1.2反饋與閉環(huán)控制

1、1.2 反饋與閉環(huán)控制一、反饋的概念反饋有正反饋和負(fù)反饋之分。反饋 把取出的輸出量送回輸入端，并與輸入信號相比較產(chǎn) 生偏差信號的過程，稱為反饋。若反饋的信號與輸入信號相 減，使產(chǎn)生的偏差越來越小，則稱為負(fù)反饋；反之，則稱為 正反饋。反饋控制 ? 反饋控制是這樣一種控制過程，它能夠在存在 擾動的情況下，力圖減小系統(tǒng)的輸出量與參考輸入量（也稱 參據(jù)量）（或者任意變化的希望的狀態(tài)）之間的偏差，而且 其工作正是基于這一偏差基礎(chǔ)之上的。在這里，反饋控制僅 僅是對無法預(yù)計的擾動（既那些預(yù)先無法知道的擾動）而設(shè) 計的，因為對于可以預(yù)計的或是已知的擾動來說，總是可以 在系統(tǒng)加以校正的，因而對于他們的測量是完全

2、不必要的。 反饋控制 就是采用負(fù)反饋并利用偏差進(jìn)行控制的過程，而 且由于引入了被反饋量的反饋信息，整個控制過程成為閉合 的，因此反饋控制也稱為閉環(huán)控制。凡是系統(tǒng)輸出信號對控制作用有直接影響的系統(tǒng)，都稱為閉 環(huán)系統(tǒng)。二、 ?反饋控制系統(tǒng)的基本組成反饋控制系統(tǒng)是由各種結(jié)構(gòu)不同的系統(tǒng)部件組成的。從完成“自動控制”這一職能看，一個控制系統(tǒng)必然包含被控對象和控制裝置兩個部分。控制裝置由具有一定職能的各種基本元件組成的。在不同系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)完全不同的元部件都可以具 有相同的職能。組成系統(tǒng)的元部件按職能分類主要有以下幾 種。測量元件：其職能是測量被控制的物理量，如果這個物理量 是非電量，一般再轉(zhuǎn)換為電量。給定

3、元件：其職能是給出與期望的被控量相對應(yīng)的系統(tǒng)輸入 量（即參據(jù)量） 。比較元件：把測量元件檢測的被控量實際值與給定元件給出 的參據(jù)量進(jìn)行比較，求出它們之間的偏差。放大元件：將比較元件給出的偏差進(jìn)行放大，用來推動執(zhí)行 元件去控制被控對象。執(zhí)行元件：直接推動被控對象，使其被控量發(fā)生變化。用來 作為執(zhí)行元件的有閥、電動機(jī)、液壓馬達(dá)等。校正元件： 亦稱補(bǔ)償元件， 它是結(jié)構(gòu)或參數(shù)便于調(diào)整的元件， 用串聯(lián)或反饋的方式連接在系統(tǒng)中，以改善系統(tǒng)性能。一個典型的反饋控制系統(tǒng)基本組成，用“O”號代表比較元件，它將測量元件檢測到的被控量與參據(jù)量進(jìn)行比較，“”號代 表兩者符號相反，即負(fù)反饋；“ +”號代表兩者符號相同，即正 反饋。信號沿箭頭方向從輸入端到達(dá)輸出端的傳輸通路稱前向通路；系統(tǒng)輸出量經(jīng)測量元件反饋到輸入端的傳輸通路稱主反饋 通路。前向通路與主反饋通路共同構(gòu)成主回路。此外，還有局部反 饋通路以及由它構(gòu)成的內(nèi)回路。包含一個主反饋通路的系統(tǒng) 稱單回路系統(tǒng)；有兩個或兩個以上反饋通路的系統(tǒng)稱多回路 系統(tǒng)。擾動：一般加到反饋控制系統(tǒng)上的外作用有兩種類型，一種 是有用輸入，一種是擾動。有用輸入決定系統(tǒng)被控量的變化 規(guī)律，例如，參據(jù)量；而擾動是系統(tǒng)不希望有的外作用，它 破壞有