比例控制系统工程应用
分别说明比例积分微分控制对控制系统的作用
分别说明比例积分微分控制对控制系统的作用比例、积分和微分控制是PID控制系统中的三种基本控制方式，它们分别对控制系统起到不同的作用。
1.比例控制：比例控制是PID中最简单的一种控制方式，其控制作用仅仅依赖于偏差的大小。
比例控制器只根据偏差的大小来给出输出信号，输出信号大小正比于偏差值。
比例控制通过调节反馈信号与设定值之间的差异来实现控制目的，可以快速地响应系统的变化，但是在一些情况下可能会引起系统的振荡和过冲。
比例控制主要作用在于通过比例系数的调节来对系统的响应速度进行控制，其主要作用是调节系统响应的快慢，是一个常用的调节控制方式，能够在一定程度上满足控制的需求。
2.积分控制：积分控制是PID控制系统中的另一个重要组成部分，其控制作用主要是根据偏差的累积值来给出输出信号。
积分控制可以消除系统的稳态误差，并可以对系统的稳定性做出调节。
积分控制可以取得稳定系统的良好效果，但是在一些系统中也容易引起超调和振荡。
积分控制主要作用在于对系统的稳定性和稳态误差进行调节，可以在一定程度上提高系统的精度和性能。
3.微分控制：微分控制是PID控制系统中的最后一种控制方式，其控制作用主要是根据偏差的变化率来给出输出信号。
微分控制可以用来抑制系统的振荡和过冲，同时可以加快系统的响应速度。
微分控制可以在系统的快速响应和稳定性之间取得平衡，但是在一些系统中也容易引起震荡和不稳定。
微分控制主要作用在于对系统的响应速度和稳定性进行调节，可以在一定程度上提高系统的响应速度和抑制过冲。
综上所述，比例、积分和微分控制在PID控制系统中各有其独特的作用。
比例控制主要作用在于调节系统的响应速度，积分控制主要作用在于消除系统的稳态误差，微分控制主要作用在于抑制系统的振荡和过冲。
三者共同组成PID控制系统，可以对系统的动态特性和稳定性进行有效地控制和调节。
在实际的控制工程中，通常会根据具体的系统要求来综合考虑三种控制方式的使用，以实现最佳的控制效果。
机械工程控制基础
机械工程控制基础导言机械工程控制基础是机械工程中不可或缺的一部分。
它涵盖了各种控制方法和技术，用于实现机械系统的运动和操作的精确控制。
本文将介绍机械工程控制基础的一些关键概念和技术，旨在为机械工程师和其他相关领域的专业人员提供一个了解和学习机械控制的起点。
1. 控制系统的基本原理控制系统是指通过传感器和执行器来实现对系统状态的监测和调节的一组设备和组件。
机械控制系统的基本原理是将系统的状态与期望的状态进行比较，并根据差异来调整执行器的输出。
控制系统通常由三个主要组成部分组成：传感器、控制器和执行器。
1.1 传感器传感器是用于测量物理量和状态的设备。
在机械控制系统中，传感器通常用于测量位置、速度、压力、温度等各种参数，以提供反馈信号给控制器。
常见的传感器有光电传感器、压力传感器、编码器等。
1.2 控制器控制器是控制系统的核心部分，它接收传感器的反馈信号，并根据预定的算法和逻辑进行计算和决策。
控制器的主要任务是将反馈信号与期望的状态进行比较，然后产生控制信号来调整执行器的输出。
常见的控制器包括PID控制器、逻辑控制器等。
1.3 执行器执行器是控制系统的输出部分，它根据控制器产生的信号来进行动作。
执行器可以是电动机、液压马达、气动马达等，用于实现机械系统的运动和操作。
2. 控制方法机械工程控制基础涵盖了各种控制方法和技术，下面将介绍一些常用的控制方法。
2.1 开环控制开环控制是一种基础的控制方法，它不考虑系统的实际状态和性能，只根据输入信号的设置来控制执行器的输出。
开环控制不具备反馈机制，容易受到外部干扰和系统参数变化的影响，因此在实际应用中使用较少。
2.2 闭环控制闭环控制是一种基于反馈的控制方法，它通过比较输入和反馈信号之间的差异来决定控制器的输出。
闭环控制可以根据实际的状态和性能调整执行器的输出，使系统更加稳定和准确。
常见的闭环控制方法包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
2.3 PID控制PID控制是一种基于比例、积分和微分的闭环控制方法，广泛应用于机械工程中。
电液比例控制系统的实验分析的毕业论文
电液比例控制系统的实验分析的毕业论文目录第1章序论 (1)1.1电液比例控制技术的形成和发展趋势 (1)1.2F ESTO D IDACTIC自动化控制技术培训简介 (3)1.3研究思路与容 (4)第2章电液比例控制技术概述 (5)2.1电液比例控制技术的含义与容 (5)2.2电液比例控制的特点 (5)2.3比例控制的基本原理 (6)2.4比例控制的应用 (6)2.5电液比例控制元件的围 (6)第3章电液比例控制系统主要元件 (7)3.1额定值信号给定单元 (7)3.2放大器 (8)3.3比例溢流阀。
(11)3.4液压缸 (14)3.5三位四通比例阀 (16)第4章电液比例控制系统实验研究 (20)4.1F ESTO试验台须知 (20)4.2压力机（单向放大器的特性曲线） (20)4.3滚轧机的接触滚轮（比例压力阀） (25)4.4夹紧装置（压力回路） (29)4.5铣床（双向放大器的特性曲线） (33)4.6压印机（斜坡额定值的设定） (37)*4.7车斗（额定值的外部控制） (42)第5章总结 (49)参考文献 (50)致谢 (51)诚信声明第1章序论电液比例控制技术,是在以开环传动为主要特征的传统液压传动技术，和以闭环控制为特征的电液伺服控制技术基础上，为适应一般工程系统对传动与控制特性或有所侧重或兼而有之的特别要求，从20世纪60、70年代开始，逐步发展起来的流体传动与控制领域中一个具有旺盛生命力的新分支。
现今，电液比例控制技术已成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品不可或缺的重要手段，引起相关工业界、技术界的格外目重视。
但由于所具有的一些特点，对这种技术的了解、掌握、运用，不论是理论上，还是实践上，都有很多问题研究、探讨、总结、提髙，使其形成相应的科学体系，以更好地推动技术的发展和相关人才的培养。
电液比例技术本来就是流体传动与控制技术中的一个新的分支。
所以，原来一般液压传动技术和电液伺服技术所共有的主要特点、优点与缺点、电液比例技术照样具备。
第五章-比值控制系统
Q1
相当于改变空气量Ｑ２的给定值。所以，空气量就要跟随改变，从 而保持了比例关系。如果调节器 Gc 2 (s) 选用比例积分作用，则平衡 时
Gm 2 ( s) Q1 ( s) Q2 ( s) Gc1 ( s)Gm1 ( s)
式中；
Gm1 ( s)
－－为两个流量变送器的传递函数； Gm 2 ( s)
例如：合成炉的比值控制系统，如（图5－30）：
要求A、B两种物料的流 量保持一定比例，其中B 不可控，当它改变时， 由调节器控制调节阀，A、 B管路上都安装了节流元 件。DT为变送器，它将 两个压差变成两个电流， R为比值器，将压差控制 电流作为设定值送到调 节器，系统框图如下
QAC 是比例积分作用，通过调节A物料流量以保持 I I * A B
要求Ｑ１、Ｑ２流量比较恒定，因此，设计了双闭环比值控制系统。 其框图为：
X (s )
Gc1 ( s)
Gv1 (s)
G p1 (s)
Q1 ( s )
Gm1 ( s)
K
Y (s)
Gc 2 ( s)
Gv 2 ( s)
Gm 2 ( s)
（ 图5－25）
G p 2 ( s)
Q2 (s)
在生产恒定的情况下，主动量Ｑ１通过本身的闭合回路保持在给定 值ｘ（ｔ）上，同时，通过比值器Ｋ给出从流量回路的给定值ｙ （ｔ）。从流量根据给定值ｙ（ｔ）进行调节，以保持主流量、从 流量之间为一定比例。
由于采用了开方器,比值系数的计算需要稍加改动.
从压差变送器输出的信号仍为IA和IB, 经过开方器后得到
（5－28）
同样,IB’ 经过比值器后得到：
I
' B
' ( I B 4) 4
pid控制原理
pid控制原理PID控制（PID，比例／积分／微分控制）是控制科学和控制工程中最常用的控制算法之一，它的思想是通过控制环节的反馈信号，使系统的性能更加接近预期的输出目标。
PID控制是一种闭环控制系统，也可以称为自动控制系统或反馈控制系统，它可以检测系统的输入，然后根据这些信息来控制系统的输出。
PID控制是一种利用系统反馈信号来控制系统的一种技术。
PID控制技术是一种综合性的控制技术，它综合了比例控制、积分控制、微分控制三种控制技术，其中比例控制用于调整输出与期望值之间的偏离度，积分控制用于调整输出与期望值之间长期偏离度，而微分控制则用于减少输出与期望值之间的扰动，以达到输出控制的完美效果。
PID控制有以下优点：反应灵敏，抗扰动能力强，调节速度快，稳定性好，调节精度高。
它经常用在各种机械设备、仪器仪表和自动化系统中，给人们的生活和工作带来了很大的便利。
第二部分：PID控制技术的实现1、比例控制比例控制是PID技术中最基本的技术，它是一种直接控制技术，其目的是使系统的反馈信号与期望输出信号差距最小，以达到调节系统输出的最佳效果。
其操作原理是：当控制参量的变化值超过比例常数的设定范围时，系统的输出变化值与控制变量的变化值成正比，其关系可用如下方程式表达：输出变量＝比例常数×（输入变量－零点输入偏差）2、积分控制积分控制是PID控制中的一种重要技术，它可以有效减少输出与期望值之间的积分误差，使系统达到更高的性能，而这种误差往往是比例控制所无法解决的。
积分控制的操作原理是：系统在每一时刻检测到的反馈信号与期望信号的差值，将叠加至当前差值的和，从而使系统的积分误差不断减少，最终达到零，从而达到稳定控制的目的。
其关系可用如下方程式表达：输出变量＝积分常数×累积误差＋比例常数×当前误差3、微分控制微分控制是比例－积分－微分控制中的一种重要技术，它是一种前瞻控制技术，可以用于预测系统反馈信号在未来一段时间内的变化趋势，从而有效减少输出与期望值之间的积分误差，增加调节精度。
超调量范围
超调量范围全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：超调量范围是控制系统工程中一个重要的概念，它在系统设计和分析中起着至关重要的作用。
超调量在控制系统中通常用来描述系统的稳定性和性能，其大小会直接影响系统的响应速度和稳定性。
在这篇文章中，我们将深入探讨超调量范围的定义、计算方法以及其在工程实践中的应用。
一、超调量范围的定义超调量范围是指系统在调节过程中超过设定值的最大偏差，通常用百分比来表示。
在控制系统中，超调是指输出信号在达到设定值之后，短暂地超过设定值的现象。
超调量范围是对系统超调程度的一个量化指标，它可以用来评估系统的响应速度和稳定性。
超调量范围通常用以下公式来表示：\[ \%OS = \frac{Max-SP}{SP} \times 100\%\]\%OS 表示超调量范围，Max表示系统输出的最大值，SP表示设定值。
超调量范围越大，系统的超调程度越高，响应速度越快。
在实际工程中，超调量范围的计算通常需要通过实验或仿真来完成。
在控制系统中，通常会通过改变控制参数或系统结构来调节系统的超调量范围。
通过实验或仿真，可以得到系统的输出响应曲线，从而计算出超调量范围。
计算超调量范围的方法一般有两种：一种是通过实验测量系统的输出响应曲线，然后根据公式计算出超调量范围；另一种是通过数学建模和仿真分析，计算出系统的超调量范围。
无论采用哪种方法，都需要仔细地分析系统的响应特性，确定系统的超调量范围。
超调量范围还可以用来优化系统的控制策略，提高系统的响应速度和稳定性。
通过控制系统的超调量范围，可以更好地控制系统的输出性能，提高系统的工作效率。
四、结论超调量范围是控制系统工程中一个重要的概念，它可以用来评估系统的稳定性和性能。
在系统设计和分析中，超调量范围可以帮助工程师设计出更优秀的控制系统，提高系统的响应速度和稳定性。
通过计算和优化系统的超调量范围，可以提高系统的工作效率，满足系统的性能要求。
掌握超调量范围的计算方法和应用是每个控制工程师必备的技能。
电液控制技术(1)及应用
比例阀技术初步
• 比例阀介于常规开关阀和闭环伺服阀之间已成
为现今液压系统的常用组件,液压工业从比例阀 技术的发展而获益匪浅。
• 看一个例子：
比例阀技术对于液压系统究竟意味着什么
比例阀技术对于液压系统究竟意味着什么
上图说明了信号流程： 输入电信号为电压多数为0至9V由信号放大器成比例地转化为
电流即输出变量如1mV相当于1mA； 比例电磁铁产生一个与输入变量成比例的力或位移输出； 液压阀以这些输出变量力或位移作为输入信号就可成比例地输 出流量或压力； 这些成比例输出的流量或压力输出对于液压执行机构或机器动 作单元而言意味着不仅可进行方向控制而且可进行速度和压力 的无级调控； 同时执行机构运行的加速或减速也实现了无级可调如流量在某 一时间段内的连续性变化等。
如果对于不带位移传感器的直动式比例方向阀，其滞环一 般为5-6%，重复精度2-3%。
比例方向阀-直动式
控制阀芯的结构：
图示，比例阀控制阀芯与普通方向阀 阀芯不同，它的薄刃型节流断面呈三 角形。用这种阀芯形式，可得到一条 渐增式流量特性曲线。
阀芯的三角控制棱边和阀套的控制棱
边，在阀芯移动过程中的任何位置上，
比例泵的恒压、恒流、压力流量复合控制等多种功能控制块 ，可采用组合叠加方式；
控制放大器、电磁铁、和比例阀组成电液一体化结构。
电液比例控制的技术特征
带比例电磁铁的比例阀和比例泵为电气控制提供了良好的接 口无论对于顺序控制的生产机械还是其它可编程的控制/驱动 系统都提供了极大的灵便性。 比例控制设备的技术优势主要在于阀位转换过程是受控的设 定值可无级调节且实现特定控制所需的液压元件较少从而减 少了液压回路的投资费用。 使用比例阀可更快捷更简便和更精确地实现工作循环控制并 满足切换过程的性能要求由于切换过渡过程是受控的避免产 生过高的峰值压力因而延长了机械和液压元器件的使用寿命 。
控制工程的理论和应用
控制工程的理论和应用控制工程是一门涉及现代制造、自动化、计算机科学、信息技术、电子工程等多个领域的交叉学科，控制工程的理论和应用对于提高生产效率、优化操作流程、改善产品质量以及降低生产成本等方面具有重要作用。
本文将从控制工程的理论和应用两个方面来探讨这门学科的重要性和未来的发展趋势。
一、控制工程的理论基本概念控制工程是指通过对工程系统运行过程中的控制变量进行及时测量和调整，以达到一定的目标或要求。
控制工程的基本方法是根据系统反馈信号对系统进行实时监控，通过控制信号对系统的总体或局部进行调控，从而实现控制目标的达成。
反馈控制反馈控制是控制工程中最广泛使用的控制方法之一。
反馈控制的基本原理是将系统所产生的输出信号作为反馈输入信号送回控制装置，对系统运行过程中的过程进行监控和调控。
通过反馈控制可以有效地解决系统参数不确定性、外界干扰等因素对系统运行带来的影响，从而实现控制目标的精确达成。
开环控制开环控制是指在不考虑系统反馈信号的情况下对系统进行调控。
开环控制方法的控制精度和稳定性相对较低，但对于一些简单的系统和实时性要求不高的场合仍有一定应用价值。
PID控制PID 控制是一种广泛应用的控制方法，是通过对比系统反馈信号和设定值，计算出误差并对其进行调节的一种控制方法。
PID控制分为比例、积分、微分三个部分。
比例作用是根据反馈信号和设定值之间的误差来调节控制量；积分作用是克服积累误差；微分作用是通过补偿误差速度来提高系统动态响应。
二、控制工程的应用智能制造近年来，随着计算机、通信、控制技术的飞速发展，伴随着工业自动化的深度发展，智能制造已经成为制造业转型升级和高质量发展的重要方向。
在智能制造中，控制工程起到了至关重要的作用，它通过对生产设备进行优化调节，提高了生产效率和产品质量，降低了设备损耗和维护成本，同时也实现了对生产过程的实时监控和追踪。
航空航天控制工程在航空航天领域的应用广泛，飞机、卫星等高端产品的制造和控制都离不开控制工程的相关技术。
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飞机拦阻器的简易模型
飞机拦阻器是飞机着陆控制的辅助措施之一，主要用于陆基飞机的应急拦 阻以及舰基飞机的自由飞着陆和舰基自由飞失败后的应急拦阻。目前，国 外较先进的某飞机拦阻器是纯机液系统，以拦阻网或拦阻钢缆连接在一起 沿机场跑道对称布置，将被拦阻飞机本身巨大的动能转化成液压能而生成 使飞机制动的摩擦力。
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第八章 比例控制系统的工程应用
(3)改进后的液压系统
改进后的电液比例拦阻系统仍包括静压和动压两部分。 系统的静压部分不做改动，起到拦阻前保持拦阻器稳定状态 以及飞机刚撞网时避免对系统造成冲击的作用。动压部分将 凸轮调节的节流阀改成电液比例溢流阀，这样通过调节比例 溢流阀的输入电信号来改变系统输出压力，从而控制使飞机 制动的摩擦力。引入电信号更便于用计算机构成自动控制系 统。对于不同型号、不同拦停距离的飞机，只要事先计算出 拦阻期间拦停位移与系统所需要达到的压力之间的关系，当 拦阻飞机到达设定位移时，通过改变电信号的输入来改变系 统输出压力(即刹车力)的大小，即可实现拦阻，达到拦停要求
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第八章 比例控制系统的工程应用
1拦阻器液压系统的改进 (1)改进前液压系统
图1为国外某飞机拦阻器的液压系统原理 图，它包括静压和动动压两部分。静压部 分(由6，7，8，9，10组成)保证飞机拦阻 器在不工作时处于锁紧状态；动压部分为 能量转换装置，在飞机撞网带动尼龙带盘 转动的同时，也带动液压泵12转动，输出 压力油，产生使飞机制动的摩擦力。
。
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第八章 比例控制系统的工程应用
8.3电液比例控制技术在CVT中的应用
随着电子技术和自动控制技术的性能速发展， 车用变速器的技术也越来越完善，形式也更加多样 化，在越来越多的车辆上得到应用。
车用无级变速器CVT则避免了齿轮传动比不连 续和零件数量过多的缺点，能够实现真正的无级变 速。具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便、 可使汽车行驶过程中经常处于良好的性能状态，其 节省燃油、改善汽车排放等特点。
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第八章 比例控制系统的工程应用
图1纯机液系统原理图
1-转轴；2-尼龙带盘；3-摩擦制动盘；4-摩擦片组件；5-梭阀；6-手动泵；7-单向阀1 8-安全阀1；9-压力表开关1；1O-压力表1；11-蓄能器；12-泵源；13-安全阀2；14-压力 表开关2；15-压力表2；16-节流阀1(由凸轮机构调节)；17-凸轮机构；18-节流阀2(手动 调节)；19-单向阀2；2O-回油过滤器
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第八章 比例控制系统的工程应用
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第八章 比例控制系统的工程应用
为了满足此要求，在钢管水压机中应设有一套压力同步控制装置 。从前国内大型钢管厂的试验机都是采用传统的机械杠杆式压力同步 控制装置以实现钢管试压过程中保证水压力平衡，如图1所示，是通 过调节杠杆支点a的位置来改变油压与水压值的比例关系，这种机械 杠杆式压力同步控制装置存在诸多缺点：灵敏度差且难于精确调整； 只适于试管加压过程中的压力同步控制，不适用于压机卸压过程的压 力同步等。对此我们考虑采用电液比例控制技术，如图2所示，采用 电液比例溢流阀取代机械杠杆压力同步控制装置，并与比例放大器、 压力传感器等组成压力反馈的闭环电液比例控制系统，其控制系统工 作原理如图3所示 。
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第八章 比例控制系统的工程应用
采用电液比例控制技术的液压原理图
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第八章 比例控制系统的工程应用
控制系统工作原理
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第八章 比例控制系统的工程应用
8．2 飞机拦阻器电液比例控制系统
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气动研究所
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第八章 比例控制系统的工程应用
8．1 电液比例控制技术在钢管水压 试验机上的应用
钢管水压试验机是制管生产线上的一台关 键设备，用于试验钢管承受的压力，以使钢管 满足输送石油、天然气等的要求。在进行钢管 水压试验时必须给钢管两端施加与管内水压值 相适应的反作用，以保证管内试验水压达到要 求的值。故要求施加在管端上的力在试压过程 中要随着管内水压值的变化而变化。
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第八章 比例控制系统的工程应用
金属带式无级变速器属于摩擦传动式无级变速器，它 主要利用两个锥形带轮来改变传动比，从而实现无级变速。 从下图可见，发动机输出的动力经输入轴传到主动轮上， 主动轮锥盘通过与金属带的V型摩擦片的侧面接触产生的摩 擦力向前推动摩擦片，这样就使后一个摩擦片推压前一个 摩擦片，在二者之间产生推压力.该压力形成于接触弧的始 端，至终端逐渐加大，这种推力经金属带的摩擦片作用在 从动轮上，由摩擦片通过与从动轮锥盘的接触产生的摩擦 力带动从动轮旋转，这样就将动力传到了从动轴上.
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第八章 比例控制系统的工程应用
(2)纯机液拦阻器的不足
纯机液拦阻器中流入摩擦片组件的油液受节流阀17及18 的控制。节流阀18为一手动针阀，通过预先调节其开口 量大小来适应不同重量、不同撞网速度飞机的拦阻，拦 阻过程中节流口大小不变；节流阀17与一套凸轮机构连 接在一起，靠凸轮型面的变化来改变节流阀的通流能力 ，以控制刹车压力。通过调节凸轮起始工作角来调节拦 停距离。对纯机液拦阻器，当飞机撞网状况发生变化时 (例如：飞机撞偏、飞机重量差异、刹车片摩擦系数变化 等)，拦阻不能达到预期效果；同时若凸轮型面受损，拦 停效果也会受到极大影响，控制精度不高。