控制系统的方块图及其基本组成
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控制系统框图1. 引言控制系统框图是用于描述控制系统结构和组件之间关系的图表。
它通过显示控制系统中各个组件的连接和交互方式,帮助人们理解系统的工作原理和功能。
本文将介绍控制系统框图的基本概念和常用符号,并以一个简单的控制系统框图为例进行说明。
2. 控制系统框图的概念控制系统框图是一种图形化的表示方式,用于展示控制系统中各个组件之间的连接和关系。
它通常包括输入信号、控制器、执行器和输出信号等主要组件。
控制系统框图能够帮助人们直观地了解控制系统的结构和功能,方便进行系统的设计和分析。
3. 控制系统框图的符号控制系统框图使用一些特定的符号来表示各个组件和其之间的关系。
下面是一些常用的控制系统框图符号:3.1 输入信号输入信号通常用一个箭头表示,箭头的起点表示信号的源头,箭头的终点表示信号的目标。
输入信号可以是来自传感器或外部设备的信号,用于控制系统的输入。
3.2 控制器控制器通常用一个方框表示,方框内部可以包含控制器的具体功能描述。
控制器一般用于对输入信号进行处理和决策,并生成输出信号。
3.3 执行器执行器通常用一个圆形表示,圆形内部可以包含执行器的具体功能描述。
执行器用于接收控制器生成的输出信号,并执行相应的动作。
3.4 输出信号输出信号通常用一个箭头表示,箭头的起点表示信号的源头,箭头的终点表示信号的目标。
输出信号可以是执行器生成的动作信号,或者是控制系统的输出结果。
4. 示例控制系统框图下面是一个简单的控制系统框图示例,用于控制房间的温度:输入信号(外部温度)→ 控制器(温度调节器)→ 执行器(加热器)→ 输出信号(房间温度)该控制系统框图中,输入信号为外部温度信号,控制器为一个温度调节器,执行器为一个加热器,输出信号为房间的温度。
控制器根据输入信号判断房间温度的变化,并控制加热器的工作来调节房间温度。
5. 总结控制系统框图是描述控制系统结构和组件之间关系的图表。
它通过显示控制系统中各个组件的连接和交互方式,帮助人们理解系统的工作原理和功能。
自动控制原理重点第一章自动控制系统的基本概念第二节闭环控制系统的基本组成1、基本组成结构方块图如图所示2、基本元部件:(1)控制对象:进行控制的设备或过程。
(工作机械)(2)执行机构:执行机构直接作用于控制对象。
(电动机)(3)检测装置:用来检测被控量,并将其转换成与给定量相同的物理量(测速发电机)(4)中间环节:一般指放大元件。
(放大器,可控硅整流功放)(5)给定环节:设定被控量的给定值。
(电位器)(6)比较环节:将所测的被控量与给定量比较,确定两者偏差量。
(7)校正环节:用于改善系统性能。
校正环节可加于偏差信号与输出信号之间的通道内,也可加于某一局部反馈通道内。
前者称为串联校正,后者称为并联校正或反馈校正。
第三节自控控制系统的分类一、按数学描述形式分类:1.线性系统和非线性系统(1)线性系统:用线性微分方程或线性差分方程描述的系统。
(2)非线性系统:用非线性微分方程或差分方程描述的系统。
2.连续系统和离散系统(1)连续系统:系统中各元件的输入量和输出量均为时间t的连续函数。
连续系统的运动规律可用微分方程描述,系统中各部分信号都是模拟量。
(2)离散系统:系统中某一处或几处的信号是以脉冲系列或数码的形式传递的系统。
离散系统的运动规律可以用差分方程来描述。
计算机控制系统就是典型的离散系统。
二、按给定信号分类(1)恒值控制系统:给定值不变,要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。
如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。
(2)随动控制系统:给定值按未知时间函数变化,要求输出跟随给定值的变化。
如跟随卫星的雷达天线系统。
(3)程序控制系统:给定值按一定时间函数变化。
如程控机床。
第四节对控制系统的基本要求对控制系统的基本要求归纳为稳定性、动态特性和稳态特性三个方面1、系统的暂态过程2、稳定性3、动态特性4、稳态特性值得注意的是,对于同一个系统体现稳定性、动态特性和稳态特性的稳、快、准这三个要求是相互制约的。