第一章 自动控制的一般概念 1
1 自动控制的基本原理与方式 1 、自动控制、系统、自动控制系统 ◎自动控制:是指在没有人直接参与的情况下,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(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控量)自 动地按照预定的规律(给定值)运行
◎系统:是指按照某些规律结合在一起的物体(元部件)的组合,它们相互作用、相互依存, 并能完成一定的任务
◎自动控制系统 :能够实现自动控制的系统就可称为自动控制系统,一般由控制装置和被 控对象组成
除被控对象外的其余部分统称为控制装置,它必须具备以下三种职能部件
•测 量元件:用以测 量被控量或干 扰 量
•比 较 元件:将 被控量与给定值进 行比 较
•执行元件:根据比较后的偏差,产生执行作用,去操纵被控对象
参与控制的信号来自三条通道,即给定值、干扰量、被控量
2、自动控制原理及其要解决的基本问题 ◎自动控制原理:是研究自动控制共同规律的技术科学
而不是对某一过程或对象的具体控 制实现(正如微积分是一种数学工具一样)
◎解决的基本问题: •建模:建立系统数学模型(实际问题抽象,数学描述) •分析:分析控制系统的性能(稳定性、动/稳态性能) •综合:控制系统的综合与校正——控制器设计(方案选择、设计) 3、自动控制原理研究的主要内容 经典控制理论 现代控制理论 研 究对象 单输入、单输出系统(SISO) 多输入、多输出系统(MIMO) 4 、室温控制系统 5 、控制系统的基本组成 ◎被控对象:在自动化领域,被控制的装置、物理系统或过程称为被控对象(室内空气)
◎控制装置:对控制对象产生控制作用的装置,也称为控制器、控制元件、调节器等(放大 器)
◎执行元件:直接改变被控变量的元件称为执行元件(空调器)
◎测量元件:能够将一种物理量检测出来并转化成另一种容易