自動(dòng)控制技術(shù)概述概述

1、自動(dòng)控制的基本形式自動(dòng)控制的基本形式 最基本和最常用的控制方法最基本和最常用的控制方法PIDPID控制控制 自動(dòng)控制就是無須人的直接參與，通過控制裝置去自動(dòng)控制就是無須人的直接參與，通過控制裝置去自動(dòng)操縱機(jī)器、設(shè)備等，使其按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，自動(dòng)操縱機(jī)器、設(shè)備等，使其按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，完成要求的任務(wù)。完成要求的任務(wù)。 外部擾動(dòng)：電源電壓波動(dòng)，環(huán)境溫度變化等外部擾動(dòng)：電源電壓波動(dòng)，環(huán)境溫度變化等內(nèi)部擾動(dòng)：元器件老化、參數(shù)改變，工件體積和質(zhì)量變化等內(nèi)部擾動(dòng)：元器件老化、參數(shù)改變，工件體積和質(zhì)量變化等給定給定電位器電位器 給定給定電壓電壓 加熱爐加熱爐+-交流電源交流電源 電熱絲電熱絲功功率率放放

2、大大器器工件工件2.1.1 2.1.1 最簡(jiǎn)單的控制最簡(jiǎn)單的控制開環(huán)控制開環(huán)控制功率功率放大器放大器加熱爐加熱爐控制輸入控制輸入（給定電壓）（給定電壓）（電功率）（電功率）輸出量輸出量（爐溫）（爐溫）控制裝置控制裝置受控對(duì)象受控對(duì)象擾動(dòng)量擾動(dòng)量擾動(dòng)量擾動(dòng)量給定給定電位器電位器 給定給定電壓電壓 加熱爐加熱爐+-交流電源交流電源 電熱絲電熱絲功功率率放放大大器器工件工件給定給定電位器電位器 給定給定電壓電壓 加熱爐加熱爐+-交流交流電源電源 電熱絲電熱絲功功率率放放大大器器工件工件溫度溫度檢測(cè)檢測(cè)給定給定電位器電位器 控制量控制量 加熱爐加熱爐控制器控制器誤差誤差 e e 溫度變送器溫度變送器

3、變換電壓變換電壓 u uf f電熱絲電熱絲溫度溫度傳感器傳感器功功率率放放大大器器溫度信號(hào)溫度信號(hào)+-交流電源交流電源 給定電壓給定電壓u ur ru u輸出量輸出量 y y （爐溫）（爐溫） +-工件工件 控制器控制器加熱爐加熱爐爐溫檢測(cè)爐溫檢測(cè)u ur r擾動(dòng)擾動(dòng)y ye eu uf fu u相加點(diǎn)相加點(diǎn)( (綜合點(diǎn)綜合點(diǎn)) )檢測(cè)噪聲檢測(cè)噪聲給定給定電位器電位器 控制量控制量 加熱爐加熱爐控制器控制器誤差誤差 e e 溫度變送器溫度變送器 變換電壓變換電壓 u uf f電熱絲電熱絲溫度溫度傳感器傳感器功功率率放放大大器器溫度信號(hào)溫度信號(hào)+-交流電源交流電源 給定電壓給定電壓 u ur r

4、u u輸出量輸出量 y y （爐溫）（爐溫） +-工件工件正反饋例：音響系統(tǒng)、振蕩電路等正反饋例：音響系統(tǒng)、振蕩電路等有反饋信息（信號(hào)傳遞形成閉合回路），抗擾性有反饋信息（信號(hào)傳遞形成閉合回路），抗擾性好，控制精度高好，控制精度高負(fù)反饋（廣泛應(yīng)用），正反饋（很少用）負(fù)反饋（廣泛應(yīng)用），正反饋（很少用）受控受控對(duì)象對(duì)象反饋反饋信號(hào)信號(hào)溫度：被控量溫度：被控量給定給定信號(hào)信號(hào)比較比較環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)檢測(cè)環(huán)節(jié)檢測(cè)環(huán)節(jié)-給定給定電位器電位器 控制量控制量 加熱爐加熱爐控制器控制器誤差誤差 e e 溫度變送器溫度變送器 變換電壓變換電壓 u uf f電熱絲電熱絲溫度溫度傳感器傳感器功功率率放放大大器器溫度信號(hào)溫

5、度信號(hào)+-交流電源交流電源 u u輸出量輸出量 y y （爐溫）（爐溫） +工件工件控制裝置控制裝置受控對(duì)象受控對(duì)象檢測(cè)環(huán)節(jié)檢測(cè)環(huán)節(jié)給定信號(hào)給定信號(hào)擾動(dòng)擾動(dòng)反饋信號(hào)反饋信號(hào)控制量控制量誤差誤差被控量被控量+ +- -水位水位 y y出水出水閥門閥門誤差誤差進(jìn)水進(jìn)水水箱水箱放大器放大器M電機(jī)電機(jī)給定電位計(jì)給定電位計(jì)反饋控制舉例：全自動(dòng)燃?xì)鉄崴鞣答伩刂婆e例：全自動(dòng)燃?xì)鉄崴魇謩?dòng)調(diào)節(jié)手動(dòng)調(diào)節(jié)全自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)：全自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)：自動(dòng)根據(jù)水溫調(diào)節(jié)自動(dòng)根據(jù)水溫調(diào)節(jié)火力火力進(jìn)水進(jìn)水出水出水進(jìn)氣進(jìn)氣燃?xì)鉄崴髟韴D燃?xì)鉄崴髟韴D反饋控制舉例：電冰箱的溫度控制反饋控制舉例：電冰箱的溫度控制繼電繼電控制器控制器溫

6、度檢測(cè)溫度檢測(cè)反饋控制舉例：樓房恒壓供水反饋控制舉例：樓房恒壓供水水水泵泵調(diào)速調(diào)速控制器控制器進(jìn)水進(jìn)水至用水戶至用水戶水壓檢測(cè)水壓檢測(cè)流量檢測(cè)流量檢測(cè)還有哪些你知道的還有哪些你知道的反饋控制系統(tǒng)例？反饋控制系統(tǒng)例？功率功率放大器放大器加熱爐加熱爐輸出輸出電壓電壓爐溫爐溫控制控制電壓電壓擾動(dòng)擾動(dòng)電源電壓電源電壓波動(dòng)波動(dòng)給定給定電位器電位器給定給定電壓電壓擾動(dòng)擾動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)補(bǔ)償補(bǔ)償調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器功率功率放大器放大器加熱爐加熱爐輸出輸出電壓電壓爐溫爐溫補(bǔ)償與反饋相結(jié)合的爐溫復(fù)合控制系統(tǒng)補(bǔ)償與反饋相結(jié)合的爐溫復(fù)合控制系統(tǒng)爐溫爐溫檢測(cè)檢測(cè)控制控制電壓電壓擾動(dòng)擾動(dòng)給定給定電位器電位器控制器控制器給定給定電壓電壓誤差誤差反饋電壓反饋電壓電源電壓電源電壓波動(dòng)波動(dòng)擾動(dòng)擾動(dòng)檢測(cè)檢測(cè)補(bǔ)償補(bǔ)償調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 補(bǔ)償控制屬于開環(huán)控制，補(bǔ)償效果取決補(bǔ)償控制屬于開環(huán)控制，補(bǔ)償效果取決于設(shè)計(jì)是否準(zhǔn)確，而且僅對(duì)特定可測(cè)擾動(dòng)于設(shè)計(jì)是否準(zhǔn)確，而且僅對(duì)特定可測(cè)擾動(dòng)有效，一般擾動(dòng)要靠反饋控制來抑制。有效，一般擾動(dòng)要靠反饋控制來抑制。+ +- -水位水位 y y出水出水閥門閥門誤差誤差進(jìn)水進(jìn)水水箱水箱放大器放大器M電機(jī)電機(jī)給定電位計(jì)給