自动控制原理电子教案(2)

把负载变化视为外部扰动输入，对输出转速产生的影响及控制补偿作用，分别沿箭头的方向从输入端传送到输出端，作用的路径也是单向的，不闭合的。有时我们称按扰动控制为顺馈控制。

开环控制的特点：

? 结构简单、调整方便、成本低。 ? 给定一个输入，有相应的一个输出。 ? 作用信号是单方向传递的，形成开环。 ? 输出不影响输入。

? 若系统有外界扰动时，系统输出量不可能有准确 的数值，即开环控制精度不高，或抗干扰能力差

1.3.2 闭环控制

定义：凡是系统输出信号对控制作用有直接影响的系统，都叫做闭环控制系统。

常用术语：

反馈控制系统 闭合 闭环控制系统

? 反馈控制原理：被控变量作为反馈信号，与希望值比较得到偏差输入； 根据输入偏差大小，调整控制信号；控制信号通过执行器的操作消除偏差，实现控制目标。

反馈：输出量经测量后的信号回送到输入端。 反馈连接方式有负反馈和正反馈。

负反馈：反馈信号的极性与输入信号相反，使被控对象的输出趋向希望值。

直流电动机转速闭环控制的例子。

闭环控制的特点：

? 由负反馈构成闭环，利用偏差信号进行控制； ? 抗干扰能力强，精度高；

? 存在稳定性问题。系统元件参数配合不当，容易产生振荡，使系统不能正

常工作；

? 自动控制理论主要研究闭环系统。 闭环控制系统的典型方框图如图所示。

一、开环与闭环控制系统的比较 二、复合控制方法 常见的方式有以下两种： 1.附加给定输入补偿

2. 附加扰动输入补偿

§ 1-4 自动控制系统的分类基本组成 1.4.1 按给定信号的特征划分

1. 恒值控制系统：

? 系统任务：c(t)=r(t) r(t)常数

? 分析设计重点:研究干扰对被控对象的影响,克服扰动

液位控制系统，直流电动机调速系统等等。

2. 随动控制系统：

? 系统任务：c(t)=r(t) r(t)随机变化 ? 分析设计重点:系统跟踪的快速性，准确性

跟踪卫星的雷达天线系统

3. 程序控制系统：

? 系统任务：c(t)=r(t) r(t)按预先规定时间函数变化 ? 分析设计重点:输出按一定的规律变化 机械加工中的程序控制机床等等。

1.4.2 按系统的数学描述划分

1.线性系统

当系统各元件输入输出特性是线性特性，系统的状态和性能可以用线性微分（或差分）方程来描述时，则称这种系统为线性系统。 2.非线性系统

系统中只要存在一个非线性特性的元件，系统就由非线性方程来描述，这种系统称为非线性系统。

1.4.3 按信号传递的连续性划分

1.连续系统

连续系统的特点是系统中各元件的输入信号和输出信号都是时间的连续函数。这类系统的运动状态是用微分方程来描述的。

连续系统中各元件传输的信息在工程上称为模拟量，其输入输出一般用r(t)和c(t)表示。

2.离散系统

控制系统中只要有一处的信号是脉冲序列或数码时，该系统即为离散系统。这种系统的状态和性能一般用差分方程来描述。

1.4.4 按系统的输入与输出信号的数量划分

1.单变量系统（SISO） 2.多变量系统（MIMO）

1.4.5 自动控制系统的基本组成

在形形色色的自动控制系统中，反馈控制是最基本的控制方式之一。一个典型的反馈控制系统总是由控制对象和各种结构不同的职能元件组成的。除控制对象外，其他各部分可统称为控制装置。每一部分各司其职，共同完成控制任务。 下面给出这些职能元件的种类和各自的职能。

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