2012年造價工程師《技術與計量》(安裝)第八章(10)
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第五節 自動控制系統$lesson$
一、自動控制系統基本概念
(一)自動控制系統的組成
1.被控對象：是控制系統所控制和操縱的對象，它接受控制量并輸出被控量。
2.控制器：接收變換和放大后的偏差信號，轉換為被控對象進行操作的控制信號。
3.放大變換環節：將偏差信號變換為適合控制器執行的信號。它根據控制的形式、幅值及功率來放大變換。
4.校正裝置：為改善系統動態和靜態特性而附加的裝置。如果校正裝置串聯在系統的前向通道中，稱為串聯校正裝置;如果校正裝置接成反饋形式，稱為并聯校正裝置，又稱局部反饋校正。
5.反饋環節：用來測量被控量的實際值，并經過信號處理，轉換為與被控量有一定函數關系，且與輸入信號同一物理量的信號。反饋環節一般也稱為測量變送環節。
6.給定環節：產生輸入控制信號的裝置。
(二)自動控制系統的常用術語
二、開、閉環及復合控制系統
控制系統按其結構可分為開環控制系統、閉環控制系統和復合控制系統。
(一)開環控制系統
--開環控制是指控制裝置與被控對象之間只有順向作用，而沒有反向聯系的控制過程，即需要控制的是被控對象的某一量(被控量)，而測量的只是給定信號，被控量對于控制作用沒有任何影響的系統。結構圖如圖8.5.2所示。
開環控制系統結構簡單、穩定性好，但不能自動補償擾動對輸出量的影響。當系統擾動量產生的偏差可以預先進行補償或影響不大時，采用開環系統控制是有利的。
--當擾動量無法預計或控制系統的精度達不到預期要求時，則采用閉環控制。
(二)閉環控制系統
--閉環控制是有被控量反饋的控制系統，其結構框圖如圖8.5.3所示。
從系統中信號流向看，系統的輸出信號沿反饋通道又回到系統的輸入端，構成閉合通道，故稱閉環控制系統或反饋控制系統。
閉環控制方式，無論是由于干擾造成，還是由于結構參數的變化引起被控量出現偏差，系統就利用偏差去糾正偏差，故這種控制方式為按偏差調節。
閉環控制系統的突出優點是利用偏差來糾正偏差，使系統達到較高的控制精度。
(三)復合控制系統
當生產機構對自動控制系統提出很高的要求時，單獨采用開環控制或者閉環控制實現都是有困難的。
--可以設計一種開環控制和閉環控制相結合的復合控制系統，如圖8.5.4所示。圖中圓圈代表比較器;負號代表負反饋。在這種系統中，帶有負反饋的閉環起主要的調節作用。開環控制部分，可以按輸入量進行控制或按擾動量進行控制(當擾動量可測量時)。
三、自動控制系統的性能指標
(一)自動控制系統的評價指標
1.穩定性(穩)
2.穩態精度(準)
3.動態過程(好)
四、自動控制系統的類型
自動控制系統的種類很多，其結構性能和完成的任務各不相同，因此有多種分類方法，下面介紹幾種常見的分類。
(一)按信號流向劃分
1.開環控制系統
2.閉環控制系統
(二)按系統輸入信號劃分
1.恒值調節系統
這種系統的特征是輸入量為一恒值，通常稱為系統的給定值。
--控制系統的任務是盡量排除各種干擾因素的影響，使輸出量為給定值(期望值上。如工業工程中恒溫、恒壓、快速等控制系統。
2.隨動系統
該系統的控制輸入量是一個事先無法確定的任意變化量，
--要求系統的輸入量能迅速平穩地復現或跟蹤輸入信號的變化。
如雷達天線的自動跟蹤系統和高炮自動瞄準系統就是典型的隨動系統。
3.程序控制系統
系統的控制輸入信號不是常值，而是事先確定的運動規律，編成程序裝在輸入裝置中，即控制輸入信號的是事先確定的程序信號，控制的目的是被控對象的控制量按照要求的程序動作。如數控機床就屬此類系統。
(三)按數學特性劃分
1.線性系統
2.非線性系統
(四)按信號連續性劃分
1.連續系統
2.離散系統
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