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第1章自动控制系统的基本知识
·1.1自动控制的基本概念
·1.2自动控制系统的组成与系统原理框图
●1.3控制系统的分类
·1.4对自动控制系统的基本要求
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1.1自动控制的基本概念
·1.1.1自动控制
·自动控制是在人工控制的基础上发展起来的。
·以水箱液位控制系统为例，如图1-1所示，工艺要求保持水箱中的液位恒定。在人工控制中当出水量发生变化时，水箱液位会上下变动，操作者用眼睛观察液位
计中液位的高低，通过神经系统告诉大脑；经过大脑的思考，与要求的液位进行比较，得出偏差的大小和方
·向，根据经验由大脑发出命令；用双手去控制进水阀
的开度，引起进水量发生变化，最终使水箱中的液位达到要求的高度。
1.1自动控制的基本概念
·在人工控制中，人的眼睛、大脑和手分别起到了检测、运算和命令、执行3个作用，来保证水箱液位的恒定。
·在自动控制中，利用控制装置代替人的眼睛、大脑和手，来完成控制的要求。
·自动控制就是指在没有人直接参与的情况下，利用控制装置对生产过程或设备的某个参数进行控制，使之按照预定的规律运行。
·1.1.2常用术语
·以图1-1_水箱液位控制系统为例，引出几个常用术语。
1.1自动控制的基本概念
·(1)被控对象。将需要控制的设备或生产过程称为被控对象，简称对象。被控对象是控制系统的主体，本例中的被控对象是水箱。
·(2)被控量。将被控对象运行时需要控制的参数称为被控量，用c(t)表示。被控量是控制系统中最关键
的物理量，本例中的被控量是水箱液位。
·(3)给定值。工艺要求被控量所要达到的数值称为给定值、设定值或参考输入，用r(t)表示。给定值是控制系统中的基本参数，本例中的给定值是工艺要求
的液位恒定值。
1.1自动控制的基本概念
·(4)扰动量。将引起被控量变化的一切因素称为干扰量或扰动量，简称扰动，用d(t)表示。引起被控量变化的因素很多，本例中主要的扰动量为出水量。
·1.2.1自动控制系统的组成
·自动控制系统主要是由被控对象和自动控制装置组成的。利用自动控制装置代替人的直接参与，由图1-1变为图1-2所示。
·水箱液位自动控制系统如图1-2所示，工艺要求保持液位恒定。q?为进水量，q?为出水量，h为液位高度。为了控制好水箱液位，控制系统需包括以下几个
部分：
自动控制系统的组成与系统原理
框图
1.2
·(1)检测变送装置(或传感器)。将被控量的实际数值，转化为某种便于传送、符合规范、标准统一的信号的装置，称为检测变送装置或传感器。本例中的压力
变送器就是检测变送装置，它实时测出被控量的实际数值，并送出一个相应规范的、标准统一的信号作为被
控量的测量值cm(t),它相当于人工控制中“眼”的作用。
·(2)控制装置。接收检测变送装置送来的被控量的测量信号cm(t),并与工艺上要求的给定值信号r
(t)进行比较，再根据比较的结果———偏差信号的极性与大小，按照一定的控制规律或算法，发出相应的控制信号u(t)。
自动控制系统的组成与系统原理
框图
1.2
·本例中的智能控制仪，可起相当于人工控制中“脑”的作用，用于比较、决策并发出控制命令。可见，控制
装置是自动控制系统中最关键、核心