自动控制系统的基本知识略
自动控制的基本知识
七、调节过程的品质指标 调节过度过程： 1）等幅振荡 2）扩散振荡 3）衰减振荡 4）非周期过程
1。稳定性：衰减率
Ψ愈大，越稳定。 Ψ=0.75~0.98
2.准确性：准确性是指被控量的偏差大小，它包括动态偏差yM和 静态(稳态)偏差yK 动态偏差:在控制过程中，被控量与给定值之间的最大偏差称为动态偏差. 静态偏差:在控制过程结束后，被控量的稳态值y∞与给定值yg之间的残余
只包含一个容积
单容对象是最简单的热工调节对象，电厂热工生产过程中 许多储水容器，如除氧器、加热器、凝汽器等。
2）多容对象
包含两个或以上容积
（1）有自平衡能力的多容对象： 可用一个迟延时间为τ的纯迟延环节和个时间常数为Tc的惯性环节 近似。
（2）无自平衡能力的多容对象： 可用一个迟延时间为τ的纯迟延环节和一个积分环节近似。
3。阶跃响应特性：比较直观 在阶跃输入信号的作用下，系统的输出特性。 突然的扰动。 在电厂生产过程中，有许多输入信号近似于阶跃信号， 如负荷突然变化，阀门、挡板的开与关等。只要生产 过程允许，一般也比较容易通过控制机构(如控制阀 门)或扰动机构造成一个阶跃输入扰动。所以常在现 场用阶跃响应试验来检验控制系统的工作性能。
3。比例带δ对调节过程的影响
比例带： 3。比例带δ对调节过程的影响
比例带δ 小：调节作用强；
比例带δ太小：调节阀动作过频繁，不稳定。
二、积分调节规律调节器（P）
1。积分规律调节器的动态特性
U (S ) 1 WI ( S ) KP E (S ) Ti s 式中 Si——称为积分规律调节器的积分速度； Ti，——积分时间，习惯上多用积分时间来表示被调量偏差 积累的快慢。 Ti 越小表示偏差积累越快，积分作用越强。Ti是积分规律调节 器的整定参数。
自动控制基础知识总结(环工 给排水专业)
第一章自动控制基本知识1.任何自动化系统都是由被控对象和自动化装置两大部分组成。
2.被控对象是指需要控制的设备、机器或生产过程。
3.自动化装置指实现自动化的工具。
包括：测量元件及变送器，控制器，执行器，定值器，辅助装置（如电源，稳压装置）。
4.自动检测是实现生产过程自动化的首要基础。
5.在自动控制系统中，需要控制工艺参数的生产设备叫被控对象，简称对象。
6.测量元件与变送器在自动控制系统中起着获取信息的作用。
7.控制器：接收测量元件与变送器的信号，根据被控对象的数学模型及控制所要达到的要求，按照一定的控制规律进行运算，并输出相应的信号给执行器。
8.执行器：接收来自控制器的信号，改变操纵变量的大小或符号，从而实现对生产的控制，在过程控制系统中，常用的有电动、气动执行器。
9.定值器：将被控变量的给定值转换成统一信号的装置，以便使给定值送入控制器和测量信号进行比较。
10.在自动控制系统中，被控对象中需要控制的那个参数叫做被控变量。
被控变量要求保持的那个规定值称为给定值（亦称设定值），烦恼影响被控变量偏离给定值的各种因素称为干扰。
11.方框图具有单向传递性。
c（t）是被控对象的被控变量，z（t）是被控对象的测量值，r(t)是被控对象的希望值即给定值，e(t)是给定值与测量值的偏差，e(t)=r(t)-z(t).12.方框图的优点：只要依照信号的流向，便可将表示各元件或设备的方框连接起来，很容易组成整个系统。
与纯抽象的数学表达式相比，它还能比较直观、形象地表示出组成系统的各个部分间的相互作用关系及其在系统中所起的作用。
与物理系统相比，它能更容易地体现系统运动的因果关系。
13.反馈：把系统的输出信号又返回输入端的做法。
14.把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，而把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态、15.平衡是暂时的、相对的、有条件的；不平衡是普遍的、绝对的、无条件的。
16.过度过程:自动控制系统在动态过程中被控变量是不断变化的，这种随时间而变化的过程，称为自动控制系统的过度过程，也就是系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，或者说是自动控制系统的控制作用不断克服干扰的全过程。
(完整版)自动控制原理知识点总结
@~@自动控制原理知识点总结第一章1.什么是自动控制？（填空）自动控制：是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，是被控量等于给定值或按给定信号的变化规律去变化的过程。
2.自动控制系统的两种常用控制方式是什么？（填空）开环控制和闭环控制3.开环控制和闭环控制的概念？开环控制：控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系特点：开环控制实施起来简单，但抗扰动能力较差，控制精度也不高。
闭环控制：控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对被控过程的影响。
主要特点：抗扰动能力强，控制精度高，但存在能否正常工作，即稳定与否的问题。
掌握典型闭环控制系统的结构。
开环控制和闭环控制各自的优缺点？（分析题：对一个实际的控制系统，能够参照下图画出其闭环控制方框图。
）4.控制系统的性能指标主要表现在哪三个方面？各自的定义？（填空或判断）（1）、稳定性：系统受到外作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力（2）、快速性：通过动态过程时间长短来表征的e来表征的（3）、准确性：有输入给定值与输入响应的终值之间的差值ss第二章1.控制系统的数学模型有什么？（填空）微分方程、传递函数、动态结构图、频率特性2.了解微分方程的建立？（1）、确定系统的输入变量和输入变量（2）、建立初始微分方程组。
即根据各环节所遵循的基本物理规律，分别列写出相应的微分方程，并建立微分方程组（3）、消除中间变量，将式子标准化。
将与输入量有关的项写在方程式等号的右边，与输出量有关的项写在等号的左边3.传递函数定义和性质？认真理解。
（填空或选择）传递函数：在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉普拉斯变换域系统输入量的拉普拉斯变换之比5.动态结构图的等效变换与化简。
三种基本形式，尤其是式2-61。
主要掌握结构图的化简用法，参考P38习题2-9（a）、（e）、（f）。
（化简）等效变换，是指被变换部分的输入量和输出量之间的数学关系，在变换前后保持不变。
自动控制原理知识点
自动控制原理知识点 The document was finally revised on 2021第一章自动控制的一般概念自动控制的基本原理与方式1、自动控制、系统、自动控制系统◎自动控制：是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律（给定值）运行。
◎系统：是指按照某些规律结合在一起的物体（元部件）的组合，它们相互作用、相互依存，并能完成一定的任务。
◎自动控制系统：能够实现自动控制的系统就可称为自动控制系统，一般由控制装置和被控对象组成。
除被控对象外的其余部分统称为控制装置，它必须具备以下三种职能部件。
测量元件：用以测量被控量或干扰量。
比较元件：将被控量与给定值进行比较。
执行元件：根据比较后的偏差，产生执行作用，去操纵被控对象。
参与控制的信号来自三条通道，即给定值、干扰量、被控量。
2、自动控制原理及其要解决的基本问题◎自动控制原理：是研究自动控制共同规律的技术科学。
而不是对某一过程或对象的具体控制实现（正如微积分是一种数学工具一样）。
◎解决的基本问题：建模：建立系统数学模型（实际问题抽象，数学描述）分析：分析控制系统的性能（稳定性、动/稳态性能）综合：控制系统的综合与校正——控制器设计（方案选择、设计）3、自动控制原理研究的主要内容4、室温控制系统5、控制系统的基本组成◎被控对象：在自动化领域，被控制的装置、物理系统或过程称为被控对象（室内空气）。
◎控制装置：对控制对象产生控制作用的装置，也称为控制器、控制元件、调节器等（放大器）。
◎执行元件：直接改变被控变量的元件称为执行元件（空调器）。
◎测量元件：能够将一种物理量检测出来并转化成另一种容易处理和使用的物理量的装置称为传感器或测量元件（热敏电阻）。
◎比较元件：将测量元件和给定元件给出的被控量实际值与参据量进行比较并得到偏差的元件。
自动控制原理知识点汇总
自动控制原理知识点汇总自动控制原理是研究和设计自动控制系统的基础学科。
它研究的是用来实现自动化控制的基本概念、理论、方法和技术，以及这些概念、理论、方法和技术在工程实践中的应用。
下面是自动控制原理的一些重要知识点的汇总。
一、控制系统的基本概念1.控制系统的定义：控制系统是用来使被控对象按照一定要求或期望输出的规律进行运动或改变的系统。
2.控制系统的要素：输入、输出、被控对象、控制器、传感器、执行器等。
3.控制系统的分类：开环控制和闭环控制。
4.控制系统的性能评价指标：稳定性、快速性、准确性、抗干扰性、鲁棒性等。
二、数学建模1.控制对象的数学建模方法：微分方程模型、离散时间模型、差分方程模型等。
2.控制信号的形式化表示：开环信号和闭环信号。
三、传递函数和频率响应1.传递函数：描述了控制系统输入和输出之间的关系。
2.传递函数的性质：稳定性、正定性、因果性等。
3.频率响应：描述了控制系统对不同频率输入信号的响应。
四、稳定性分析和设计1.稳定性的定义：当外部扰动或干扰没有足够大时，系统的输出仍能在一定误差范围内稳定在期望值附近。
2.稳定性分析的方法：根轨迹法、频域方法等。
3.稳定性设计的方法：规定根轨迹范围、引入正反馈等。
五、PID控制器1.PID控制器的定义：是一种用于连续控制的比例-积分-微分控制器，通过调节比例、积分和微分系数来实现对系统的控制。
2.PID控制器的工作原理和特点：比例控制、积分控制、微分控制、参数调节等。
六、根轨迹设计方法1.根轨迹的定义：描述了系统极点随控制输入变化时轨迹的变化规律。
2.根轨迹的特点：实轴特征点、虚轴特征点、极点数量等。
3.根轨迹的设计方法：增益裕量法、相位裕量法等。
七、频域分析与设计1.频率响应的定义：描述了系统对不同频率输入信号的响应。
2.频率响应的评价指标：增益裕量、相位裕量、带宽等。
3.频域设计方法：根据频率响应曲线来调整系统参数。
八、状态空间分析与设计1.状态空间模型：描述了系统状态和输入之间的关系。
自动控制系统的基本知识(上篇)
自动控制系统的基本知识（上篇）在现代工业生产中，自动控制技术起着越来越重要的作用。
所谓自动控制，是指在人不直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象（如机器、设备或生产过程）自动地按照预定的规律运行或变化。
自动控制系统，是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统，一般是由控制装置和被控对象组成的。
各种自动控制系统都有衡量其性能优劣的具体性能指标。
控制装置在自动控制系统中起着十分重要的作用，自动调节系统中的调节器决定了系统的控制规律，对系统的控制技师有着很大影响。
理论简介自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。
自动控制理论按其发展过程，可分为经典控制理论和现代控制理论两大部分。
它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，到五十年代末期，自动控制理论已经形成比较完整的体系，通常把这个时期以前所应用的自动控制理论，称为经典控制理论。
经典控制理论，以传递函数为基础，主要研究单输入、单输出的反馈控制系统，采用的主要研究方法有时域分析法、根轨迹和频率法。
进入六十年代以来，随着自动控制技术的发展，出现了新的控制理论一一现代控制理论。
现代控制理论，以状态空间法为基础，主要研究多变量、变参数、非线性、高精度及高效能等各种复杂控制系统。
现代控制理论已成功地应用在航天、航空、航海及工业生产等许多方面。
目前，现代控控制理论正在大系统工程、人工智能控制等方面向纵深发展。
经典控制理论和现代控制理论，两者相轴相成，各有其应用场合。
常用术语1）被控对象被控对象是一个设备，由一些机械或电器零件组成，其功能是完成某些特定的动作，这些动作通常是系统最终输出的目标2）系统系统是由一些部件组成的，用以完成一定的任务。
3）环节环节是系统的一个组成部分，它由控制系统中的一个或多个部件组成，其任务是完成系统工作过程中的局部过程。
4）扰动扰动是一种对系统的输出量产生反作用的信号或因素。
若扰动产生于系统内部，则称为内扰；若其来自于系统外部，则称为外抗。
自动控制原理基本概念知识点总结
自动控制原理基本概念知识点总结自动控制原理是现代控制工程的基础理论，研究自动控制系统的建模、分析与设计方法。
掌握自动控制原理的基本概念对于理解和应用控制技术起着重要的作用。
本文将对自动控制原理的基本概念知识点进行总结。
一、控制系统基本概念1.1 控制系统的定义控制系统是通过对被控制对象施加命令，以达到预期目标的系统。
它由输入信号、输出信号、被控制对象和控制器等组成。
1.2 开环控制系统与闭环控制系统开环控制系统是指控制器的输出不受被控制对象的反馈信号影响的控制系统。
闭环控制系统是指控制器的输出受到被控制对象的反馈信号影响的控制系统。
1.3 正反馈与负反馈正反馈是指系统的输出信号与输入信号同方向，有放大的作用；负反馈是指系统的输出信号与输入信号反向，有稳定的作用。
二、控制系统的数学描述2.1 传递函数传递函数是用来描述控制系统输入与输出之间的关系的数学模型。
它通常由拉普拉斯变换或者Z变换得到。
2.2 系统的稳定性系统的稳定性是指当系统受到扰动或者参数变化时，输出信号是否趋于有限，并且不出现无穷大的情况。
2.3 时域指标时域指标包括超调量、调节时间、上升时间等，用来衡量系统的动态性能。
三、控制系统的设计方法3.1 PID控制器PID控制器是最常用的一种控制器，它由比例项、积分项和微分项组成，可用于调节系统的稳态误差、快速响应和抑制振荡。
3.2 稳态误差补偿稳态误差补偿方法用于减小系统在达到稳态时的误差，例如使用积分控制器。
3.3 根轨迹法根轨迹法是一种用于分析系统稳定性和性能的图形法，它通过在复平面上绘制传递函数的极点和零点来描述系统的特性。
四、控制系统的稳定性分析4.1 极点配置法极点配置法是一种通过调整系统的极点位置来改变系统的动态响应，从而实现稳定性分析和改进的方法。
4.2 Nyquist准则Nyquist准则是一种通过绘制传递函数的频率响应曲线，并通过判断曲线与负实轴交点的数量来判断系统稳定性的方法。
自动控制系统的基本知识重点表1
自动控制系统的基本知识01.自动控制系统的定义：P6是指带有反馈装臵的闭环控制系统。
从检出偏差到利用偏差进行控制，从而减小或消除偏差这个控制过程却是相同的。
02.自动控制系统的分类：P12恒值控制系统：（自动调整系统）特点：输入信号为某个常数，故称为恒值。
程序控制系统：输入信号不是常数，而是按照一种预先知道的时间函数变化。
随动系统：（伺服系统）输入信号是预先不知道的随时间任意变化的函数。
03.开环与闭环控制的特点：P5、P6开环系统：系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路；开环控制系统的精度，主要取决于标定精度以及控制装臵参数的稳定程度，系统没有抵抗外部干扰的能力，故控制精度较低。
闭环系统：引入反馈环节，将输出量测出来，经物理量的转换后在反馈到输入端，使输出量对控制作用有直接影响；具有很强的纠偏能力，对干扰作用具有良好的适应性；由于采用反馈装臵，导致设备增多，线路复杂。
04.自动控制系统的三个特征：P6在结构上，系统必须具有反馈装臵，并按负反馈的原理组成系统。
由偏差产生控制作用。
控制的目的是力图减小或消除偏差，使被控量尽量接近期望值。
05.自动控制系统方框图的画法：P7、P1106.反馈信号的获得：电动机实际转速n经发电机转换为反馈电压Uf，再反送到系统的输出端。
与给定值Ugd进行比较，从而得到偏差信号：Ue＝Ugd－Uf，Ue经放大器放大后，作为电枢电压控制电动机转速n。
07.负反馈的实现：P5反馈回路使信号的传送路径形成闭合环路，使输出量反过来直接影响控制作用，并按偏差Ue的性质产生控制作用，以求减小或消除偏差（从而是误差）的控制系统。
反馈信号由系统的输出端测量出来并转换为Uf，再反送到输入端与Ugd进行比较。
08.对自动控制系统的基本要求：P18稳定性（稳）：评价系统在过渡过程中的振荡倾向和重新建立并平衡状态的能力。
快速性（快）：控制系统不但要求稳，而其要求被控量能迅速地按照输入信号所规定的规律变化，即要求系统具有一定的响应速度。
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2、步的划分
步是根据PLC输出量的状态划分的，只要系统的输出量状态发 生变化，系统就从原来的步进入新的步。在每一步内PLC各输出量 状态均保持不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的。
3、转换条件的确定
转换条件是使系统从当前步进入下一步的条件。常见的转换条 件有按钮、行程开关、定时器和计数器的触点的动作（通/断）等。 可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换的短 线的旁边。
如果一个控制系统可以分解成几个独立的控制动作，并 且这些动作必须按照一定的先后次序执行,这样的控制系 统称为顺序控制系统,也称为步进控制系统。其控制总是 一步一步地按顺序进行，当条件满足时，系统能够从一 “步”转移到另一“步”，或者说从一种状态转移到另 一种状态。在工业控制中，步进控制系统应用很广。
取脉冲
下降沿取指令
5
OUT
输出
驱动线圈输出
6
AND
与
常开触点串联指令
7
ANI
与非
常闭触点串联指令
8
ANDP
与脉冲
上升沿与指令
9
ANDF
与脉冲
下降沿与指令
10
OR
或
常开触点并联指令
11
ORI
或非
常闭触点并联指令
12
ORP
或脉冲
上升沿或指令
13
ORF
或脉冲
下降沿或指令
操作元件
X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C
V0-V7,Z0-Z7
分支用P0-P127,中断用I00X-I500X(输入中断），I6XXI8XX(定时器中断），I010-I060(计数器中断）
十进制K,十六进制H
三菱27条基本指令
序号
助记符
名称
功能
1
LD
取
常开触点与左母线连接
2
LDI
取反
常闭触点与左母线连接
3
LDP
取脉冲
上升沿取指令
4
LDF
4、有向线段
用来表示步的活动状态和进展方向，从上到 下和从左到右这两个方向上的箭头可以省略。 其他方向上必须加上箭头用来注明步的进展方 向。
5、转换
用与有向连线垂直的短划线表示，用来将相 邻两步分隔开。
6、动作（命令）
一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一 个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中 用简明的文字说明该步对应的动作，如下图所示。
操作元件
无操作数 无操作数 Y、M、S
Y、M、S、T、C、D、V、 Z
Y、M Y、M M、Y
N 无操作数 无操作数 无操作数 无操作数 无操作数 无操作数
新课
步进顺序控制
一、步进控制系统 二、步进顺序编程方法 三、步进顺序类型 四、GX Develop绘制SFC 五、编程实训
一、步进控制系统
（一） 基本概念
（二）步进顺序控制编程思路
系统工艺过程
顺序功能图SFC
梯形图
1)根据工艺流程画出顺 序功能图(状态流程图）；
2)根据状态转移图画出 步进梯形图;
3)根据步进梯形图编写 出指令表。
（三）顺序功能图（状态转换图）
针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC），又称状 态转移图，由一系列状态（用S、M表示）组成。系统提供S0— S999共1000个状态供编程使用，其中：
三菱PLC技能人才培训
技能提高班
课程安排
第一天（6课时理论）
1、回顾“27条基本指令”“软元件” 2、步进顺序控制
第二天（6课时实训）
1、 GX Developer绘制SFC 2、赛杰实训台的讲解 3、编程实训
1、
回顾：
1、 编程元件（软元件） 2、 基本指令
三菱FX2N编程元件
序号
元件名称
代号
S0—S9：初始状态专用 S10—S19：原点复位用 S20—S499：通用 S500—S899：停电保持用 S900—S999：报警用
以红绿灯控制为例，其 对应的顺序功能图如右图所 示。
顺序功能图是一种通用的技术语言。主要由步、有向连 线、转换、转换条件和动作（命令）组成。
转换
有向线段
每一步所 完成的工
100ms（T0-T199）,10ms（T200-T245),1ms积算 T246-249,100ms积算T250-T255
16位通用C0-C99,16位保持C100-C199,32位通用C200C219,32位保持C220-C234,高速C235-C255
通用D0-D199,保持D200-D7999,特殊D8000-D8255, 文件D1000-D7999
18
PLS
上升沿微分
19
PLF
下降沿微分
20
MC
主控
21
MCR
主控复位
22
MPS
进栈
23
MRD
读栈
24
MPP
出栈
25
INV
反（非）
26
NOP
空操作
27
END
结束
功能
块与块串联 块与块并联 线圈保持接通 线圈保持断开 线圈上升沿输出指令 线圈下降沿输出指令 公共串联触点的连接 公共串联触点的解除 运算存储 存储读出 存储读出和复位 运算结果取反 清除程序或留出空间 程序结束
Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C X、Y、M、S、T、C
三菱27条基本指令
序号 助记符
名称
14
ANB
15
ORB
16
SET
17
RST
块与 块或 置位 复位
作
步
动作或命令
转换条件
使系统由前级 步进入下一步 的信号称为转
换条件
1、步
将系统的一个工作周期，按输出量的状态变化，划分为若干 个顺序相连的阶段，每个阶段叫做步。“步”用编程元件 （如辅助存储器M和状态继电器S）表示。
与系统的初始状态对应的步，称该步处 于“活动步”。
图中（a）表示一个步对应一个动作；图（b）和（c） 表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。
二、步进顺序控制编程方法
1、起－保－停电路设计法 2、以转换为中心设计法 3、步进顺控指令设计法
1
输入继电器
X
2
输出继电器
Y
3
辅助继电器
M
4
状态继电器
S
5
定时器
T
6
计数器
C
7
数据寄存器
D
8
变址寄存器
V/Z
9
指针
P/I
10
常数
K/H
备注
标号为8 进制
标号为8 进制
通用M0-M499，保持M500-M3071，特殊M8000M8255
初始化S0-S9,回零S10-S19，通用S20-S499,断电保 持S500-S899,报警S900-S999