自动控制原理（1）——绪论基本概念

自动控制原理（1）——绪论/基本概念

一、基本概念

控制：所谓的控制，就是使某个量或某些量按一定的规律变化，这里的某个量或某些量，称为被控制量

自动（Automatic）：不需要人参与的行为

自动控制（Automatic Control）：在脱离人的直接干预下，利用控制装置使被控对象按照预定的规律运行

系统（System）：由若干部分组成的一个整体，其各自部分相互配合实现某一特定的目的

自动控制系统（Automatic Control System）：将被控的对象和实现控制功能的控制装置结合起来

• 优点：可以快速准确地进行控制，比人工控制效果更好

​ 使人们从繁重的、大量的重复性劳动中解放

​ 在恶劣的环境或人们无法到达的环境中实现自动控制

​ 可以长时间不疲劳的工作，以提高工作效率

被控对象（被控过程，被控系统）：它可能是一个设备，多数由一些机器零件有机的组合在一起，其作用是完成一种特定的动作

被控参数（系统输出）：体现系统控制目的的物理量

控制参数：由控制器改变的量，对被控参数有较好的调节能力

系统输入：作用于被控对象或系统输入端，并可使系统具有预订功能或预定输出的物理量

扰动：一种对系统的输出量产生影响的信号

开环控制：输出量对输入量没有影响的系统； 缺点：没有抵抗扰动的能力

闭环控制：将输出量与参考输入量进行比较并且将他们的偏差作为控制手段以保持两者之间预定关系的系统

反馈的形式

• 正反馈：参考输入量与输出量叠加；特点：反馈的加入，使偏差越来越大
• 负反馈：参考输入量与输出量相减；特点：反馈的加入，使偏差越来越小
  • 控制系统中主要采用负反馈
  • 作用：消除偏差，使系统对参数变化不敏感

二、自动控制系统的组成

被控对象和一个控制目标，选择一些仪器仪表（包括测量仪器或执行机构或控制器）构成一个完整的控制系统

控制系统通常习惯用方框图来表示，方框：代表功能模块，带箭头的线段：代表信号传递方向

• 典型的控制系统方框图：由控制器，执行器，被控对象，测量仪器等功能模块组成
• 闭环控制系统的工作流程：参考输入与经过测量仪表得到的被控参数在比较环节形成误差信号，误差信号经过控制器数学运算形成控制量，控制量通过执行器作用于被控对象，改变被控参数