执行器:根据指令对被控对象直接控制。
在控制系统中,除输入量(给定值)以外,引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。 有的干扰因素是环境造成的,如影响自行车行驶速度的变化的自然风等;
有的干扰因素是人为原因所致,如影响飞机导航信号的手机信号等。
控制系统中,将输出量通过适当的检测装置,返回到输入并与输入量进行比较的过程,就是反馈。
例:投篮、自动电水壶
通过将输出量通过适当的检测装置,返回到输入并与输入量进行比较,从而减少输出量的偏差,稳定输出量。
(1)闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量(输出量)的偏差。
(2)过程:
1由于干扰因素的存在,2闭环控制系统中的反馈环节能及时○系统的被控量偏离给定值时;○
3根据比较得到的偏差信检测出被控量的值,并迅速反馈到输入端,与给定值进行
比较;○
号进行调节
,从而是系统的被控量接近给定值,达到精确控制的目的。
例:供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统
以功能和行为的相似性为基础,用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法,就是功能模拟方法。
把将要研究的系统作为黑箱,通过对系统输入与输出关系的研究,进而推断出系统内部结构及其功能的方法,就是黑箱方法。
例:通过输入图像、电或声音信号,观测、分析脑电波的输出反应,研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能,得知人脑内部结构的细节,就是黑箱方法的运用。
6、开环控制系统与闭环控制系统的比较:
开环控制系统一般结构简单,适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。
闭环控制系统设计比较麻烦,结构相对复杂,构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式,用于要求高精度和高可靠性的场合。
1、控制系统设计的一般思路:
系统要达到的目标?控制的对象?被控对象的特性?被控量和控制量?外界的主要干扰因素?怎样的既达到目的、又经济、易于实现?设备和元件?
2、开环控制系统的设计(书本P119案例分析:电吹风控制系统的设计)
开环控制系统的设计相对比较简单,在明确设计要求,明确被控对象、被控量和控制量后,即可考虑具体控制系统的方案。
3、闭环控制系统的设计(书本P120案例分析:抽水马桶水箱的自动控制系统的设计)
基本要求:第一、一个闭环控制系统要正常工作,首先必须是稳定的。
第二、控制系统的控制精度必须符合要求,即系统的输出量与给定值之差应控制
在允许的范围之内。
第三、闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时,几项控制要求之间往往会产生矛盾,需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。
内容仅供参考