自动控制原理电子教案

第一章 自动控制原理的基本概念

主要内容:

? 自动控制的基本知识 ? 开环控制与闭环控制 ? 自动控制系统的分类及组成 ? 自动控制理论的发展

§1.1 引言

控制观念

生产和科学实践中,要求设备或装置或生产过程按照人们所期望的规律运行或工作。

同时,干扰使实际工作状态偏离所期望的状态。

例如:卫星运行轨道,导弹飞行轨道,加热炉出口温度,电机转速等控制 控制:为了满足预期要求所进行的操作或调整的过程。 控制任务可由人工控制和自动控制来完成。

§ 1.2 自动控制的基本知识 1.2.1 自动控制问题的提出

一个简单的水箱液面,因生产和生活需要,希望液面高度h维持恒定。当水的流入量与流出量平衡时,水箱的液面高度维持在预定的高度上。

当水的流出量增大或流入量减小,平衡则被破坏,液面的高度不能自然地维持恒定。

所谓控制就是强制性地改变某些物理量(如上例中的进水量),而使另外某些特定的物理量(如液面高度h)维持在某种特定的标准上。人工控制的例子。

这种人为地强制性地改变进水量,而使液面高度维持恒定的过程,即是人工控制过程。

1.2.2 自动控制的定义及基本职能元件 1. 自动控制的定义

自动控制就是在没有人直接参与的情况下,利用控制器使被控对象(或过程)

的某些物理量(或状态)自动地按预先给定的规律去运行。

当出水与进水的平衡被破坏时,水箱水位下降(或上升),出现偏差。这偏差由浮子检测出来,自动控制器在偏差的作用下,控制阀门开大(或关小),对偏差进行修正,从而保持液面高度不变。

2. 自动控制的基本职能元件

自动控制的实现,实际上是由自动控制装置来代替人的基本功能,从而实现自动控制的。画出以上人工控制与动控制的功能方框图进行对照。

比较两图可以看出,自动控制实现人工控制的功能,存在必不可少的三种代替人的职能的基本元件:

? 测量元件与变送器(代替眼睛) ? 自动控制器(代替大脑) ? 执行元件(代替肌肉、手)

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