第章 自動控制方式

第2章自動化的核心

——自動控制

1本章內(nèi)容自動控制的基本形式

開環(huán)控制，閉環(huán)控制，補(bǔ)償控制最基本和最常用的控制方法——PID控制

比例、積分、微分控制

最熱門的控制方法——智能控制

專家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

自動控制的發(fā)展概況

技術(shù)、理論

2什么是自動控制？

自動控制與自動化的關(guān)系和區(qū)別：自動控制是自動化的重要組成部分；自動化強(qiáng)調(diào)的是代替人完成任務(wù)，而自動控制強(qiáng)調(diào)的則是控制，通過控制使某些變量（如溫度、速度、壓力、位置、運(yùn)動軌跡等）按要求變化。自動控制就是無須人的直接參與，通過控制裝置去自動操縱機(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)。32.1自動控制的基本形式4例：電加熱爐的爐溫控制外部擾動：電源電壓波動，環(huán)境溫度變化等內(nèi)部擾動：元器件老化、參數(shù)改變，工件體積和質(zhì)量變化等給定電位器

～給定電壓加熱爐+-交流電源電熱絲功率放大器工件2.1.1最簡單的控制——開環(huán)控制5特點(diǎn)：沒有反饋，結(jié)構(gòu)簡單，但抗擾性差，控制精度低原理圖：方塊圖：功率放大器加熱爐控制輸入（給定電壓）（電功率）輸出量（爐溫）控制裝置受控對象擾動量擾動量給定電位器

～給定電壓加熱爐+-交流電源電熱絲功率放大器工件62.1.2自動控制的精髓——反饋控制例：電加熱爐的爐溫反饋控制（人作為控制器）給定電位器

～給定電壓加熱爐+-交流電源電熱絲功率放大器工件溫度檢測根據(jù)爐溫的高低調(diào)節(jié)給定電壓，從而調(diào)節(jié)溫度7給定電位器

～控制量加熱爐控制器誤差e

溫度變送器

變換電壓uf電熱絲溫度

傳感器功率放大器溫度信號+-交流電源

給定電壓uru輸出量y（爐溫）+-工件注：反饋控制又稱為“閉環(huán)控制”電加熱爐的爐溫反饋控制（自動控制）8方塊圖：

原理圖：控制器加熱爐爐溫檢測ur擾動y－eufu相加點(diǎn)(綜合點(diǎn))檢測噪聲給定電位器

～控制量加熱爐控制器誤差e

溫度變送器

變換電壓uf電熱絲溫度

傳感器功率放大器溫度信號+-交流電源

給定電壓uru輸出量y（爐溫）+-工件9正反饋例：音響系統(tǒng)、振蕩電路等反饋止控制采的特武點(diǎn)：有反周饋信法息（就信號鈴傳遞話形成胖閉合酸回路欄），執(zhí)抗擾型性好篇，控牛制精姜度高反饋謀形式莊：負(fù)反草饋（哄廣泛惹應(yīng)用數(shù)），潑正反垮饋（習(xí)很少論用）10反饋配系統(tǒng)貧的相崇關(guān)術(shù)哈語：受控森對象反饋汗信號溫度偶：被澤控量給定禮信號比較債環(huán)節(jié)檢測環(huán)節(jié)-給定電位器

～控制量加熱爐控制器誤差e

溫度變送器

變換電壓uf電熱絲溫度

傳感器功率放大器溫度信號+-交流電源u輸出量y（爐溫）+工件11控制裝置受控對象檢測環(huán)節(jié)給定信號擾動－反饋信號控制量誤差被控量反饋每控制徒系統(tǒng)奔的基渡本結(jié)晃構(gòu)：12反饋換控制挽系統(tǒng)鄉(xiāng)豐舉例軌：水遼箱的斗水位楚控制+-水位y出水閥門誤差進(jìn)水水箱放大隊(duì)器M電機(jī)給定責(zé)電位莖計(jì)方塊脹圖？13反饋亦控制透舉例陷：全念自動凈燃?xì)饩茻崴哑魇謩雨囌{(diào)節(jié)全自遞動反揪饋調(diào)掉節(jié)：自動餡根據(jù)叔水溫黃調(diào)節(jié)扛火力進(jìn)水出水進(jìn)氣燃?xì)鉄崴髟韴D14反饋每控制且舉例分：電午冰箱紐奉的溫龍度控辜制繼電控制器溫度檢測15反饋齡控制做舉例窄：樓頌房恒魄壓供擋水水泵調(diào)速

控制器進(jìn)水至用水戶水壓檢測流量檢測16其他臉反饋昏控制觸的例貧子：人走帳路、伐騎車而、駕算車等數(shù)控如機(jī)床璃自動輝加工往零件交通抄信號嘆反饋椅控制雷達(dá)膝火炮零系統(tǒng)蠅自動逐跟蹤尚飛機(jī)人的繩體溫斬、呼裝吸、毒心跳類等教學(xué)深過程痰、人錦才培故養(yǎng)過輩程人口刻控制挖、扶經(jīng)濟(jì)鉛控制…還有拖哪些震你知攤道的幅反饋蝦控制憶系統(tǒng)吧例？172.堵1.襖3即時宰糾偏—補(bǔ)償伸控制例：稅電加偵熱爐許對電慈源電棵壓波灶動的濟(jì)補(bǔ)償努控制電源黨電壓識↑輸出銅電壓憐↑，錯但補(bǔ)保償調(diào)薯節(jié)器堂使控魔制電韻壓↓輸出沿電壓時基本占不變溫度浩基本階不變功率放大器加熱爐輸出電壓爐溫控制電壓擾動電源電壓波動給定電位器給定電壓擾動檢測補(bǔ)償調(diào)節(jié)器補(bǔ)償臨控制苗的特釋點(diǎn)：讓提供嶄一個峰控制惕作用爽來盡稻量抵能消擾風(fēng)動對耀系統(tǒng)炭的影緒響，辟抑制話擾動知比反膛饋控影制更認(rèn)及時架。18功率放大器加熱爐輸出電壓爐溫補(bǔ)償與反饋相結(jié)合的爐溫復(fù)合控制系統(tǒng)爐溫檢測控制電壓擾動給定電位器控制器給定電壓誤差反饋電壓電源電壓波動擾動檢測補(bǔ)償調(diào)節(jié)器補(bǔ)償需控制鈴屬于糖開環(huán)丟控制寶，補(bǔ)判償效耐果取嘗決于寸設(shè)計(jì)善是否達(dá)準(zhǔn)確技，而摟且僅趨對特植定可啊測擾我動有綢效，閑一般著擾動謊要靠偷反饋橫控制葡來抑附制。19復(fù)合侵控制動系統(tǒng)皺例：銀水箱燙的水妖位反堪饋控基制+針對砌出水次流量昨變化導(dǎo)的補(bǔ)統(tǒng)償控剝制+-水位y出水閥門誤差進(jìn)水水箱放大器M電機(jī)給定電位計(jì)出水流量檢測補(bǔ)償調(diào)節(jié)器出水流量變化補(bǔ)償調(diào)節(jié)改變閥門開度水位基本不變比單餐純的麥反饋助調(diào)節(jié)遇更快勿、更西及時趣！20補(bǔ)償填控制窮可更看快地顛及時李抑制廢可測餅擾動室對輸凱出的輕影響牢（對緣瑞其他中擾動洞沒有棍抑制緣瑞作用渴）；反饋精控制差可抑握制一