电器控制第十一章课件.ppt

1、11-1 开环控制和闭环控制 11-2 自动控制系统的组成及示例 11-3 自动控制系统的分类 11-4 自动控制系统的性能指标 一、开环控制1、定义:开环控制是指控制装置与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用的控制过程。2、特点:没有进行自动修正的能力、是一种最简单的控制方式。一、开环控制3、工作原理：直流电压U经电位器RP分压后电压Ur送入放大器，放大器输出电压Uc给触发器，改变Uc即可改变触发器的脉冲相位，从而改变晶闸管控制角，使晶闸管整流器输出电压发生相应的变化，因此直流电动机的转速n随之变化。一、开环控制4、扰动对其的影响：在扰动的作用下，直流电动机的转速n发生变化，使Ur

2、所对应的期望转速值出现了偏差，为了维持原来的转速值，就必须人为地改变电位器的分压，使电动机的转速恢复到扰动前的数值。如果在这种扰动作用下，没有人的干预，输出量将不能按照给定输入所期望的状态去工作。二：闭环控制l1、概述：闭环控制是 指控制装置与被控对象 之间既有正向控制作用，又有反馈控制作用的控制过程。也就是在系统的输出端，通过反馈回路，能使输出量对系统输入端施加影响的系统。闭环控制系统实质上是一个反馈控制系统，是一个按偏差调节的负反馈控制系统 二：闭环控制l2、工作原理：电动机轴上联接一台永磁式直流测速发电机TG。此测速发电机输入转速，输出电压经电位器RP2分压后的电压为Uf，Uf与反极性U

3、r串联。当Uf不变时，突然增加负载转矩，使n及Uf相继下降，从而使Ue、Uc相继增加，被控对象直流电动机的转速n回升，使n趋向期望值。上述突加扰动量后，转速回升的过程称为抗扰过程，可以说闭环控制系统增强了抗扰动能力。l小结v 开环控制是一种简单的无反馈控制方式。在开环控制系统中只存在控制装置对被控对象的单方向控制作用，不存在输出量对输入量的反向作用。开环系统对扰动缺乏抑制能力。但开环系统结构简单，比较容易设计和调整。可用于输入量与输出量关系为已知，内外扰动对系统影响不大并且控制精度要求不高的场合。v 闭环控制是一种反馈控制，在控制过程中对输出量不断测量，并将其反馈到输入端与给定值比较，利用放大

4、后偏差信号产生控制作用。闭环系统的控制精度在很大程度上由形成反馈的测量元器件的精度决定。在这方面，闭环系统具有开环系统无可比拟的优点，故应用极广。但与此同时，反馈的引入使本来稳定运行的开环环节可能出现强烈的振荡，甚至不稳定。一、自动控制系统的组成一、自动控制系统的组成 二、自动控制二、自动控制系统的示例系统的示例 l下面通过函数记录仪典型示例说明自动控制系统的工作过程和组成。一、分类顺序自动控制（1）时间顺序控制 （2）条件顺序控制反馈自动控制顺序是按时间来编排的，当前一阶段控制动作结束，再经过一定时间之后转移到下一动作。顺序根据前一阶段的控制结果，选定下一阶段所要完成的控制动作，并转到下一阶

5、段工作。1按照输入量的变化的规律，可以将控制系统分为三类 （1）恒值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2按照被控量来分类 （1）以机械运动为主要生产方式，以电动机为被控对象的“电力拖动自动控制系统”。其中包括恒值控制系统及随动控制系统。（2）工业生产过程自动控制（简称过程控制）。被控量是温度、压力、流量等所谓的过程控制量。3按照信号作用特点分类 （1）连续控制系统 （2）断续控制系统 4按照元件特性分类 （1）线性系统 （2）非线性系统 5按照自动控制系统的功能分类 （1）自动调节系统（恒值控制系统）（2）最优控制系统 （3）自适应控制系统 （4）自学习系统 反馈自动控制分类一

6、、系统的稳定性一、系统的稳定性l所谓系统的稳定性，是指系统从本质上讲是稳定的还是不稳定的。l如果系统没有任何扰动或输入信号的作用，系统的输出量在某一状态上保持平衡，当受到扰动作用后，输出量将偏离原来的平衡位置，但最终又返回到它的平衡状态，那么这种系统就是稳定的系统。二、系统的动态性能指二、系统的动态性能指标标l在控制理论中，把动态过程的好坏称为动态品质。l（1）上升时间tr l（2）峰值时间tp l（3）调节时间ts l（4）超调量p l上升时间tr、调节时间ts可表征系统响应的速度和灵敏度，超调量p则表示系统的相对稳态性。三、系统的稳态性能指标三、系统的稳态性能指标l 稳态误差反映控制系统跟随输入信号或抑制扰动信号的能力和准确度，它是衡量系统稳态性能的一个重要指标。v自动控制系统有开环控制和闭环控制两种最基本的形式。开环控制是一种最简单的控制方式；闭环控制是指控制装置与被控对象之间既有正向控制作用，又有反馈控制作用的控制过程，v一般说来，一个自动控制系统均由输入元件、比较元件、被控对象、校正装置、反馈元件和放大、变换、执行元件组成。v研究和分析自动控制系统的性能及指标,主要包括系统的稳定性、系统的动态性能指标和系统的稳态性能指标三个方面。