控制工程1-29

15 38 1 控制工程 15 38 2 主要内容 自动控制的一般概念控制系统的数学模型线性系统的时域分析法频域响应法控制系统补偿和综合 15 38 3 主要任务 控制系统性能分析动态性能 过渡过程分析 稳定性分析等稳态性能 控制精度 稳态误差 控制系统设计选择适当的控制器及控制规律以改善控制系统的性能使其满足控制要求 15 38 4 控制系统的基本概念 1 内容提要 主要阐述控制系统的工作原理 组成 分类 对控制系统提出的基本要求 2 学习目的 熟悉控制系统的工作原理 组成 分类 熟悉控制系统提出的基本要求 了解控制工程的发展概况 会根据系统原理图绘制系统方框图 15 38 5 3 教学重点 4 教学难点 控制系统的工作原理 确定系统的输入量和输出量 寻找反馈通道 由系统原理图绘制系统方框图 控制系统的基本概念 15 38 6 1 1 1工作原理 人工控制恒温箱的温度调节原理 P1 图1 1 检测偏差 纠正偏差 控制系统的工作原理及其组成 15 38 7 工作原理 恒温箱自动控制系统温度调节原理 P2 图1 2 检测偏差 纠正偏差 P2 图1 3 15 38 8 开环控制和闭环控制 1 开环控制系统 P3 图1 4 1 特点 输出对系统无影响 工作稳定 精度低 2 闭环控制系统 特点 输出量对控制系统直接产生影响 系统精度高 系统稳定难以保证 15 38 9 开环控制和闭环控制 3 半闭环控制系统 特点 输出量对控制系统间接产生影响 系统精度较高 系统稳定较易保证 15 38 10 闭环控制系统的组成 主要组成元件有 1 给定元件 2 反馈元件 3 比较元件 产生给定信号或输入信号 测量被控制量或输出量 产生主反馈信号 用来接收输入信号和反馈信号并进行比较 产生反应两者差值的偏差信号 P4 图1 5 15 38 11 闭环控制系统的组成 4 放大元件 5 执行元件 6 校正元件 对偏差信号进行放大 直接对控制对象进行操纵 改善系统控制性能 串联校正 并联校正 复合校正 15 38 12 控制系统的基本类型 1 2 1按输入量的特征分类 1 2 2按系统中传递信号的性质分类 恒值控制系统 程序控制系统 随动系统 P5 连续控制系统 离散控制系统 P6 15 38 13 对控制系统的基本要求 1 稳定性 2 精确性 3 快速性 稳定性指的是系统动态过程的振荡倾向及其恢复平衡状态的能力 即系统的控制精度 一般用稳态误差来表示 指系统稳定时输出量的实际值与期望值之间的误差值 是指系统的输出量与输入量之间产生偏差时 消除这种偏差的快慢程度 15 38 14 由控制系统原理图绘制方框图 绘制方框图要点 分析控制系统的工作原理 搞清楚系统的被控对象及被控量 明确系统的给定量 输入量 和输出量 按照信号从输入到输出所经过的元件变换过程 画出系统控制的方框图 在每个方框的左边和右边均标上信号符号 15 38 15 控制系统的基本概念 例1 见图1 4 18 例2 见图1 4 19 作业 P8 1 4 15 38 16 工作原理 15 38 17 工作原理 15 38 18 第1章控制系统的基本概念 控制系统的工作原理 检测输出量的实际值 将实际值与给定值 输入量 进行比较得出偏差值 用偏差值产生控制调节作用去消除偏差 基于 反馈 原理的控制系统称为反馈控制系统 15 38 19 开环控制和闭环控制 15 38 20 开环控制和闭环控制 15 38 21 开环控制和闭环控制 15 38 22 闭环控制系统的组成 15 38 23 控制系统的基本概念 15 38 24 控制系统的基本概念 15 38 25 控制系统的基本概念 15 38 26 控制系统的基本概念 水箱 被控对象 液位 被控量c 输出量 电位器给定电压ur 输入量 给定量 理想水位 15 38 27 控制系统的基本概念 门 被