44控制系统的设计与实施课件.ppt
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- 关 键 词:
- 44 控制系统 设计 实施 课件
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1、一、控制系统设计的一般思路一、控制系统设计的一般思路二、控制系统的设计与实施案例二、控制系统的设计与实施案例引入:引入:如果如果要要在马桶内安装一个抽在马桶内安装一个抽气机,将马桶内的气体直接抽气机,将马桶内的气体直接抽到水箱内的水中,通过水的过到水箱内的水中,通过水的过滤,消除臭气。这样,由于马滤,消除臭气。这样,由于马桶内的空气流向发生变化,如桶内的空气流向发生变化,如厕时马桶内发出的声音也可得厕时马桶内发出的声音也可得到控制。到控制。一、控制系统设计的一般思路一、控制系统设计的一般思路 系统要达到的目标?系统要达到的目标?控制的对象?控制的对象?被控对象的特性?被控对象的特性?被控量和控
2、制量?被控量和控制量?外界的主要干扰因素?外界的主要干扰因素?怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现?怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现?设备和元件?设备和元件?控制系统的设计实施控制系统所需的实施控制系统所需的设备、元件等设备、元件等系统的成本分析系统的成本分析控制系统调试、控制系统调试、运行和评价运行和评价控制系统的控制系统的方案选择方案选择分析被控对象的分析被控对象的主要特征主要特征明确控制的目的明确控制的目的确定被控量、确定被控量、控制量控制量分析主要的干分析主要的干扰因素扰因素。1.1.设计一个控制系统,是选择开环控制还是设计一个控制系统,是选择开环控制还是闭环控制,应根据对控制
3、精度的要求以及条件的闭环控制,应根据对控制精度的要求以及条件的可行性而定。可行性而定。2.2.在控制系统设计过程中,被控对象的特性在控制系统设计过程中,被控对象的特性往往难以直接得到,通常是通过了解被控对象的往往难以直接得到,通常是通过了解被控对象的输入与输出之间的关系来分析它的基本特性,从输入与输出之间的关系来分析它的基本特性,从而确定控制器的运算方式而确定控制器的运算方式(暗箱方法暗箱方法)。3.3.一个控制系统中可能存在若干个干扰因素,一个控制系统中可能存在若干个干扰因素,需要分析主次,找出对系统影响最大的干扰因素。需要分析主次,找出对系统影响最大的干扰因素。一、控制系统设计的一般思路
4、4.4.被控量与控制量的确定是控制方案的关被控量与控制量的确定是控制方案的关键,对于简单控制系统,需要控制的量往往被确键,对于简单控制系统,需要控制的量往往被确定为被控量,控制量应选择可控的、对抑制干扰定为被控量,控制量应选择可控的、对抑制干扰因素和保持系统稳定又明显作用的量。因素和保持系统稳定又明显作用的量。5.5.执行器、检测器的选择:一是要根据被执行器、检测器的选择:一是要根据被控量和控制量的需求,二是要根据控制的条件进控量和控制量的需求,二是要根据控制的条件进行。行。设计要求:设计要求:电吹风能根据不同档位输出不同种类的风。电吹风能根据不同档位输出不同种类的风。案例分析案例分析1:电吹
5、风控制系统的设计:电吹风控制系统的设计设计分析:设计分析:被控对象被控对象电吹风电吹风被控量被控量风的速度和温度风的速度和温度控制量控制量电机的电压电机的电压干扰因素干扰因素房间温度、电源电压的波动房间温度、电源电压的波动工作过程:工作过程:电机、风扇、电机、风扇、电热丝电热丝设定电吹风的档位设定电吹风的档位(输入)(输入)风的速度和温度风的速度和温度(输出)(输出)设计要求:设计要求:控制控制输出的风输出的风速速。案例分析案例分析2:电风扇风速控制设计:电风扇风速控制设计设计分析:设计分析:1.电风扇风速控制这个系统要达到的目的是什么?电风扇风速控制这个系统要达到的目的是什么?2.控制的对象
6、是什么?被控对象有哪些特性?控制的对象是什么?被控对象有哪些特性?3.需要哪些零部件组成控制系统?被控量的控制需要哪些零部件组成控制系统?被控量的控制量分别是什么?量分别是什么?4.外界的干扰因素是什么?影响的程度有多大?外界的干扰因素是什么?影响的程度有多大?5.怎样做到经济实用?设计更安全?怎样做到经济实用?设计更安全?6.该控制系统各部件的设计还与什么有关该控制系统各部件的设计还与什么有关?案例分析案例分析3:抽水马桶水位自动控制:抽水马桶水位自动控制设计要求:设计要求:当水位达到某一指当水位达到某一指定高度时,进水口停止定高度时,进水口停止进水。进水。设计要求:当水位达到某一指定高度时
7、,设计要求:当水位达到某一指定高度时,进水口停止进水。进水口停止进水。设计分析:设计分析:根据设计要求,选择闭环控制系统。被控根据设计要求,选择闭环控制系统。被控对象是抽水马桶的水箱,被控量是抽水马桶水对象是抽水马桶的水箱,被控量是抽水马桶水箱水位的高度,控制量是进水管的水流量,水箱水位的高度,控制量是进水管的水流量,水箱水位的高度与进水量之间呈线形关系,主要箱水位的高度与进水量之间呈线形关系,主要干扰因素是水箱的出水流量。干扰因素是水箱的出水流量。方案构思:方案构思:采用浮球作为水位高度的检测装置。当采用浮球作为水位高度的检测装置。当水箱的水位低于水箱的某个高度时,出现水箱的水位低于水箱的某
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