自动控制系统示例.ppt

1. 函数记录仪，XY记录仪，地震监测记录仪
1-2 自动控制系统示例
笔
RQ
RM
△u = u r- up
△u r
u r
up
记录仪桥式检测电路示意图
位移检测
伺服
-
传动
测速
ur
放大
位移
-
笔
△u
up
图1-9 函数记录仪方框图
P8，图1-8
ur
t
1
P9，图1-10
2. 飞机自动驾驶仪系统，俯仰角控制系统
⑷ 内回路是舵角随动系统；
图1-11 俯仰角控制系统方框图
垂直陀螺仪
-
飞机
舵角反馈
舵机
放大
给定
-
扰动
⑴ 飞机以给定的俯仰角水平飞行；
⑵ 当俯仰角不为零时，垂直陀螺仪输出
⑶ 当俯仰角达到 ，稳态时，舵角为零；
外回路是俯仰角随动系统；
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假设在额定负载 I0=100安培时，发电机两端的电
增大为 I1=120安培，哪种调压系统能够保证稳态
压均为V0=110伏特。问当负载变化后，例如负载(a) (b)
图1-20 自动调压系统
负载
K
K
负载
G
G
SM
If
If
V1
V1
I1
I1
ur
ur
△Va
Vb
Uf
时，发电机两端的电压V1=110伏特？
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压，当V1≠ V0时，经放大器调整发电机的激磁电
解：两种自动调压系统都监视着发电机两端的电
流 If ，力图使V1= V0 。两种调压系统调整激磁电
△Va 的积分值， 直到△Va=V1-V0= 0 , If 保持在使
精确地保证V1=110伏特。
流 If 的方法不同。
系统(a)：激磁电流 If 的改变量是放大器输入
V1=V0的数值上；
该系统不可能在负载偏离额定值时(I1=120安培 )，
系统(b)：激磁电流 If 的改变量是放大器输入
△Vb= V1-V0 的比例值，不能达到△Vb= 0，V1< V0 。
称(a)为无差系统，(b)为有差系统。
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试分析系统保持电炉温度恒定的工作过程，指
并画出系统的方框图。
出系统的被控对象、被控量及各部件的作用，图1-22 电炉温度控制系统
220v
～
+给定-
功率
SM
电压
电炉
热电偶
电阻丝
调压
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系统工作原理：若电炉内的温度低于设定温
度，热电偶电势小于设定电压，经电压放大和功
系统中，电炉是被控对象，被控量是炉内温
度。
可以是控制装置的组成部分。
率放大，驱动伺服电机，使调压器的输出电压加
解：系统方框图为
控制装置
热电偶
-
电炉
温度设定+
炉内温度
加大，电热丝产生更多的热量，使炉温升到设定
值。
除电炉、热电偶和给定装置（电压）外，都
反之，伺服电机反转，炉温降到设定值。
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依据信号的连续性分类：
1-3 自动控制系统的分类和命名
连续系统，系统中的信号均是时间连续函数；
依据系统的线性性质分类：
线性系统，系统的动态特性可用线性微分或差
非线性系统，不能用线性方程描述的系统。
离散系统，系统中含有离散信号（在时间上不
分方程描述；
连续的信号）。
依据系统参数特征分类：
定常系统，也称为时不变系统，系统的参数都
时变系统，系统中有的参数是时间函数。
是常数；
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例如，线性连续定常系统，这类系统是本课
以系统性质命名
程讨论的主要系统；
线性时变系统等等****题1-10)
非线性定常系统；
线性离散
定常系统；
非线性时变
线性定常
线性时变
线性定常
非线性定常
线性时变
线性时变
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依据控制目标分类：
恒值控制系统，系统的参考输入信号是恒值，
程序控制系统，系统的参考输入信号是事先已
最优控制系统，使控制系统的指定目标函数最
随动控制系统，系统的参考输入信号是已知或
知的时间信号。
控制目标是保持系统输出不变。
依据被控对象、被控量、主要组成部件、控制器
优(通常是取值最小)。
设计方法、控制行为和系统所有者等命名：
输出及时准确地跟随参考输入变化。
未知的时间信号，控制目标是保证系统
例如，火炮随动系统；锅炉液位控制系统；
粮食烘干塔微机监控系统；等等。(P16****题)
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基本要求： ⑴ 稳定性；⑵ 快速性；⑶ 准确性 。
1-4 对自动控制系统的基本要求
tp
c(t)
t
0
u(t)
u(t)