自动控制系统的基本知

,2.自动控制系统,2.1自动控制系统的基本知识,自动控制的定义：所谓自动控制，是指在没有人的直接参与的情况下，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（统称被控制对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。,人工调节和自动控制,操作人员所做的工作如下：第一，用眼睛观察玻璃管液位计的指示值；第二，将指示值与工艺中需要保持的液位值在大脑中比较并算出两者的差值；第三，当指示值偏高（低）时，用手去开大（关小）阀门。,测量仪表相当于人的眼睛，控制器相当于人的大脑，控制阀相当于人的手脚。,一个自动控制系统就是对人工调节过程的模拟。,一、自动控制系统的组成,液位控制系统实例,二、自动控制系统的分类,自动控制系统可以从不同的角度进行不同的分类，大致有如下几种分类方式:1.根据工艺参数分类即按照自动控制系统所控制的参数进行分类，可分为温度、压力、流量、液位、成分等控制系统。,2.根据给定值的不同进行分类定值控制系统定值控制系统就是指系统的给定值是恒定的，不随时间而改变。引起被控参数变化的是外界的干扰，系统的任务就是克服干扰，维持被控参数在给定值上。随动控制系统随动控制系统就是指系统的给定值是随时间无规律的变化的系统，即引起系统被控参数变化的主要是给定值。控制系统的任务就是使被控参数快、准、稳的跟踪给定值的变化。顺序控制系统顺序控制系统又称为程序控制系统，它是指系统的给定值随时间按一定规律变化的系统。控制系统的任务就是使被控参数及时、准确的按规定的程序变化。,自动控制系统的分类,3.根据系统的结构分类开环控制系统所谓开环控制系统是指调节器按照事先规定的要求发出命令，使执行器按一定规律动作。为生产过程服务，而现场的被控参数并不反馈回来，即不用调节器进行修正，这类系统就属于开环控制系统。闭环控制系统所谓闭环控制系统是指利用检测及变送环节将生产过程被控制的结果，即被控参数，反馈回调节器的输入端，与给定值相比较。得到一个偏差值作为调节器的输入信号，调节器依据此偏差信号发出控制指令，直至被控参数达到要求为止。所以，闭环控制系统又称为反馈控制系统，它是依据偏差信号进行控制的。,自动控制系统的分类,4.根据系统的复杂程度分类简单控制系统简单控制系统就是采用一个检测变送环节、一个调节器和一个执行器，只控制一个被测参数的系统。因为只有一个反馈信号，所以就构成了单回路的控制系统。因此，简单控制系统有时也称为单变量控制系统或单回路控制系统。复杂控制系统复杂控制系统就是系统的检测、变送、调节、执行环节和被测参数不仅限于各一个，因此组成系统较为复杂、环节较多，而且各环节、各参数之间的关系比较复杂，需要考虑的因素比较多，所以称之为复杂控制系统。,自动控制系统的分类,复杂控制系统,串级控制系统比值控制系统前馈控制系统均匀控制系统分程控制系统选择性控制系统,复杂控制系统,前馈控制系统,T,前馈控制系统,前馈调节系统的方框图,前馈控制的特点：,前馈控制是按照干扰作用的大小进行控制的，如控制作用恰到好处，控制的要比反馈及时。前馈控制只能控制可测而不可控的扰动对被调参数的影响。一种前馈控制作用只能克服一种干扰。,复合控制系统,复合调节系统,复合调节系统的框图,窑压的控制系统,串级控制系统,基本结构在多回路控制系统中，有两个被控过程、两套测量变送装置、两台控制器和一个控制阀构成的系统称为串级控制系统。,在系统结构上，串级控制系统有两个闭合回路：主回路和副回路；有两个控制器：主控制器和副控制器；有两个测量变送器。,串级控制系统的结构,定值控制系统,随动控制系统,串级控制系统的特点,串级控制系统由于副回路的引入，使控制过程加快，具有超前控制的作用。,Y,单回路控制系统,串级控制系统,串级控制系统适应场合,被控对象的控制通道纯滞后时间较长，用单回路控制系统不能满足质量指标。对象容量滞后比较大，用单回路控制系统不能满足质量指标。控制系统内存在变化激烈且幅值很大的干扰。,比值控制系统,比值控制系统-实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,主物料-处于主导地位的物料表征该物料的参数为主动量F1（主流量）从物料-随主物料的变化呈比例的变化的另一种物料表征该