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自动控制系统_自动控制系统原理_自动控制系统组成

来源:互联网 作者:chenzhi 浏览:3058

标签:

摘要: 自动控制系统(automatic control systems)是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。简称自控系统。

  原理:

  自动控制(原理)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器、设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。

自动控制系统.jpg

  自动控制系统

  为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的整体,这就是自动控制系统。在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度、压力或飞行轨迹等;而控制装置则是对被控对象施加控制作用的相关机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

  反馈控制系统

  在反馈控制系统中,控制装置对被控装置施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。

  下面是一个标准的反馈模型:

  开方:

  公式:X(n+1)=Xn+(A/Xn^2-Xn)1/3设A=5,开3次方

  5介于1^3至2^3之间(1的3次方=1,2的3次方=8)

  X_0可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0都可以。例如我们取2.0。按照公式:

  第一步:X1={2.0+[5/(2.0^2-2.0]1/3=1.7.}。即5/2×2=1.25,1.25-2=-0.75,0.75×1/3=0.25,输入值大于输出值,负反馈

  2-0.25=1.75,取2位数字,即1.7。

  第二步:X2={1.7+[5/(1.7^2-1.7]1/3=1.71}.。

  即5/1.7×1.7=1.73010,1.73-1.7=0.03,0.03×1/3=0.01,输入值小于输出值正反馈

  1.7+0.01=1.71。取3位数字,比前面多取一位数字。

  第三步:X3={1.71+[5/(1.71^2-1.71]1/3=1.709} 输入值大于输出值,负反馈

  第四步:X4={1.709+[5/(1.709^2-1.709]1/3=1.7099} 输入值小于输出值正反馈

  这种方法可以自动调节,第一步与第三步取值偏大,但是计算出来以后输出值会自动减小;第二步,第四步输入值偏小,输出值自动增大。X4=1.7099.

  当然也可以取1.1,1.2,1.3,……1.8,1.9中的任何一个。

  同时,自动控制原理也是高等院校自动化专业的一门主干课程,是学习后续专业课的重要基础,也是自动化专业硕士研究生入学考试必考的课程。

  组成:

  自动控制系统主要由:控制器,被控对象,执行机构和变送器四个环节组成。

自动控制系统.jpg

  分类:

  按控制原理的不同,自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

自动控制系统.jpg

  开环控制系统

  在开环控制系统中,系统输出只受输入的控制,控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中,基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统;由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

  闭环控制系统

  闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的,利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制,可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。

  按给定信号分类,自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

  恒值控制系统

  给定值不变,要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。

  随动控制系统

  给定值按未知时间函数变化,要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。

  程序控制系统

  给定值按一定时间函数变化。如程控机床。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67