2 室温自动控制系统框图
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干扰
θG
e (t)
p (t)
q (t)
θa
控制器
执行器
被控对象
θz 传感器
干扰作用通过干扰通道影响被控参数,而 控制作用通过控制通道影响被控参数。
YANGTZE NORMAL UNIVERSITY自动控制系统的方框图
控制器:
执行器:
被控对象:从传感器到调节阀之间的管道设备
传感器:
干扰
θG
e (t)
p (t)
q (t)
θa
控制器
执行器
被控对象
θz 传感器
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方框图的画法
每个方框表示组成该系统的一个环节 两个方框之间一条带有箭头的连线表示其相互关系,不表示方框之
和自动控制设备组成
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图1-1 室温自动 qa一外侵热量 θa一室内温度θb一室外温度 θc一送风温度
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为了研究自动控制系统组成环节之间的相互影响和信号联系,通 常使用自动控制系统方框图来表示自动控制系统。
自动控制系统在干扰和控制的共同作用下, 从一个稳定状态变化到另一个稳定状态期间 被控参数随时间的变化过程称为自动控制系 统的过渡过程。自动控制系统过渡过程也就 是系统的动态特性,它包括静态和动态。研 究过渡过程的目的就是为了研究控制系统的 品质。
系统的静态和动态 YANGTZE NORMAL UNIVERSITY
图1—4 过渡过程的基本形式
a)发散振荡过程 b)等幅振蔼过程 c)衰减振荡过程 d)单调衰减过程
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2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0
1
2
t
发散振荡
被测输出信号减弱输入信号的反馈,称为负 反馈;反之称正反馈。
干扰
θG
e (t)
p (t)
q (t)
θa
控制器
执行器
被控对象
θz 传感器
负反YA馈NGT控ZE N制ORM具AL U有NIVE自RSITY动修正被控参数偏离给定 值的能力,控制精度高,适应面广,是基本的 控制系统。负反馈控制系统的工作原理是:当 干扰作用 f 发生后,被控参数 a 偏离给定值, 这种变化被传感器测出 z 并送到控制器的比较 环节与给定值G 比较,得出偏差 e G z,偏差 输入到控制器中,经过控制器加工运算,输出
YANGT1ZE.N1O.R3MA自L UN动IVE控RSIT制Y 系统的质量指标
基本概念
自动化领域内,把被控参数不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态 把被控参数随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。双位控制系统
阶跃干扰——典型干扰作用
图1—3 阶跃干扰作用
YANGTZE NORMAL UNIV一ERS、ITY 自动控制系统的过渡过程
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