自动控制原理

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自动控制原理

自动控制原理

自动控制原理自动控制原理是一门研究如何利用各种控制方法和技术来实现系统自动化控制的学科。

它涉及到信号处理、传感器、执行器、控制器等多个方面的知识,是现代工程领域中非常重要的一门学科。

一、概述自动控制原理的基本目标是通过对系统的测量和分析,设计出合适的控制策略,使系统能够在给定的性能要求下自动调节和控制。

在自动控制系统中,通常会有一个或多个输入信号(也称为控制量),这些信号通过传感器进行测量,并经过控制器进行处理,最终输出到执行器上,以实现对系统的控制。

二、自动控制系统的基本组成部分1. 传感器:传感器是自动控制系统中的重要组成部分,用于将被控对象的状态转化为电信号或其他形式的信号。

常见的传感器有温度传感器、压力传感器、速度传感器等。

2. 执行器:执行器是控制系统中的输出部分,根据控制信号的指令,将能量转化为机械运动或其他形式的输出。

常见的执行器有电动阀门、电机、液压缸等。

3. 控制器:控制器是自动控制系统中的核心部分,负责接收传感器测量的信号,并根据设定的控制策略进行处理,最终生成控制信号输出给执行器。

常见的控制器有比例控制器、积分控制器、微分控制器等。

4. 反馈环节:反馈环节是自动控制系统中的重要组成部分,通过测量被控对象的输出信号,并将其与期望的控制信号进行比较,从而实现对系统的调节和控制。

三、自动控制系统的基本原理1. 反馈控制原理:反馈控制是自动控制系统中最基本的控制原理之一。

它通过对系统的输出进行测量,并将测量结果与期望的控制信号进行比较,从而生成误差信号,再根据误差信号进行控制器的调整,使系统的输出逐渐趋向于期望值。

2. 开环控制原理:开环控制是自动控制系统中另一种常见的控制原理。

它没有反馈环节,控制器的输出直接作用于执行器,从而实现对系统的控制。

开环控制常用于对系统的输入进行精确控制的场景,但对于系统的稳定性和鲁棒性要求较高的情况下,一般会采用反馈控制。

3. 控制策略:控制策略是指控制器根据系统的特性和要求,设计出的控制算法和参数设置。

自动控制原理及系统

自动控制原理及系统

自动控制原理及系统自动控制原理及系统是指通过使用自动化设备和技术手段,实现对物理系统的监测、测量、分析和控制的过程。

本文将从原理和系统两个方面来介绍自动控制的相关内容。

一、自动控制原理1. 反馈原理自动控制的核心原理是反馈原理。

反馈系统将被控对象的输出信号与期望的参考信号进行比较,根据误差信号,通过控制器来调节被控对象,使输出信号接近参考信号。

反馈原理可分为负反馈和正反馈,其中负反馈是最常用的。

2. 控制器控制器是自动控制系统中的重要组成部分,用于根据反馈信号对被控对象进行控制。

常见的控制器类型包括比例控制器、积分控制器和微分控制器,它们可以分别实现比例控制、积分控制和微分控制的功能,也可以组合起来构成PID控制器。

3. 传感器和执行器传感器用于监测被控对象的状态或者输出参数,将其转化为电信号或者其他形式的信号输入到控制器中。

执行器则根据控制器的输出信号,对被控对象进行调节或者操作。

传感器和执行器是自动控制系统的接口,起到连接和转换信号的作用。

二、自动控制系统1. 开环控制系统开环控制系统是指控制器的输出信号不受被控对象的状态或者输出信号的影响,只根据预设的输入信号进行控制。

开环控制系统简单,但对于系统的变化和扰动不敏感。

2. 闭环控制系统闭环控制系统是指控制器的输出信号通过反馈回路与被控对象的输出信号进行比较,实现对系统的自动调节和校正。

闭环控制系统可以有效地抑制扰动,提高系统的稳定性和鲁棒性。

3. 自适应控制系统自适应控制系统是通过利用被控对象的模型来对其进行建模和识别,根据模型参数的变化实时调整控制器的参数。

自适应控制系统具有良好的适应性和鲁棒性,能够应对系统工作环境的变化和故障。

4. 分散控制系统分散控制系统是将整个控制系统分为多个子系统,每个子系统独立完成一部分控制任务,通过通信网络进行数据传输和信息交换。

分散控制系统具有模块化和可扩展性的特点,适用于大型和复杂的控制系统。

5. 非线性控制系统非线性控制系统是指被控对象或者控制器的特性存在非线性关系的控制系统。

自动控制原理的原理是

自动控制原理的原理是

自动控制原理的原理是自动控制原理,又称为控制理论,是一门研究如何通过建立数学模型,设计控制器,并在开环或闭环控制系统中实现对系统状态的调节和稳定的学科。

其核心原理是通过对系统的测量和分析,以及对控制器的建模和设计,实现对系统的自动调节以达到某种预期的目标。

自动控制原理的核心原理可以总结为以下几个方面:1. 反馈与控制:自动控制原理的基本思想是通过对系统输入和输出的采集与测量,将系统的实际输出与期望输出进行比较,并根据比较结果进行调整,以实现对系统状态的控制与调节。

这种通过对系统的反馈进行控制的思想,使控制系统能够自动调节和稳定。

2. 数学模型与控制器设计:为了实现对系统的控制,需要建立系统的数学模型。

数学模型是对系统工作原理的数学描述,它可以基于物理原理、经验公式或统计方法进行建模。

根据系统的数学模型,可以设计相应的控制器,决定输入与输出之间的关系和调节策略。

3. 系统响应与稳定性分析:通过对系统的数学模型进行分析,可以得到系统的一些重要性能指标,如稳态误差、响应速度和稳定边界等。

根据这些指标,可以评估和分析系统的稳定性和控制效果,并对控制器进行优化和调整,以满足系统性能需求。

4. 开环和闭环控制:自动控制系统可以采用开环或闭环控制方式。

开环控制是在固定的输入条件下,根据系统的数学模型预先设定输出值,不对系统的实际状态进行反馈和调节。

闭环控制则是根据系统的实际输出值进行反馈和调节,使系统能够自动调整并适应不同的工况变化。

5. 稳定性与鲁棒性:自动控制系统的稳定性是指无论系统输入和外部扰动如何变化,系统输出都能保持在一定范围内,不发生震荡和不稳定行为。

鲁棒性则是指控制系统对于模型误差、参数变化和噪声等扰动的抵抗能力。

保证系统的稳定性和鲁棒性是自动控制原理中的重要目标和考虑因素。

总之,自动控制原理是一门涉及数学、物理、工程等多学科交叉的学科,它的基本原理是通过对系统的测量和分析,以及对控制器的建模和设计,实现对系统的自动控制和调节。

自动控制原理及应用

自动控制原理及应用

自动控制原理及应用自动控制是一种利用设备和技术手段,在无人干预的情况下实现对一些系统、过程或设备的控制和调节。

自动控制的原理基于传感器采集到的信号,经过计算和分析后,再通过执行器对系统进行调节,使得系统在一定的指令下能够自动地运行并达到所需的状态。

自动控制的原理主要包括信号采集、信号处理、控制器设计和执行器控制四个要素。

首先,信号采集是自动控制的基础。

传感器能够将各种物理量转换为电信号,并将其传递给控制系统。

常用的传感器有温度传感器、压力传感器、光传感器等,它们可以实时地监测系统的状态和变化。

其次,信号处理是对采集到的信号进行分析和处理,提取出有用的信息,并根据需要进行滤波、放大、调整等操作。

信号处理的目的是确保信号的准确性和稳定性,为控制器提供可靠的输入。

然后,控制器设计是自动控制的核心。

控制器根据信号处理得到的信息,根据预先设定的控制策略和算法,计算出当前的控制量,并根据控制信号来调节控制对象。

常见的控制器包括比例控制器、积分控制器、微分控制器,以及经典的PID控制器。

最后,执行器控制是将控制信号转化为动作,对系统进行实际的调节。

执行器可以是电动阀门、电机、液压缸等,通过控制信号来改变其位置、速度或力,从而达到对系统的控制目的。

自动控制的应用非常广泛,涵盖了各个领域。

在工业自动化中,自动控制被应用于生产过程中的温度控制、压力控制、流量控制等环节,提高了生产效率和产品质量,降低了人为操作的风险。

在交通运输领域,自动控制被广泛应用于交通信号灯控制、车辆导航系统和自动驾驶系统中,提高了交通的安全性和效率。

在航空航天领域,自动控制被应用于飞行器的姿态控制、导航和飞行管理系统中,保障了飞行器的安全和可靠运行。

在医疗领域,自动控制可以实现对生命体征、药物剂量和医疗设备的自动控制,提高了医疗治疗的精度和效果。

此外,自动控制还广泛应用于环境监测、能源管理、智能家居等领域,提高了生活质量和资源利用的效率。

总之,自动控制作为一种高效、准确、可靠的技术手段,已经成为现代工业化社会不可或缺的重要组成部分。

自动控制原理

自动控制原理

自动控制原理自动控制原理是指通过对系统的状态变量或输出信号采取适当的控制手段,使得系统输出信号或状态变量能够形成预定的规律或按照预定的要求,实现人机交互、自动化控制、智能化运行等内容的学科。

该学科以控制理论、控制工程、自动化技术等领域为基础,涉及机械、电子、计算机、通信等多个学科。

自动控制原理的基本思想是通过感知、分析和处理系统的状态变量或输出信号,不断调整控制因素,保持系统的稳定性、可靠性和优化性,最终实现对系统的精确控制和优化运行。

具体而言,自动控制原理包括系统建模、系统分析、控制器设计和系统优化等内容。

首先需要对被控对象进行建模,确定系统的数学模型;接着对系统进行分析,确定系统的特性和控制需求;然后设计控制器,实现对系统的控制;最后进行系统优化,提高系统的性能。

这样,就能够构建出一个高效、稳定、可靠的控制系统,为实现自动化控制提供有力的保障。

自动控制原理在现代工业生产和科学研究中具有广泛的应用。

在传统的控制领域中,它被广泛应用于机械控制、电力控制、仪表控制、自动调节等方面。

在工业控制中,自动控制原理可以应用于自动生产线、无人值守设备、智能化生产等领域。

在科学研究中,自动控制原理可以应用于探测设备,如天文望远镜、深海探测器等,也可以应用于航空航天、生物医学、环境监测等领域。

在实践运用中,自动控制原理还需要考虑实际的工程问题。

例如:性能要求低、成本要求高、系统可靠性要求高、系统运行稳定性要求高等。

因此,自动控制原理的研究除了基本理论和算法的研究,还需要进一步研究智能控制、模型预测控制、优化控制、非线性控制、模糊控制等方面的内容,以提高控制系统的稳定性和运行效率,满足各种实际应用场景的需求。

总之,自动控制原理作为一门重要的学科,具有广泛的研究内容和应用场景。

它是机械、电子、计算机、通信等多学科相互融合的产物,将会继续为人类的生产生活和科学研究做出重要的贡献。

自动控制原理理解

自动控制原理理解

自动控制原理理解自动控制原理是指通过使用控制系统来实现对机械设备、工业生产和其他相关领域的自动化控制。

自动控制原理是现代工业技术的核心,也是工业生产的重要保障。

本文将从控制原理的定义、基本原理和在实践中的应用等方面进行阐述。

自动控制原理的定义:自动控制原理是指通过使用控制系统,利用各种传感器、执行器、控制器等设备,对工业生产过程进行监控和调节,实现自动化生产的技术体系。

自动化控制技术的实现需要使用控制系统中的各个组成部分进行协同工作,从而有效地控制整个生产过程。

自动控制原理的基本原理:自动控制原理主要基于反馈控制和开环控制两种控制方式。

其中,反馈控制是指将系统的输出信号与输入信号进行比较,从而对系统进行调整。

而开环控制则是直接对系统进行调节,无需进行反馈比较。

在实际应用中,一般采用反馈控制方式,因为其能够更好地适应复杂的系统环境。

自动控制原理在实践中的应用:自动控制原理在各个领域的应用非常广泛。

其中,最为典型的就是工业生产过程中的应用。

通过使用自动控制系统,可以对生产过程中的各个环节进行实时监控,从而保证产品质量、提高生产效率。

此外,自动控制原理还可以应用于机器人技术、交通运输、环境监测等领域。

自动控制原理的发展趋势:自动控制原理的发展趋势主要体现在以下三个方面。

一是数字化控制技术的发展,通过使用数字控制设备,可以更加精确地控制生产过程。

二是智能化控制技术的发展,通过使用智能控制系统,可以更好地适应复杂的生产环境。

三是网络化控制技术的发展,通过使用网络控制系统,可以实现多个生产环节的协同工作,提高生产效率。

总的来说,自动控制原理是现代工业技术的核心,其应用范围非常广泛。

随着科技的不断发展,自动控制原理的发展趋势也在不断向着数字化、智能化、网络化方向发展。

在未来的发展中,自动控制原理将会在更多领域中得到应用,为人类创造更加美好的生产生活环境。

自动控制原理

自动控制原理

自动控制原理自动控制原理是一门应用广泛且重要的学科,它涉及到许多领域,如机械、电子、计算机等。

本文将探讨自动控制原理的定义、应用以及其在现代社会中的重要性。

一、自动控制原理的定义自动控制原理是一种通过使用传感器、执行器和控制算法来实现系统自动调节的技术。

它的目的是使系统能够自动地响应外部变化,并保持所需的状态。

自动控制原理的核心是反馈机制,通过不断地检测系统状态,并根据反馈信号对系统进行调节,以实现系统的稳定和优化。

二、自动控制原理的应用自动控制原理广泛应用于各个领域,如工业生产、交通运输、航空航天等。

在工业生产中,自动控制原理可以用于控制生产线的运行,实现自动化生产。

在交通运输中,自动控制原理可以用于控制交通信号灯,优化交通流量,提高交通效率。

在航空航天领域,自动控制原理可以用于飞机的自动驾驶系统,提高飞行安全性。

三、自动控制原理的重要性自动控制原理在现代社会中具有重要的意义。

首先,它可以提高生产效率和质量。

通过自动控制原理,可以实现生产过程的自动化,减少人力投入,提高生产效率。

同时,自动控制原理可以实时监测生产过程中的各项指标,并根据需要进行调节,保证产品质量的稳定性和一致性。

其次,自动控制原理可以提高安全性和可靠性。

在一些危险环境下,如核电站、化工厂等,人工控制存在一定的风险。

而自动控制系统可以通过传感器实时监测环境变化,并根据预设的控制算法进行自动调节,减少人为错误的发生,提高安全性和可靠性。

此外,自动控制原理还可以提高能源利用效率。

通过自动控制原理,可以对能源的使用进行优化调节,减少能源的浪费,提高能源的利用效率。

这对于资源有限的社会来说,具有重要的意义。

总之,自动控制原理是一门应用广泛且重要的学科。

它不仅可以提高生产效率和质量,提高安全性和可靠性,还可以提高能源利用效率。

随着科技的不断发展,自动控制原理在各个领域中的应用将会越来越广泛,对于推动社会进步和提高人类生活质量具有重要的作用。

什么是自动控制原理

什么是自动控制原理

什么是自动控制原理
自动控制原理是一种通过不同的控制器和反馈机制来实现系统自动调节和控制的方法。

它基于对系统输入和输出之间关系的分析,利用控制器对系统进行调整和干预,使得输出能够稳定在期望的值上。

自动控制原理涉及到系统模型的建立、控制器的设计和系统性能的评估等方面。

在系统建模过程中,需要根据实际情况确定系统的输入、输出和各个部分之间的关系,通常可以利用数学模型来描述系统的动态特性。

控制器的设计是选择合适的控制算法,根据系统的性能需求来确定参数。

常见的控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器等。

自动控制原理中,反馈机制起着重要的作用。

通过对系统输出进行测量和与期望值进行比较,可以实时调整控制器的输出,使得系统能够迅速响应和稳定在期望值上。

反馈机制的优点在于可以消除外部干扰和系统参数变化对系统稳定性的影响,提高系统的鲁棒性和适应性。

自动控制原理在工业生产、交通运输、能源管理等领域有广泛应用。

通过自动化控制,可以提高系统的性能、效率和安全性,减少人为操作的误差和风险。

同时,自动控制原理也是控制工程学科的基础和核心内容,为实现各种复杂系统的自动化控制提供了理论和方法的指导。

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①自动控制就是在没有人直接参与的情况下, 利用控制装置使被控制对象自动的按预定 规律运动的一种控制。 ②由被控制对象及控制装置所构成的,能自 动的按预定要求运行的整体,称为自动控 制系统。 2、控制系统的分类 2.1人工控制和自动控制
在工业生产过程或生产设备运行中, 为了维持正常的工作条件,往往需要对 某些物理量(如温度、压力、流量、液 压、电压、位移、转速等)进行控制, 使其尽量维持在某个数值附近,或按一 定规律变化,要满足这种需要,就得对 生产机械或设备进行及时的操作或控制 ,以抵消外界的扰动和影响,既可以用 人工操作(称为人工控制),又可用自 动装置的操作来完成(自动控制)。
ua=ceФn+IaRa
Mfz (干扰) Ugd 电 压 放大 器 Ui 功 率 放大器 Ua 直 流 电动机 输出量 控制装置 对象 n
缺点:开环控制系统的精度主要取决与Ugd 的标定精度以及控制装置参数的稳定程度, 系统没有抵抗外部干扰的能力,故精度较 低。 优点:结构简单,造价较低 应用:在系统结构参数稳定,没有干扰作用 或所受干扰较小的场合下,仍会使用。
2.2.2闭环控制系统 为了克服开换系统稳定性差,精度不高的缺 点,引入反馈环节
工作过程:测速发电机由电动机同轴带动, 将实际转速n测量出来,并转换成 uf ,与 给定量 Ugd 比较,ue= Ugd- uf, ue称为偏 差,经放大成ua 后,作为电枢电压,控制 转速n,框图表明:由于采用了反馈回路, 致使信号的传送路径形成闭合环路,以减 小或消除偏差的控制系统,称为闭环控制 系统 ,或称反馈控制系统。 Mfz ↑→n↓ →Uf↓ →Ue(Ugd - Uf)↑ →Ua↑ →n↑
1)人工控制
在机械零件的加工生产过程中,常常需要利 用铣床来铣削一定形状的模板,这时,工人需要 操纵或控制铣床,按画好的模线来铣削零件的毛 坯,在加工过程中,工人不断的用眼睛观察铣刀 的运动轨迹和模线之间的差距,并反映到大脑中, 大脑根据这个差异的大小和方向,产生一系列命 令,通过手臂肌肉运动,分别操纵X方向、Y方 向和Z方向的手柄运动,移动工作台及滑鞍,进 行铣削,以减少差异,通过连续不断的操作,最 终把模板加工完成,这就是人工控制。
PID控制不但可以实现控制系统无误差, 而且具有PI控制更快的动态响应。
谢 谢!
自动控制原理
陕西航空技术学院电气系 2010年4月
第一章 自动控制系统的基本知识
一、自动控制的一般概念 1、什么是控制?什么是自动控制? 任何技术设备,工作机械或生产过程都必 须按某种要求运行。例如:有很多设备都需要 用直流电机进行拖动,为了保证产品的质量和 提高生产率,通常要求这些生产设备在不同的 场合以不同的速度工作,或者要求该生产设备 在变化的外界条件下能保持规定的速度运行。 例如:在造纸工业中,一些定速造纸机,抄纸 速度可达1000米/分,要求的稳速误差为 ±0.01%。
Uo=-R1/R2(ΔU+R0C0 dΔu/ d t) 若R1= R0,令R0C0=TP 则Uo=-(ΔU+ TPdΔu/ d t) 微分控制规律虽有“预见”信号变化 的趋势的优点,但也存在着放大干扰信号 的缺点。
5、比例积分微分(PID)控制 Uo与ΔU成正比,又与ΔU对时间的积分成 正比,过与ΔU对时间的一阶导数成正比, 则称PID控制器。
2、常用的名词术语 (1)自动控制系统:自动控制系统是由被控制 对象和自动控制装置按一定方式连接起来的, 能够完成某种自动控制任务的有机整体。 (2)输入信号:又称参考输入,通常是指给定 值,它是控制输入量变化规律的指令信号。 (3)输出信号:是指被控制对象中要求按一定 规律变化的物理量,又称被控量,它与输入量 之间保持一定函数关系。
1、比例控制器 (1)单个输入信号的比例控制器 若 Uo =KpΔU Kp —比例系数 则这种控制器叫比例控制器。
Uo =-R1/R0ΔU= KpΔU Kp= -R1/R0 只有ΔU<0时,放大器输出 正值。若要有输出,必然存在 ΔU ,即 偏差,没有偏差,则P控制器无输出,因 此比例控制的系统是有差系统。
模 线
输入
大 脑

把 手
模 板
眼 睛
反馈
眼 睛
2)自动控制 如果要求加工的精度高,速度快,由 人控制的系统就很难实现了,这时加入 “控制装置”来代替人工操作,该系统由 工作台架,滚珠丝杠,螺母副及直流电机, 角位移测量装置及控制器和信号的放大变 换装置,测速电机等构成。直流电机是执 行机构,作用类似于手臂,角位移测量装 置类似于人的眼睛,控制器类似于人脑, 测速电机改善自动控制的性能。
xi
控制器
放大变换
u(t)
xo
电 机
工作台架
测速机
运动速度
位置测量
位移
无论有人参与的控制系统还是无人参 与的控制系统都具有控制系统的基本特征: 控制系统各个组成部件之间存在着控制和 信息联系,控制的目的是使被控对象的输 出能按预定的规律运行,并达到预期的目 标。
2.2开环控制和闭环控制 2.2.1开环控制系统
(2)方框图的绘制 步骤如下: a、弄清系统的工作原理各部件所起的作 用,明确各元器件的输入量和输出量。 b、绘出个元件基本单元图。标出输入量与 输出量字母代号。 c、将系统的给定值和综合点置于图形最左 端,被控对象方框置于最右端。 d、按系统中各变量的传递顺序,依次将各 元器件的基本单元中相同的变量连接起 来。
(4)反馈信号:由系统输出端取出并反向 送回系统输入端的信号。 (5)偏差信号:指 参 考输入与主反馈之 差。 (6)误差信号:指系统输出量的实际值与 期望值之差。 (7) 扰动信号:又称干扰,是破坏系统输 出规律的不确定因素,分内部扰动,外 部扰动。
3、自动控制系统方框图的控制 系统框图有两种表示方法:一种是根据 控制系统结构中各元件的物理功能及他 们之间的相互连接顺序和信号传递方向 而画出的“功能方框图”;另一种将‘描 述’输入与输出数学关系的传递函数填 入相应的方框中,简称结构图。
(1)方框图的组成 由方框,带箭头的信号线、综合点、引 出点(分支点)组成 a、方框 将每个设备(或功能部件)用一 个方框表示,并在方框内注明该功能部 件名称。 b、信号线 只带箭头的线段,它代表信号 的流动方向。
c、综合点 又称相加点,信号比较在综合 之进行,用符号“ ”表示。
d、分支点 又称引出点,元自件的同一输 出信号可以引向几个不同的地方。
(3)比例积分(PI)控制器 是指控制器的输出Uo既与输入偏差 ΔU成正比,又与偏差ΔU对时间的积分 成正比。
PI控制器使系统的动态响应速度加 快,积分作用又使系统的静态性能显著 提高,实现了无静差控制。 4、比例微分(PD)控制器 Uo与ΔU既成正比,又与输入量对时间 的一阶导数成正比。
令Kp =1,则
缺点:设备增多,线路复杂,若参数配 合不当,控制过程变得很差。 只有按负反馈原理组成的闭环系统才能 实现自动控制功能。 负反馈是指反馈信号的正负极性必须与 给定值极性相反。
二、自动控制系统的组成
1.自动控制系统的基本组成部分 下图为一个典型自动控制系统的功能框 图,简称框图:
• 反馈元件:用以测量被控制量并将其转换成与 输入量相同的物理量,在反馈至输入端进行比 较。 • 比较元件:用来比较输入信号与反馈信号,并 产生反馈两者差值的偏差信号。 • 校正元件:按某种函数规律变换控制信号,改 善系统的动态品质或静态品质。 • 放大元件:将微弱的信号作线性放大。 • 执行元件:根据偏差信号的性质执行相应的控 制,使被控量按期望值变化。 • 控制对象:又对称被控制对象或受控对象,指 在生产过程中需要进行控制的工作机械或生产 过程。
5、 自动控制系统的应用举例。 (1)蒸汽机专属自动控制系统。 (2) 炉温自动控制系统。 (3)导弹发射架的方位控制系统。 (4)船航 随动舵的控制。 (5)锅炉水位控制系统Leabharlann 三、对自动控制系统的基本要求
所有的自动控制系统的希望输出量等于 或正比于输入量,即: c(t)=r(t)或c(t)=kr(t) 在理想状态下,导弹发射架方位控制系 统的输出量 θo与输入量θi 在任何时刻固 定关系。
(3)准确性 是指系统建立平衡状态后,被控量偏 差离期望值的误差大小,描述了系统稳 态精度。 上述三方面对一个系统本来说是相 互矛盾的
四、PI D控制架
控制器按实际需要以某种规律向被 控制对象发出信号以达到预期的控制目 的,对ΔU 进行加工,处理,控制器的 输出信号随偏差信号的变化而变化的规 律称为控制规律,又称控制算法。 PID由三种基本控制组合而成,比例 控制(P控制),积分控制(I控制)和 微分控制(D控制)
系统在阶跃函数作用下:
在实际系统中,由于机械部分存在质 量和惯性,电路中存在电感和电客,加 之能源功率的限制,使系统存在过渡过 程。
全面评价一个系统的质量,可以从静态指标 和动态指标去衡量. (1)稳定性 所谓稳定性,就是扰动消失后,系统由初始 偏差状态恢复原来平衡了状态的功能。若能 恢复则称系统是稳定的,否则是不稳定的, 稳定性是系统去掉扰动后,自生的一种恢复 能力,是系统的一种固有的特性,这种固有 的稳定型只取决于系统本身的结构与参数, 而与外部作用无关。 (2)快速性(动态指标) 这是在系统稳定的前提下出来的,动态指标 反映了当给定量变动时,系统从一个稳态向 另一个稳定过程的快速性,过程时间越短越 好。
(3)举例 转速负反馈的闭环调速系统
工作原理:
4、 自动控制系统的分类 按照输入信号变化的规律,可将控制系 统分为三类: (1)恒值控制系统 又称自动调整系统。 特点:输入信号为常数。 (2)程序控制系统 输入信号不是常数, 而是按一种预先知道的时间函数的变化。 (3)随动系统 又称伺服系统 ,输入信 号是预先不知道的时间函数。
(2)多个输入信号的比例控制器
Uo =-R1/R0Ugd - R1/R0(-Uf ) 若R01=R02=R0, Kp= R1/R0 则Uo =-R1/R0(Ugd -Uf )= -KpΔU 2、积分控制器(I控制器) 输出量与输入量ΔU对时间的积分成正比, 则称为积分控制器。
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