材料成形檢測與控制電氣控制理論部分課件

材料成形檢測與控制電氣控制理論部分（1）自動控制理論基礎(chǔ)材料成形檢測與控制電氣控制理論部分（1）15-1引言一.自動控制的概念及應(yīng)用1.控制：是使某些物理量按指定的規(guī)律變化（包括保持恒定），以保證生產(chǎn)的安全性，經(jīng)濟性及產(chǎn)品質(zhì)量等要求的技術(shù)手段。2.自動控制：就是應(yīng)用自動化儀表或控制裝置代替人，自動地對機器設(shè)備或生產(chǎn)過程進行控制，使之達到預期的狀態(tài)或性能要求。5-1引言一.自動控制的概念及應(yīng)用2控制的復雜性控制的復雜性3煉鋼行業(yè)那么熱，怎么檢測呢？煉鋼行業(yè)那么熱，怎么檢測呢？4自動控制領(lǐng)域中的第一項重大成果18世紀JamesWatt(英國格拉斯哥大學儀器修理工)為控制蒸汽機速度而設(shè)計的離心調(diào)節(jié)器

自動控制領(lǐng)域中的第一項重大成果18世紀JamesWatt(51.1引言1.1引言65.1.1自動控制系統(tǒng)的基本概念一.自動控制系統(tǒng)

自動控制系統(tǒng)是指由控制裝置與被控對象結(jié)合起來的，能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮囊恍┪锢砹窟M行自動控制的一個有機整體。1.被控對象：（要求實現(xiàn)自動控制的機器設(shè)備或生產(chǎn)過程）2.被控制量：（指被控制系統(tǒng)所要控制的物理量，一般指系統(tǒng)的輸出量）3.給定值：（根據(jù)生產(chǎn)要求，被控制量需要達到的數(shù)值）4.擾動：（破壞控制量與被控制量之間正常函數(shù)關(guān)系的因素，稱為系統(tǒng)的擾動。如擾動來自外部，叫做外擾，如果擾動來自內(nèi)部，如系統(tǒng)中各元件參數(shù)的變化，稱為內(nèi)擾）給定值和擾動通稱為輸入量。5.控制裝置：（能夠?qū)Ρ豢貙ο笃鹂刂谱饔玫脑O(shè)備總稱）5.1.1自動控制系統(tǒng)的基本概念一.自動控制系統(tǒng)7基本概念基本概念85.1.2自動控制理論的發(fā)展1.經(jīng)典控制理論40~50年代形成適用于SISO（單輸入－單輸出）系統(tǒng)基于：二戰(zhàn)軍工技術(shù)目標：反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定基本方法：傳遞函數(shù)，頻率法，PID調(diào)節(jié)器(頻域)2.現(xiàn)代控制理論60~70年代形成適用于MIMO（多輸入－多輸出）系統(tǒng)基于：冷戰(zhàn)時期空間技術(shù)，計算機技術(shù)目標：最優(yōu)控制基本方法：狀態(tài)空間表達式5.1.2自動控制理論的發(fā)展1.經(jīng)典控制理論95.1.3原理方框圖表示比較元件或比較點，它的輸出量等于各輸入量的代數(shù)和，各輸入量若為“＋”號可以不標，若為“－”號必須在箭頭旁標注負號。引出點，表示信號在此分兩路，兩路信號相同，不存在分流問題。方框表示它所代表部分的名稱和功能，而不畫出具體結(jié)構(gòu)，用方框之間帶箭頭的直線說明各部分之間的信號傳遞控制器執(zhí)行機構(gòu)被控對象測量變速器-r給定值e偏差擾動被控量nc測量信號

5.1.3原理方框圖表示比較元件或比較點，引出點，表示信號在105.1.4開環(huán)控制系統(tǒng)1.定義：輸出量與輸入量之間沒有反向聯(lián)系，只靠輸入量對輸出量單向控制的系統(tǒng)叫開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制又可稱為前饋控制，因為控制作用是由輸入信號直接向前輸送，而不是由輸出信號回輸?shù)捷斎胄盘杹磉M行控制的，故稱為前饋控制。應(yīng)用:自動售貨機，自動洗衣機，自動流水線，包裝機等?？刂蒲b置被控對象控制量擾動被控制量5.1.4開環(huán)控制系統(tǒng)1.定義：輸出量與輸入量之間沒有反向聯(lián)115.1.5閉環(huán)控制系統(tǒng)1定義：輸出量與輸入量之間有反向聯(lián)系，靠輸入量與主反饋信號之間的偏差對輸出量進行控制的系統(tǒng)叫閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋：是把系統(tǒng)輸出量全部或一部分回送到輸入端，以增強或減弱輸入信號的效應(yīng)。電位器電壓放大器可控硅放大器直流電動機測速機Purubuk-n擾動ua5.1.5閉環(huán)控制系統(tǒng)1定義：輸出量與輸入量之間有反向聯(lián)系，125.1.6開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的比較開環(huán)控制系統(tǒng)：1.結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟2.調(diào)試方便3.抗干擾能力差，控制精度不高。閉環(huán)控制系統(tǒng)：1.系統(tǒng)具有糾正偏差的能力。2.抗擾性好，控制精度高。3.包含元件多，結(jié)構(gòu)復雜，價格高。4.參數(shù)應(yīng)選擇適當。開環(huán)＋閉環(huán)＝復合控制系統(tǒng)（兼有兩者的優(yōu)點，精度很高）5.1.6開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的比較開環(huán)控制系統(tǒng)：13復合控制系統(tǒng)復合控制系統(tǒng)145.1.7其他分類輸入信號變化規(guī)律恒值、隨動、程序控制