第章自動(dòng)控制方式

第2章自動(dòng)化的核心

——自動(dòng)控制

1本章內(nèi)容自動(dòng)控制的基本形式

開環(huán)控制，閉環(huán)控制，補(bǔ)償控制最基本和最常用的控制方法——PID控制

比例、積分、微分控制

最熱門的控制方法——智能控制

專家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

自動(dòng)控制的發(fā)展概況

技術(shù)、理論

2什么是自動(dòng)控制？

自動(dòng)控制與自動(dòng)化的關(guān)系和區(qū)別：自動(dòng)控制是自動(dòng)化的重要組成部分；自動(dòng)化強(qiáng)調(diào)的是代替人完成任務(wù)，而自動(dòng)控制強(qiáng)調(diào)的則是控制，通過控制使某些變量（如溫度、速度、壓力、位置、運(yùn)動(dòng)軌跡等）按要求變化。自動(dòng)控制就是無須人的直接參與，通過控制裝置去自動(dòng)操縱機(jī)器、設(shè)備等，使其按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，完成要求的任務(wù)。32.1自動(dòng)控制的基本形式4例：電加熱爐的爐溫控制外部擾動(dòng)：電源電壓波動(dòng)，環(huán)境溫度變化等內(nèi)部擾動(dòng)：元器件老化、參數(shù)改變，工件體積和質(zhì)量變化等給定電位器

～給定電壓加熱爐+-交流電源電熱絲功率放大器工件2.1.1最簡(jiǎn)單的控制——開環(huán)控制5特點(diǎn)：沒有反饋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但抗擾性差，控制精度低原理圖：方塊圖：功率放大器加熱爐控制輸入（給定電壓）（電功率）輸出量（爐溫）控制裝置受控對(duì)象擾動(dòng)量擾動(dòng)量給定電位器

～給定電壓加熱爐+-交流電源電熱絲功率放大器工件62.1.2自動(dòng)控制的精髓——反饋控制例：電加熱爐的爐溫反饋控制（人作為控制器）給定電位器

～給定電壓加熱爐+-交流電源電熱絲功率放大器工件溫度檢測(cè)根據(jù)爐溫的高低調(diào)節(jié)給定電壓，從而調(diào)節(jié)溫度7給定電位器

～控制量加熱爐控制器誤差e

溫度變送器

變換電壓uf電熱絲溫度

傳感器功率放大器溫度信號(hào)+-交流電源

給定電壓uru輸出量y（爐溫）+-工件注：反饋控制又稱為“閉環(huán)控制”電加熱爐的爐溫反饋控制（自動(dòng)控制）8方塊圖：

原理圖：控制器加熱爐爐溫檢測(cè)ur擾動(dòng)y－eufu相加點(diǎn)(綜合點(diǎn))檢測(cè)噪聲給定電位器

～控制量加熱爐控制器誤差e

溫度變送器

變換電壓uf電熱絲溫度

傳感器功率放大器溫度信號(hào)+-交流電源

給定電壓uru輸出量y（爐溫）+-工件9正反饋例：音響系統(tǒng)、振蕩電路等反饋控制的特點(diǎn)：有反饋信息（信號(hào)傳遞形成閉合回路），抗擾性好，控制精度高反饋形式：負(fù)反饋（廣泛應(yīng)用），正反饋（很少用）10反饋系統(tǒng)的相關(guān)術(shù)語：受控對(duì)象反饋信號(hào)溫度：被控量給定信號(hào)比較環(huán)節(jié)檢測(cè)環(huán)節(jié)-給定電位器

～控制量加熱爐控制器誤差e

溫度變送器

變換電壓uf電熱絲溫度

傳感器功率放大器溫度信號(hào)+-交流電源u輸出量y（爐溫）+工件11控制裝置受控對(duì)象檢測(cè)環(huán)節(jié)給定信號(hào)擾動(dòng)－反饋信號(hào)控制量誤差被控量反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：12反饋控制系統(tǒng)舉例：水箱的水位控制+-水位y出水閥門誤差進(jìn)水水箱放大器M電機(jī)給定電位計(jì)方塊圖？13反饋控制舉例：全自動(dòng)燃?xì)鉄崴魇謩?dòng)調(diào)節(jié)全自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)：自動(dòng)根據(jù)水溫調(diào)節(jié)火力進(jìn)水出水進(jìn)氣燃?xì)鉄崴髟韴D14反饋控制舉例：電冰箱的溫度控制繼電控制器溫度檢測(cè)15反饋?？刂坪馀e例缺：樓毒房恒但壓供鐘水水泵調(diào)速

控制器進(jìn)水至用水戶水壓檢測(cè)流量檢測(cè)16其他乒反饋迎控制催的例廳子：人走繡路、岔騎車嚼、駕沙車等數(shù)控符機(jī)床拾自動(dòng)奪加工寨零件交通夜信號(hào)釣反饋遼控制雷達(dá)牧火炮友系統(tǒng)冒自動(dòng)逝跟蹤誦飛機(jī)人的習(xí)體溫悔、呼策吸、犁心跳芹等教學(xué)恒過程牢、人貢才培記養(yǎng)過唯程人口吵控制牧、恭經(jīng)濟(jì)不控制…還有咽哪些題你知撿道的棋反饋踐控制度系統(tǒng)油例？172.豬1.佩3即時(shí)弟糾偏—補(bǔ)償薄控制例：柴電加禍熱爐妨對(duì)電挪源電粱壓波柜動(dòng)的策補(bǔ)償勞控制電源卸電壓網(wǎng)↑輸出慘電壓腳↑，淹但補(bǔ)疼償調(diào)錫節(jié)器顯使控羽制電慚壓↓輸出捉電壓轎基本芝不變溫度慮基本御不變功率放大器加熱爐輸出電壓爐溫控制電壓擾動(dòng)電源電壓波動(dòng)給定電位器給定電壓擾動(dòng)檢測(cè)補(bǔ)償調(diào)節(jié)器補(bǔ)償順控制救的特貨點(diǎn)：廢提供糾一個(gè)包控制紡作用例來盡公量抵槍消擾伴動(dòng)對(duì)掘系統(tǒng)預(yù)的影折響，膜抑制糟擾動(dòng)券比反茂饋控熄制更貼及時(shí)天。18功率放大器加熱爐輸出電壓爐溫補(bǔ)償與反饋相結(jié)合的爐溫復(fù)合控制系統(tǒng)爐溫檢測(cè)控制電壓擾動(dòng)給定電位器控制器給定電壓誤差反饋電壓電源電壓波動(dòng)擾動(dòng)檢測(cè)補(bǔ)償調(diào)節(jié)器補(bǔ)償句控制脫屬于帳開環(huán)柄控制學(xué)，補(bǔ)甘償效蹄果取汁決于淘設(shè)計(jì)富是否債準(zhǔn)確蠟，而呈且僅套對(duì)特拳定可童測(cè)擾宣動(dòng)有純效，彩一般幕擾動(dòng)瘡要靠遞反饋侵控制半來抑翁制。19復(fù)合碼控制濟(jì)系統(tǒng)傻例：按水箱還的水罷位反協(xié)饋控挎制+針對(duì)匆出水兔流量注變化蠟的補(bǔ)惡償控梯制+-水位y出水閥門誤差進(jìn)水水箱放大器M電機(jī)給定電位計(jì)出水流量檢測(cè)補(bǔ)償調(diào)節(jié)器出水流量變化補(bǔ)償調(diào)節(jié)改變閥門開度水位基本不變比單竊純的邁反饋陡調(diào)節(jié)貼更快石、更美及時(shí)鉆！20補(bǔ)償友控制羊可更娃快地別及時(shí)蒜抑制持可測(cè)勉擾動(dòng)負(fù)對(duì)輸網(wǎng)出的性影響繼（對(duì)吵其他招擾動(dòng)連沒有堆抑制候作用汁）；反饋獨(dú)控制樣可抑計(jì)制一季般擾惱動(dòng)對(duì)