典型控制系统案例分析一资料共27页文档
控制原理的应用实例
控制原理的应用实例控制原理是指通过对系统输入量和输出量之间的关系进行控制，以达到期望的结果。
控制原理在工业、农业、交通、环境保护等各个领域都有广泛的应用。
下面以几个常见的应用实例来说明控制原理在实际中的应用。
1.温度控制系统温度控制系统是广泛应用的控制原理的典型实例。
例如，我们可以将温度计测量得到的温度作为反馈信号输入给控制器，控制器通过调节加热器的功率来控制温度的变化。
当温度高于预设值时，控制器减少加热器的功率；当温度低于预设值时，控制器增加加热器的功率。
通过不断调整加热器的功率，控制器可以使温度保持在预设范围内。
2.液位控制系统液位控制系统是在储罐、水池等容器中控制液位高度的一种应用实例。
例如，在一个储罐中，通过测量液位的高度，控制器可以根据液位的变化来判断是否需要开启或关闭进、出液口的阀门。
当液位过高时，控制器信号阀门关闭；当液位过低时，控制器信号阀门打开。
通过不断调整阀门的开闭状态，控制器可以使液位维持在预设的高度范围内。
3.交通信号灯控制系统交通信号灯控制系统是交通管理中最常见的应用之一、信号灯的工作通过控制器来实现。
控制器通过检测车辆和行人的情况，根据事先设定的交通流量规则，以及对每个交通流量的需求进行分配信号时长。
当检测到一些方向的车辆或行人等待时，控制器会相应地改变信号的状态，以便确保交通流畅和安全。
4.自动化生产线自动化生产线是工业生产中的一个重要领域。
控制原理在自动化生产线中起到了关键作用。
例如，在汽车制造过程中，通过对汽车制造的各个环节进行控制，可以实现自动化组装、焊接、喷漆等操作。
控制器根据产品的需求和工艺要求来控制每个环节的运行和协调，以提高生产效率和产品质量。
5.污水处理系统污水处理系统通过控制原理来实现对污水的处理和净化。
控制器根据进水污水的水质、水量等条件，使用相应的处理工艺，控制污水处理设备的运行和污水处理过程中的各个环节。
例如，根据进水污水的COD（化学需氧量）浓度，控制添加化学药剂的量和控制氧化反应的时间，以达到对污水的净化效果。
第三章 典型机械设备电气控制系统分析28页
松开点动按钮SB2→KM1线圈断电， 点动停止。
②、正反转控制（SB3、SB4）。
按动正转SB3→ KT线圈通电延时、 KM3线圈通电→主回路R被旁路→KA 线圈通电→ KM1线圈通电自锁→M1正 向起动。
启动完毕，KT延时时间到→PA投 入检测运行电流。
③、反接制动（正转时n>0触点闭合）
按动停车按钮SB1→KM1、KT、 KM3、KA线圈断电，松开SB1→KM2 线圈通电→M1串R反接→n<100r/min时 →KM2线圈断电，切除反接电源，M1 停止转动。
②上刀制动：转换开关SA2常开触点闭合，电磁离 合器电磁铁YB线圈通电，实现上刀制动。
③主轴变速冲动：主轴电动机（M2）在转动过程 中，拉出主轴变速手柄时，位置开关SQ5动作， KM1或KM2线圈断电、主轴电动机（M2）停止 转动，主轴变速手柄在复位过程中，压下SQ5、 KM1或KM2线圈通电，M2作瞬时正或反向变速 冲动。反复推拉变速手柄，直至手柄放回原位， 齿轮啮合为止。
。
Date: 2019/12/28
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CH3 典型机械设备电气控制系统分析
2、其他控制电路原理
M2（冷却泵）：
SB5、SB6及KM4 构成起停控制电路：
M3（快移）：
刀架操纵手柄控制 刀架拖板的工步移动 和快速移动。
按动操作手柄点动 按钮，压下位置开关 SQ→KM5线圈通电→ 电动机M3点动。
C650车床：最大回转直径1020mm，最大的工件长度3000mm。 主轴电动机：用于主轴正反向运动和刀具的工步进给运动，通过 手柄操纵机械变速箱改变主轴和进给的转速。 要求：
①因转动惯量过大，主轴采用电气停车制动。 ②快移电动机实现刀架拖板快速移动，以减少辅助工时。 驱动电机电气控制要求： 主轴电动机（30KW）：①正、反转②电气反接制动③正向点动。 快移电动机（2.2KW）：点动控制。 冷却泵电动机（0.125KW）：起停控制。 （提供冷却液）。
DCS控制系统设计案例分析
实例2：
评判标准
实例3：
评判标准
实例4：
评判标准
实例5：
评判标准
测试8：20分
8）验证控制参数的整定能力，20分
将自动投入，改变控制定值置-80Pa，查看系统是否在45秒内能够控制0Pa～160Pa之间，得10分。
将 自 动 投 入 ， 改 变 控 制 定 值 置 - 8 0 Pa， 查 看 系 统 是 否 在 3 0 min 内 能 够 控 制 30Pa～-1300Pa之间，得20分。
实例1：
题目：
某600MW发电机组的锅炉是亚临界中间一次再热控制循环汽包炉，锅 炉采用平衡通风的方式。配备两台轴流式引风机，通过调节可调动叶 来控制锅炉的炉膛负压，控制策略采用负压偏差PI调节加送风指令做 前馈信号的单回路配前馈的控制模式。在某次机组期间，决定配套实 施脱硫工程（FGD），系统配置一台轴流式增压风机用来克服烟气流经 FGD系统的压力损失。通过调节增压风机动叶的开度，将增压风机入口 处的烟气静压控制在一定值（-180Pa），增压风机动叶自动控制策略 采用控制偏差PI调节加总风量做前馈信号的单回路配前馈的控制模式; 当引风机跳闸触发RB时，为确保系统的稳定，增压风机动叶自动控制 应设计相应的超弛逻辑，并撤出自动，投手动控制。请根据题意的要 求，设计增压风机动叶自动控制逻辑，并根据系统特性，整定相关控 制参数，使其控制性能能够满足控制要求。
PT0002 炉膛负压3：PT0003 相关开关量信号清单： 引风机RB触发ZS1001 叶开度信号坏质量：ZS1000 烟气静压1信号坏质量：ZS1002 烟气静压2信号坏质量：ZS1003 烟气静压3信号坏质量：ZS1004 引风机A电流信号坏质量：ZS1005 引风机B电流信号坏质量：ZS1006
一典型控制系统案例分析一
2）、该系统中的被控对象是 ； 该控制系统的控制电路、
电动机类似于人体的哪个器官？
学习目标
（1）了解控制系统的简单分类，并能够比较 两类控制系统的异同；
（2）分析典型控制案例，熟悉开环控制系统 和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程 ；
（3）能绘制简单的开环控制系统和闭环控制 系统的系统框图。
工作过程：
1、当水面低于设定水位时，浮子下落，阀门打开，进水； 2、浮子监测水面高度，并随着水面升高而浮生； 3、当水面达到设定的水位时，浮子传感，通过连杆机构，
将阀门关闭。 技术学习活动卡2
自动控制水箱水位框图
（给定水位）水位差
输入 —
连杆 机构
反馈
（开度）
（实际水位）
阀门
水箱
输出
浮子
水位差——信号 实际水位——即输出量 阀门开度——控制量
自动门的动作过程
当门口没有人时，门是关着的；
当有人来到门口时，门自动打开； 当人离开门口后一段时间，门又自动关闭。 提问：当人站在门口不动，大门会怎样？
门的开启人工控制框图
输入
眼睛
大脑
手
输出
门
控制装置
被控对象
自动门的控制过程
控制装置
被控对象
输入 传感器
控制器
执行器
输出 被控对象
红外装置检测到 人体热辐射发出 的信号
控制系统的基本组成
简单的控制系统由两部分组成： 1、被控对象 2、控制装置（包括：传感器、控
制器、执行器等）
传感器
传感器是一种检测装置，能感受 到被测量的信息，并能将检测感受到 的信息，按一定规律变换成为电信号 或其他所需形式的信息输出，以满足 信息的传输、处理、存储、显示、记 录和控制等要求。它是实现自动检测 和自动控制的重要环节。
第五章第三节控制系统分析实例
θi
fθ
c1
正
θi
fθ
c1
正
同理可知，当θ i ↓时，则 U c 2 > 0 ，VT反 导通， 电机反转，使 θ o ↓ ，直到 θ 0 = θ i为止。 伺服 系统的自动调节过程如下图所示 。
系统自动调节过程
θi ↑
U θi ↑
∆U = (U θi − U fθ ) > 0
U k1 > 0
θ0 ↑
因系统设有转速负反馈或者转速微分负 反馈环节，转速环作为内环，起着稳定转速 的调节作用，起辅助调节作用。这时起主要 作用的还是外环（位置环），主要依靠位置 环消除位移偏差。 目前，精密和超精密机床大多采用如上 所属的双闭环控制系统。
2、位置伺服系统分析
(1)位置伺服系统特点：
输出量为位移，而不是转速。 供电线路应是可逆电路，以便伺服电机可以正 反两个方向转动，来消除正或负的位移偏差， 而恒值控制系统则不一定要求可逆电路。 伺服系统的主反馈（外环）为位置负反馈（位 置环），它的主要作用是消除位置偏差。在要 求较高的系统中还增设转速负反馈或转速微分 负反馈（转速环）作为局部反馈（内环），以 稳定转速和限制加速度，改善系统的稳定性。
(2)位置伺服系统的数学模型
伺服系统是机电系统中经常遇到的自控 系统，以后的分析将表明，它比调速系 统更易产生振荡，因此建立数学模型来 加以分析、研究就更加必要了。 现以如前图所示晶闸管位置伺服系统的 线路图及方块图，建立如下图所示的伺 服系统的数学模型。
位置伺服系统方框图
电 压
给 定 电 位 器
晶闸管工作原理
(1)双向晶闸管工作原理
(2) 系统的组成
要实现较高精度的位置控制，必须 采用反馈控制，所以伺服系统和自动调 速系统一样，也是一种反馈控制系统。 它和调速系统的主要区别在于调速系统 的输入量是恒量，输出量为转速；而伺 服系统的输入量是变化的，输出量则为 位置。因此，它在构造上和控制特点上 都与调速系统有很多的不同。下图为一 小功率晶闸管交流调压伺服系统原理图。
自动控制系统案例分析资料
学合大北京联告报实验制控：目）名称过程课程（项化：专业院：学自动化学院自动学：级班20091003021190910030201号：：张名：姓绩松成日14 11 年2012 月制灯控实验一交通验目的一、实编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多PLC 的熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。
二、实验说明南按以下规律显示：按先关控制，当启动开关接通时，信号灯系统信号灯受一个启动开开始工作， 20 秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。
南北红灯亮维持 25 到秒。
，东西黄灯亮，并维持 2 秒；到 20 秒时，东西绿灯闪亮，闪亮 3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时北绿秒，南，绿灯亮。
东西红灯亮维持 25 2 秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭东西绿秒后熄灭，这时南北红灯亮，23 秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持灯亮维持 20秒，然后闪亮。
所示……如此循环，周而复始。
如图1、图2灯亮1图2图三、实验步骤1．．输入输出接线1G输出R Y G RSD输入输出YQ0.4I0.4东西Q0.1Q0.0Q0.3Q0.5Q0.2南北2.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序方法 1：顺序功能图法设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。
这个设计是典型的起保停电路。
2．：移位寄存器指令实现顺序控制方法 2指指定移位寄存器的最低位。
N 数值移入移位寄存器。
）指令将移位寄存器位（SHRB DATA S_BIT 在溢出内存，移位减N=-N）。
SHRB指令移出的每个位被放置=定移位寄存器的长度和移位方向（移位加）指定的位数定义。
）和由长度（）中。
该指令由最低位（位（SM1.1S_BITN3．4．5．现3 ：利用定时器实法方思路：利用多个定时器逻辑组合实现控制时序。
6．五、思考题？如何解决的？1．实验中遇到的问题。
自动控制的应用案例及原理
自动控制的应用案例及原理1. 引言自动控制是指利用装置或系统自身的反馈信息来实现对某一过程或系统的自动调节和控制。
在现代化的社会中，自动控制已经广泛应用于各个领域，包括工业生产、交通运输、房屋安全等等。
本文将介绍几个自动控制的应用案例，并解析其原理和工作方式。
2. 水位控制系统2.1 案例描述水位控制系统广泛应用于水库、水处理厂和家庭水池等地方。
以水库为例，当水位过高时，系统将自动开启闸门进行排水，当水位过低时，系统将自动关闭闸门。
这样可以保持水位在一个安全范围内，避免水库溢出或用水不足的问题。
2.2 工作原理水位控制系统主要由水位传感器、执行器和控制器构成。
水位传感器用于测量水位高度，将测量结果传送给控制器。
控制器根据预设的水位范围，判断当前水位是否过高或过低，并通过执行器来控制闸门的开闭。
当水位超过预设上限时，控制器发送信号给执行器，使其自动开启闸门；当水位低于预设下限时，控制器发送信号给执行器，使其自动关闭闸门。
2.3 实现效果水位控制系统能够稳定地控制水位在一个安全范围内，保证水库的正常运行。
同时，该系统具有自动化、高效率和低成本的特点，极大地提高了水库管理的便利性和安全性。
3. 温度控制系统3.1 案例描述温度控制系统广泛应用于家庭中的空调、恒温器和实验室中的恒温箱等设备。
以家庭空调为例，当室内温度超过设定值时，空调自动开启并调节温度，当温度达到设定值时，空调自动关闭。
3.2 工作原理温度控制系统主要由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器用于检测室内温度，并将实时温度信息传送给控制器。
控制器根据设定的温度阈值，判断当前温度是否超过设定值，并通过执行器来控制空调的开闭。
当温度超过设定值时，控制器发送信号给执行器，使其自动开启空调；当温度达到设定值时，控制器发送信号给执行器，使其自动关闭空调。
3.3 实现效果温度控制系统能够自动调节室内温度，提供舒适的居住环境。
该系统具有智能化、节能高效和用户友好的特点，满足了人们日常生活和工作中对温度控制的需求。
控制系统分析
开环控制系统的方框图：
水泵抽水控制系统
家用窗帘自动控制系统 宾馆自动门控制系统
闭环控制系统方框图
投篮
供水水箱的水位自动控制系统 加热炉的馈回来与希望值 比较，并根据它们的误差调整控制作用的系统。
举例：调节水龙头——首先在头脑中对水流有一个 期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小 与期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反 馈闭环控制；骑自行车——同理不断的修正行进的方向 与速度形成闭环控制