自动控制原理1

1、 自动控制技术 自动控制理论 在没有人直接参与的情况下，利用自动控制装置，使整个生产过程或工作机械自动的按预先规定的规律运行，或使它的某些物理量按预先的要求产生变化。 经典控制理论： 20世纪4050年代 现代控制理论： 20世纪60年代实际实际水位水位出水出水阀门阀门要求水位要求水位进水进水手手眼睛眼睛大脑大脑出水出水浮子浮子连杆连杆进水阀进水阀水池水池出水出水进水进水阀门阀门浮子浮子连杆连杆水池水池放大器放大器电位器电位器+实际水位实际水位ueua减速器减速器+电动机电动机电压电压放大器放大器功率功率放大器放大器负载负载E+Rw+ur+uaMc电动机电动机n+电压放大器功率放大器直流电动机

2、（控制装置）Mc干扰输出量 n给定量urua（对象）+电压电压放大器放大器功率功率放大器放大器负载负载+电电位位器器+ur+ua电动机电动机n+u1ue测速发电机测速发电机+uf电压电压放大器放大器功率功率放大器放大器电动机电动机输入量输入量ur +测速测速发电机发电机Mc扰动扰动输出量输出量uau1ueuf功能框功能框信号线信号线比较点比较点引出点引出点功能比较环节，信号汇聚点比较环节，信号汇聚点 抗干扰抗干扰 消灭，减少静差消灭，减少静差 采用反馈结构采用反馈结构 由偏差产生控制作用由偏差产生控制作用 控制目的是减少或消除偏差控制目的是减少或消除偏差 一个带有反馈装置的动力学系统。系统能自

3、动而连续地测一个带有反馈装置的动力学系统。系统能自动而连续地测量被控制量，并求出偏差，进而根据偏差的大小和正负极性进量被控制量，并求出偏差，进而根据偏差的大小和正负极性进行控制，而控制的目地是力图减少或消除所存在的偏差。行控制，而控制的目地是力图减少或消除所存在的偏差。 比较比较元件元件串联串联校正元件校正元件放大元件放大元件执行元件执行元件输入输入信号信号r(t)r(t)控制对象控制对象扰动扰动输出输出并联并联校正元件校正元件-局部反馈局部反馈反馈元件反馈元件主反馈主反馈测量反馈元件测量反馈元件主主反反馈馈信信号号e e偏差偏差信号信号c(t)c(t)+ 由被控对象和自动控制装置按一定方式连

4、接起来由被控对象和自动控制装置按一定方式连接起来的，以完成某种自动控制任务的有机整体。的，以完成某种自动控制任务的有机整体。控制着输出量变化规律的指令信号。控制着输出量变化规律的指令信号。被控对象中要求按一定规律变化的物理量。被控对象中要求按一定规律变化的物理量。由系统（或元件）输出端取出并反向送回系统由系统（或元件）输出端取出并反向送回系统（或元件）输入端的信号，有主反馈和局部反馈（或元件）输入端的信号，有主反馈和局部反馈之分。之分。参考输入与主反馈信号之差，简称偏差。参考输入与主反馈信号之差，简称偏差。系统输出量的实际值与期望值之差，简称误差。系统输出量的实际值与期望值之差，简称误差。与控

5、制作用相反，是一种不希望的、影响系统输与控制作用相反，是一种不希望的、影响系统输出的不利因素，分为内部扰动和外部扰动。出的不利因素，分为内部扰动和外部扰动。恒值控制系统（恒值调节系统，自动调节系统）恒值控制系统（恒值调节系统，自动调节系统） 程序控制系统程序控制系统 随动系统（伺服系统）随动系统（伺服系统） 线性系统线性系统 非线性系统非线性系统连续系统连续系统 离散系统离散系统定常系统定常系统 时变系统时变系统蒸汽蒸汽nnn1图图1-9 1-9 蒸汽机转速自动控制系统蒸汽机转速自动控制系统负载负载圆锥形齿轮圆锥形齿轮飞锤飞锤套筒套筒杠杆杠杆阀门阀门弹簧弹簧蒸汽机蒸汽机图图1-10 1-10 炉温自动控制系统原理图炉温自动控制系统原理图+电压电压放大器放大器功率功率放大器放大器ua电炉电炉u1ue+uf给定毫伏信号给定毫伏信号+ur热电偶减速器减速器220V可逆电机可逆电机uc加热器加热器0CTOi图图1-11 1-11 导弹发射架方位控制原理图导弹发射架方位控制原理图手轮手轮输入轴输入轴P1E0uiueua+uPE0u0放大器放大器输出轴输出轴o 图图1-13 1-13 船舶随动舵的控制系统原理图船舶随动舵的控制系统原理图P1E0P2+放大器放大器直流直流电动机电动机减速箱减速箱+nu1ueuiuo系统重新恢复平衡