反馈系统的基本概念优秀课件.ppt
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1、反馈系统的基本概念第1页,本讲稿共30页1-1 自动控制的基本方式1.开环控制系统 控制系统的输出对系统的控制作用没有影响。(1)按给定值进行控制 Fig.1-1a (2)按扰动补偿进行控制 Fig.1-1b 2闭环控制系统 Fig.1-2 控制系统的输出对系统的控制作用有影响,即控制器的输出作用于控制对象,控制对象的输出(系统的输出)将送回到控制器,控制器根据偏差进行控制。因此,又称为反馈控制反馈控制。返回本章第2页,本讲稿共30页1-1 自动控制的基本方式3复合控制 Fig.1-3 在一个控制系统中同时采用开环控制和闭环控制。开环控制粗调 闭环控制细调返回本节第3页,本讲稿共30页1-2
2、反馈控制系统的概念1.反馈控制系统的组成2.反馈控制系统的结构方框图3.反馈控制系统的分类返回本章第4页,本讲稿共30页1.反馈控制系统的组成1.控制对象:被控制的设备或过程(冷却器)。系统的输出就是指被控对象的输出(或称被控量)。2.控制器(或称调节器):根据偏差按一定规律输出控制量,送至执行机构。它有两个输入,即设定值输入和测量值输入。偏差=设定值测量值3.执行器(执行机构):接受控制器送来的控制信号,驱动调节机构,作用于被控对象。4.测量变送器(测量单元):将被控对象的物理输出量,即 被控量转换为标准信号输出(也称测量输出),送到调节器,作为反馈信号。Fig.1-5a返回本节第5页,本讲
3、稿共30页2.反馈控制系统的结构框图特点:(1)信号传递的单向性;(2)闭合回路(闭环系统);(3)负反馈:反馈通道的信号与前向通道的信号相减。反 之,则为正反馈。(4)控制单元根据偏差进行控制,因此又称偏差驱动。Fig.1-6 若控制单元、测量单元和执行单元合为一体,则称为 基地式控制仪表;若三者分开,则称为组合式控制仪 表。返回本节第6页,本讲稿共30页3.反馈控制系统的分类1.按给定值的形式:(1)定值控制;(2)程序控制;(3)随动控制。2.按动作方式:(1)连续控制;(2)断续控制(双位控制或多位控制)3.按控制精度:(1)有差调节;(2)无差调节4.按变量数:(1)单变量控制;(2
4、)多变量控制5.按系统性质:(1)线性控制系统;(2)非线性控制系统6.按应用理论:(1)基于经典理论的控制;(2)基于现代控制理论的控制(最优控制、自适应控制);(3)智能控制(模糊、神经、专家、自学习控制)返回本节第7页,本讲稿共30页1-3 自动控制的性能要求1自动控制系统的稳态和动态 稳态被控量不随时间而变化的平衡状态(也称静态)动态被控量随时间而变化的不平衡状态(也称瞬态)稳态(平衡)动态过程扰动变化平衡破坏控制作用克服扰动影响新稳态(平衡)返回本章第8页,本讲稿共30页1-3 自动控制的性能要求2自动控制系统的过渡过程 自动控制系统在动态过程中被控量随时间而变化的过程,或者说是从一
5、个平衡态过渡到另一个平衡态的过程。Fig.1-8 根据过渡过程的特点,控制系统可分为:(1)发散过程 (2)等幅振荡过程 Fig.1-14 (3)衰减过程 (4)非周期过程 其中,(1)、(2)称为不稳定过程;(3)、(4)称为稳定过程。返回本节第9页,本讲稿共30页3自动控制系统的典型输入信号 为便于系统分析,定义几种常见的系统输入信号:(1)阶跃输入:Fig.1-9 (2)速度输入:Fig.1-10 (3)加速度输入:Fig.1-11 (4)脉冲输入:Fig.1-12 (5)正弦输入:Fig.1-13 其中,阶跃输入对系统的工作最为不利。1-3 自动控制的性能要求返回本节第10页,本讲稿共
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