自动控制系统的的基本原理与结构.ppt

三.闭环控制系统的结构原理图图1-6闭环控制系统组成框图图中，用“”代表多路信号汇合点，“+”表示信号相加，“-”表示信号相减。测量元件：其职能是测量被控制的物理量;给定元件：其职能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参据量）。比较元件：把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据量进行比较，求出它们之间的偏差。放大元件：将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。执行元件：直接推动被控对象，使其被控量发生变化。校正元件：亦称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善系统性能。图1-8直流电动机转速闭环控制方框图图1-7直流电动机转速闭环控制系统工作原理分析：当系统受到扰动影响，如电动机的负载转矩TL↑→流经电动机电枢中的电流Id↑→电枢电阻上的压降↑→n↓→Uf↓→△U=(Ug-Uf)↑→Uk↑→Ud↑→n↑图1-8直流电动机转速闭环控制方框图12例图1-17是一个控制导弹发射架方位的角位置随动系统原理图。图中，电位器P1,P2并联后跨接到同一电源E0的两端，其滑臂分别与输入轴和输出轴相连接，以组成方位角的给定装置和反馈装置。输入轴由手轮操纵，输出轴则由电动机经减速器后带动，电动机采用电枢控制方式工作。它的原理框图如图1-18所示。图1-17角位置随动系统的原理图图1-17角位置随动系统的原理图图1-17角位置随动系统的原理图图1-18角位置随动系统的方框图2．工作原理分析：当发送电位器P1与接收电位器P2的转角相等，即导弹发射架的方位角与输入轴方位角一致时，Ue=Ui-Uo=Ua=0，此时，两环形电位器组成的桥式电路处于平衡状态，无电压输出，表示此时跟踪无偏差，电动机不动，系统处于静止状态。工作原理分析：当摇动手轮使电位器P1的滑臂转过一个输入角的瞬间，由于输出轴的转角,于是出现了一个误差角，该误差角通过电桥P1，P2转换成偏差电压，经放大后驱动电动机转动，在通过减速器带动导弹发射架转动的同时，通过输出轴带动电位器P2的滑臂向要求的方向偏转，直到为止。此时，，偏差电压，系统达到新的平衡状态，电动机停止转动，这时，导弹发射架停留在相应的发射角上。只要，偏差就会产生调节作用，控制的结果是消除偏差，使输出量严格地跟随输入量而变化，从而达到角位置跟踪的目的。1．各组成元件功能分析：给定量：手轮的角位移被控对象：导弹发射架被控量：导弹发射架的角位移控制装置：给定元件—发送电位器测量与比较元件—电位器P1，P2,把系统的输入与输出的位置信号转换成与之成比例的电压信号，并进行比较执行元件—电动机与减速器四.闭环控制的特点：①按偏差控制原则②信号传递是双方向的：既有输入量对输出量的作用，又有输出量对输入量的作用。控制信号控制器被控对象测量元件扰动量输入量反馈量偏差量输出量③系统具有服从给定,抵抗扰动的能力。④提高了控制精度。控制信号控制器被控对象测量元件扰动量输入量反馈量偏差量输出量复合控制实质上是在闭环控制回路的基础上附加一个输入信号或扰动信号的前馈通路，对该信号实行加强或补偿以提高系统的控制精度。将开环和闭环控制结合在一起构成开环—闭环控制方式，称为复合控制。复合控制定义：1.2.4复合控制系统图1-9按输入信号补偿的复合控制系统方框图按输入信号补偿的复合控制是一种对控制能力的加强作用。通常，补偿装置可提供一个输入信号的微分作用，并作为前馈控制信号，与原输入信号一起对被控对象进行控制，以提高系统的跟踪精度。按输入信号补偿的复合控制系统123控制器被控对象扰动量输入量反馈量偏差输出量2.按扰动信号补偿的复合控制系统补偿器＋图1-10按扰动信号补偿的复合控制系统方框图按扰动作用补偿的补偿装置，能够在可测扰动对系统的不利影响产生前，提供一个控制作用以抵消扰动对系统输出的影响。3.复合控制特点：logo①控制精度高。②可抑制几乎所有的可测扰动量。例图1-23是一个谷物湿度自动控制系统示意图。它