1.0 基本概念

1、自动控制原理多媒体课件,主讲： 范伟军,第一章 自动控制的基本概念,第一节 自动控制与自动控制系统,1、自 动 控 制：在没人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按预定规律运行 (即被控对象的被控量等于给定量）。 2、自动控制系统：能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。 3、计算机控制系统：利用计算机实现生产过程自动控制的系统。,一、 基本概念,测温元件,给定温度,控制器,执行机构,阀门,水箱,水温,测温元件,给定温度,4、系统中各基本环节的作用 （1）被控对象 ：指要进行控制的设备或过程。 （2）检测装置：用来检测被控量，并将其转换成与 给定量同一物理量。 （3）给定环节：是设

2、定被控量给定值的装置。 （4）比较环节 ：将检测的被控量和给定值进行比较， 确定两者之间的偏差。 （5）控制装置 ：根据得到的误差信号，发出相应的 控制信号。 （6）执 行 器：直接作用于被控对象，使被控量达 到所要求的数值。,二、自动控制系统的基本控制方式,两种基本结构 对应着 两种基本控制方式 开环控制系统 开环控制 闭环控制系统 闭环控制,1、开环控制 控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制,1、开环控制,开环调速系统,速度设置,1、开环控制,开环控制的特点：系统结构和控制过程均很简单，但由于这类系统抗扰能力较差，控制精度较低。,2、闭环控制,控制装置与受控对象之

3、间不但有顺向作用而且有反向联系，即有被控量对控制过程的控制，这种控制称为闭环控制,2、闭环控制,闭环调速系统,比较放大器,n,直流电动机,速度设置,测速机,速度反馈,2、闭环控制,闭环控制的特点：（1）由于系统的控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的，所以这种控制又成为按偏差控制或反馈控制；（2）具有两种传输信号的通道：前向通道和反馈通道；（3）作用在反馈环内前向通道上的扰动所引起的被控量的偏差值都会得到减少或消除，使系统能基本抑制这些扰动。,三、开环控制系统与闭环控制系统的主要区别 1、信号传输通道的差别 ： 开环控制系统：只有正向传输通道， 闭环控制系统：有正向通道和反馈通道。 2、系统

4、结构的差别： 开环控制系统：有给定环节 闭环控制系统：有给定环节、比较环节、检测环节。 3、控制方式的差别: 开环控制系统：有偏差，靠人工预置控制 闭环控制系统：对被控对象进行自动控制。,第二节 自动控制系统的类型,按控制方式分类： 开环控制系统、闭环控制系统、复合控制系统 按系统元件的特性分类：线性系统、非线性系统 按系统的信号类型分类： 连续系统、离散系统 按系统方程的系数特性分类：定常系统和时变系统 按系统给定值分类： 恒值系统，随动系统，程序控制系统,第三节、控制系统的性能要求,动态过程： 当给控制系统一个预置的输入信号时，被控量不可能立即等于给定值，而需要一个过渡过程，即动态过程。 1、稳定性：系统受到外力作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。 2、快速性：动态过程的时间长短 3、准确性：输入给定值和输出响应的终值之间的差别,小结： 1、自控制的基本