开 关 电 源 反 馈 控 制 原 理 简 介
电气控制原理PPT课件
二、控制电气原理图的绘制规则
5)规定所有电器的触点均表示正常位置，即各种电器在线圈没有 通电或机械尚未动作时的位置。 6)为了查线方便。在原理图中两条以上导线的电气连接处要打一 圆点，且每个接点要标—个编号，编号的原则是：靠近左边电源 线的用单数标注，靠近右边电源线的用双数标注。 7)对具有循环运动的机构，应给出工作循环图。
一、了解常用的低压电器-控制按钮
作用：主要用来接通或 断开控制电路
结构：按钮帽、触点、复位弹簧
一、了解常用的低压电器-控制按钮
• 工作原理: • 常闭触点是按钮未按下时
闭合、按下后断开的触点。 • 常开触点是按钮未按下时断
开、按下后闭合的触点。 • 按钮按下时，常闭触点先断
开，然后常开触点闭合； 松开后，依靠复位弹簧使触点 恢复到原来的位置。
一、了解常用的低压电器
低压电器的概念： “低压”：交流1000V，直流1200V以下 “电器”：对电能的生产、输送、分配、使用
起开关、控制、调节、保护作用的 电气设备。
一、了解常用的低压电器 常用低压电器
刀开关 熔断器 控制按钮 断路器 接触器 热继电器
一、了解常用的低压电器-刀开关
名称:刀开关又叫闸刀开关 作用：一般用于不频繁地接通和
电 气
SB1
KM2 KM1 SB2
互
锁 的
SB3 KM1 KM1
KM2
正
反
转
KM2
互锁
控
制
互锁作用：正转时，SB3不起作用；反转时，SB2不起作用。从而避 免两接触器同时工作造成主回路短路
三、电动机的基本控制-正、反转控制电路
带 有 双 重 互 锁 的 正 反 转 控 制
无论何时，只要按下反转起动按钮，在KM2线圈通电之前就首先使KM1断电， 从而保证KM1和KM2不同时通电；从反转到正转的情况也是一样。
自动控制原理课后习题与答案
目录1自动控制系统的基本概念1.1内容提要1.2习题与解答2自动控制系统的数学模型2.1内容提要2.2习题与解答3自动控制系统的时域分析3.1内容提要3.2习颗与他答4根轨迹法4.1内容提要4.2习题与解答5频率法5.1内容提要5.2习题与解答6控制系统的校正及综合6.1内容提要6.2习题与解答7非线性系统分析7.1内容提要7.2习题与解答8线性离散系统的理论基础8.1内容提要8.2习题与解答9状态空间法9.1内容提要9.2习题与解答附录拉普拉斯变换参考文献1自动控制系统的基本概念1. 1内容提要基本术语：反馈量，扰动量，输人量，输出量，被控对象；基本结构：开环，闭环，复合；基本类型：线性和非线性，连续和离散，程序控制与随动；基本要求：暂态，稳态，稳定性。
本章要解决的问题，是在自动控制系统的基本概念基础上，能够针对一个实际的控制系统，找出其被控对象、输人量、输出量，并分析其结构、类型和工作原理。
1.2习题与解答题1-1图P1-1所示，为一直流发电机电压白动控制系统示意图。
图中，1为发电机；2为减速器；3为执行电机；4为比例放大器；5为可调电位器。
(1)该系统有哪些环节组成，各起什么作用” (2)绘出系统的框图，说明当 负载电流变化时，系统如何保持发 电机的电压恒定 (3)该系统是有差系统还是无 差系统。
(4)系统中有哪些可能的扰动， 答(1)该系统由给定环节、比较环节、中间环节、执行结构、检测环节、 发电机等环节组成。
给定环节:电压源0U 。
用来设定直流发电机电压的给定值。
比较环节:本系统所实现的被控量与给定量进行比较，是通过给定电 压与反馈电压反极性相接加到比例放大器上实现的中间环节:比例放大器。
它的作用是将偏差信号放大，使其足以带动 执行机构工作。
该环节又称为放大环节执行机构:该环节由执行电机、减速器和可调电位器构成。
该环节的 作用是通过改变发电机励磁回路的电阻值，改变发电机的磁场，调节发 电机的输出电压被控对象:发电机。
高频开关电源的基本原理
自激式电路出现最早。它的特点是电路简单、响应速度较快，但开关频率变化大、输出纹波
值较大，不易作精确的分析、设计，通常只有在小功率的情况下使用，如家电、仪器电源。
他激式开关电源需要外接的激励信号控制才能使变换电路工作，完成功率变换任务。
他源激式开关电源的特点是开关频率恒定、输出纹波小，但电路较复杂、造价较高、响应速
将电压基准电平和电流基准电平拉低，
将输出电流限制得很小， 使短路冲击的影响大大降低。
另一方面，它还能起输出软启动的作用。模块开机时，输出滤波电容上的电压为
0，所以模
块建立电压的过程中电流很大。而输出电流是经开关管的，如果没有相应措施，开关管很容
易在这个时候遭受过流冲击而损坏。开机时图1-3-3中电容C201上的电压UB为0，Q12、
这时变压器的极性突然反转为如图中所示的方向。副边的产生的反电动势、电感L的自感电
动势使D5导通，继续给负载供电。
另一方面，电感L还将通过D6续流。变压器的电感比储能电感L小得多，所以副边上的电
动势很小（远小于Uo）。虽然对于D6来说，副边产生的反电动势有碍于它的导通，但它远
20KHZ的高频脉冲电压； 整流滤波电路的作用是将高频
的脉冲电压转换为稳定的直流输出电压；
开关电源控制器的作用是将输出直流电压取样，
来
控制功率开关器件的驱动脉冲的宽度，
从而调整开通时间以使输出电压可调且稳定。
从框图
中可见，由于高频变压器取代了笨重的工频（
50HZ）变压器， 从而使稳压电源的体积和重量
并且基本不受负载变化的影
响（对20%以上负载）。
③可闻噪音低
在相控整流设备中，工频变压器及滤波电感工作时产生的可闻噪声较大，一般大于
自动控制基础知识复习
d 2uc duc LC 2 RC uc ur dt dt
U c s 1 U r s LCs 2 RCs 1
2、利用电气网络复数阻抗求取传递函数
典型闭环系统方框图 图1-1-2
闭环控制系统特点：控制器与被控对象之间既有正向控制作用，
又有反馈作用。
1、把系统的输出量反馈到它的输入端，并与参考输入相比较， 利用偏差产生控制作用 ue=(ur-uf)→恒速运行 2、输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰；低精度元件可组 成高精度系统；闭环系统精度主要取决于反馈元件 3、可能系统发生超调、振荡、不稳定，所以暂态性、稳定性 很重要
任何复杂的系统框图经过等效变换后、可得到类似图所示的控
制系统框图，图中R(s)为参考输入，N(s)为扰动信号。
N(s)
前向通道：从输入信号 到输出信号之间的通道
反馈通道：从输出信号 到与输入信号相比较信 号之间的通道
1、开环传递函数：主反馈信号B(s)与误差信号E(s)之比 （令N(s)=0)
Bs Gk ( s ) ＝G1 s G2 s H s G (s)H (s) E s
-H2
R 1 1 G1 H1 G2 G3 1 C
-1
-H2 R 1 1 G1 H1 -1
C (S ) R( S )
G2
G3
1
C
1 n T Pk k k 1
解：1）找出图中所有的前向通道。 只有一条前向通道 n=1，此前向通道传输
P 1 G1G2 G3
-H2
R 1
1
G1
光电开关工作原理
光电开关原理及应用一、前言光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。
由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
? ?二、光电开关介绍1、工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图1所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释（1）、分类①漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。
④槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。
槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。
⑤光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。
开关电源-控制电路的设计
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五、PWM控制电路 PWM控制电路 PWM
作用:将在一定范围内连续变化的控制量( 作用:将在一定范围内连续变化的控制量(模拟信 转换为PWM信号，该信号的开关频率固定， PWM信号 号)转换为PWM信号，该信号的开关频率固定，占 空比跟随输入信号连续变化。 空比跟随输入信号连续变化。 常用的集成PWM控制器:SG3525 TL494和UC3825、 PWM控制器:SG3525、 常用的集成PWM控制器:SG3525、TL494和UC3825、 UC3842/3/4/5/6、UC3875/6/7/8/9等 UC3842/3/4/5/6、UC3875/6/7/8/9等。 集成PWM PWM控制器 集成PWM控制器 电压模式控制器 电压模式控制器 电流模式控制器 电流模式控制器 峰值电流模式 平均电流模式 电荷模式
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自动选主的主从均流法原理 各电源公用一个电压调节器， 各电源公用一个电压调节器，其输出作为电源的电流给 每个电源含有电流调节器， 定，每个电源含有电流调节器，由于每个电源的电流给 定相同，因此各自输出电流是一样的。实际系统中， 定相同，因此各自输出电流是一样的。实际系统中，每 个电源都含有电压调节器， 个电源都含有电压调节器，在运行时电压调节器都处于 工作状态，其输出通过均流母线仲裁处最大值， 工作状态，其输出通过均流母线仲裁处最大值，对应最 大值的是主机，其他电源为从机。 大值的是主机，其他电源为从机。 注意：均流电路的设计， 注意：均流电路的设计，不仅要使各并联开关电源模块在正 常工作情况下能够均流运行， 常工作情况下能够均流运行，而且应该考虑当本模块发生故 障时，不应显著影响其他模块的工作。 障时，不应显著影响其他模块的工作。
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典型的过电流锁存电路 uR1 电流互感器的一次侧串 + C1 R1 uH 入主电路中， 入主电路中，变压器一次 is 1:n S 侧支路或开关支路， 侧支路或开关支路，用 电流 Q 互感器 R 以检测电流。 以检测电流。R1是电流 复位 图（8-3） 互感器二次侧的电流采 样电阻， /n， 样电阻，uR1= R1iS/n，n为电流互感器二次绕组与 一次绕组的匝数比。 一次绕组的匝数比。 原理: 原理: 主电路电流增大→uR1= R1iS/n增大→uR1大于UH 主电路电流增大→ /n增大→ 大于U 增大 输出由低电平变为高电平→RS触发器翻 → C1→输出由低电平变为高电平→RS触发器翻 变为高电平→封锁PWM输出→ PWM输出 转→Q变为高电平→封锁PWM输出→主电路中开 关全部关断→主电路各支路电流为零→保护。 关全部关断→主电路各支路电流为零→保护。
(六)自动控制技术知识
(六)自动控制技术知识1.单相全控桥式整流电路是能实现有源逆变的功能。
(√)2.单相半控桥式整流电路是能实现有源逆变的功能。
(×)3.三相半波可控整流电路是不能实现有源逆变的功能。
(×)4.带续流二极管的三相半波可控整流电路是不能实现有源逆变的电路。
(√)5.三相桥式全控整流电路是能实现有源逆变的电路。
(√)6.在有源逆变电路中.,当某一晶闸管发生故障,失去开通能力,则会导致逆变失败。
(√)7.晶闸管逆变电路在工作过程中,某一晶闸管发生断路,就会造成逆变倾覆。
(√)8.绕线转子异步电动机串级调速电路中,定子绕组与转子绕组要串联在一起使用。
(×)9.串级调速就是利用一个或n个辅助电动机或者电子设备串联在绕线转子异步电动机转子回路里,把原来损失在外串电阻的那部分能量加以利用,或者反馈到电网里,既能达到调速目的,又能提高电动机运行效率,这种调速方法叫作串级调速。
(√)10.晶闸管装置的使用会引起电网波形畸变和供电电压降低的后果。
(√)11.过零触发就是改变晶闸管每周期导通的起始点以达到改变输出电功率的目的。
(×)12.双向晶闸管是一个NPNPN五层三端元件。
(√)13.双向晶闸管的额定电流与普通晶闸管一样是平均值而不是有效值。
(×)14.交流开关可用两只普通晶闸管或者两只自关断电力电子器件反并联组成。
(√)15.常用双向晶闸管组成交流开关电路。
(√)16.单相交流调压电路带电感性负载时,可以用窄脉冲触发。
(×)17.单相交流调压电路带电阻性负载时移相范围为0°~180°。
(√)18.带中性线的三相交流调压电路,其实就是三个单相交流调压电路的组合。
(√)19.定宽调频斩波器输出电压脉冲的宽度是固定的,欲改变输出电压平均值U d,只需改变主晶闸管的触发脉冲频率。
(√)20.定频调宽斩波器向负载输出的电压脉冲频率是可调的。
(×)21.采用定宽调制方法的斩波器,是指保持斩波器通断频率不变,通过改变电压脉冲宽度来使输出电压平均值改变。
自动控制原理实验报告
自动控制原理实验报告实验一、典型环节的时域响应一．实验目的1.熟悉并掌握TD-ACC+（TD-ACS）设备的使用方法及各典型环节模拟控制电路的构成方法。
2.熟悉各种典型环节的理想阶跃曲线和实际阶跃响应曲线。
对比差异、分析原因。
3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。
二．实验设备PC机一台，TD-ACC+（TD-ACS）实验系统一套。
三．实验内容1.比例环节2.积分环节3.比例积分环节4.惯性环节5.比例微分环节6.比例积分微分环节四、实验感想在本次实验后，我了解了典型环节的时域响应方面的知识，并且通过实践，实现了时域响应相关的操作，感受到了实验成功的喜悦。
实验二、线性系统的矫正一、目的要求1．掌握系统校正的方法，重点了解串联校正。
2．根据期望的时域性能指标推导出二阶系统的串联校正环节的传递函数二、仪器设备PC 机一台，TD-ACC+(或 TD-ACS)教学实验系统一套。
三、原理简述所谓校正就是指在使系统特性发生变接方式，可分为：馈回路之内采用的测点之后和放1．原系统的结构框图及性能指标对应的模拟电路图2．期望校正后系统的性能指标3．串联校正环节的理论推导四、实验现象分析校正前：校正后：校正前：校正后：六、实验心得次实验让我进一步熟悉了TD-ACC+实验系统的使用，进一步学习了虚拟仪器，更加深入地学习了自动控制原理，更加牢固地掌握了相关理论知识，激发了我理论学习的兴趣。
实验三、线性系统的频率响应分析一、实验目的1．掌握波特图的绘制方法及由波特图来确定系统开环传函。
2．掌握实验方法测量系统的波特图。
二、实验设备PC机一台，TD-ACC+系列教学实验系统一套。
三、实验原理及内容（一）实验原理1．频率特性当输入正弦信号时，线性系统的稳态响应具有随频率(ω由0变至∞)而变化的特性。
频率响应法的基本思想是：尽管控制系统的输入信号不是正弦函数，而是其它形式的周期函数或非周期函数，但是，实际上的周期信号，都能满足狄利克莱条件，可以用富氏级数展开为各种谐波分量；而非周期信号也可以使用富氏积分表示为连续的频谱函数。
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在原单接电容补偿的地方改接电阻R和电容串联。
Thanks!
－ uO
净输入量uD= uN－ uP ，反馈信号 使净输入量增大，引入的是正反馈。
净输入量iN= iI－ iF，反馈信号 使净输入量减小，引入的是负反馈。
Closed loop gain study 1
开环控制与闭环控制两者区别:
开环控制 没有反馈环节 闭环控制 有反馈环节可以对反馈的结果进行控制产生影响
反馈的概念：
控制系统中，输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入 量进行比较的过程，就是反馈
反馈类型：
正反馈—加入反馈后，净输入信号比没有引入反馈时增加了，输出幅度增加 。 负反馈—加入反馈后，净输入信号比没有引入反馈时减小了，输出幅度下降
负反馈的功能：
稳定静态工作点；稳定放大倍数；改善输入电阻、输出电阻；扩展通频带。
R2
uI
+ A uO
R1
uI
+ A uO
uI
+ A R
R的接入没有引馈的放 大电路
入反馈
Basic concept of feedback control 4
正反馈与负反馈 + uI uN + + uD uP R1
判断的方法：瞬时极性法
A + － uO
R2
－ uF
＋
R2
iF + R1 + iN uN uI A iI +
Af=A/1+Af
在深度负反馈条件下，其计算公式近似为：Af=1/F
General methods for compensation 1
电容滞后补偿法
将补偿电容连接在前一级的输出电阻和后一级的输入电阻都比较大的回路
.
General methods for compensation 2
阻容滞后补偿法（RC滞后补偿）
闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出）的偏差
闭环控制的特点: 1)系统输出量对控制作用有直接影响。 2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。 3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响。 4)低精度元件可组成高精度系统；
Closed loop gain study 2 电路框图
负反馈放大电路增益的一般表达式为:
開關電源反饋控制原理 簡介
Main content
Basic concept of feedback control
Closed loop gain study General methods for compensation
Basic concept of feedback control 1
Basic concept of feedback control 2
反馈电路框图：
输入 放大器 输出
±
反馈网络
取+
加强输入信号
正反馈
用于振荡器
取 -
削弱输入信号
负反馈
用于放大器
Basic concept of feedback control 3
反馈的形式与判断 若放大电路中存在将输入回路与输出回路相连接的通路，即为反馈通路，并由 此影响了放大电路的净输入，则表明电路有引入反馈，否则电路便没有引入反馈。