控制系统的基本组成与工作过程 ppt课件

第一节 控制概论
• 控制及其重要性 • 控制的类型 • 控制的过程
控制及其重要性
孔茨：控制就是按照计划标准衡量计划的完成情况和纠正计划执行中 的偏差，以确保目标的实现。
三个要点：●控制有很强的目的性
●控制通过“监督”和“纠偏”来实现 ●控制是一个过程
控制的重要性体现在：
●组织环境的不确定性 ●现代组织活动的复杂性 ●失误的不可避免性 ●提升组织的效率和竞争力 ●保障组织适应内、外部环境的变化
第二节 有效控制系统的构建
• 控制体系的构成 • 控制的基本原理 • 建立有效的控制系统
控制体系的构成
● 控制的对象：控制什么 ● 控制目标体系：控制范围 ● 控制方法和手段：要求有计划、有组织、有领导
控制的基本原理
1、行为控制原理 要使控制真正发挥作用，就必须认识和了解控制将会对人们的行为产生怎样 的影响，以便促使人们对控制作出积极的反应。
控制的类型
前馈控制：在系统输入阶段就进行控制，以使实际和目标一致。 同期控制：在计划实施过程中，于现场及时发现存在的偏差或潜在的偏 差，即时提供改进措施以纠正偏差的一种方式。 反馈控制：根据系统的实施结果，与系统控制目标相比较后，再予以反 馈调节，是在某一个阶段完成之后才着手控制。
控制的过程
控制的过程
●衡量工作成效应注意的问题 （1）确定适宜的衡量频度 （2）检验标准的客观性和有效性 （3）建立信息管理系统
控制的过程
3、纠正偏差
●进行偏差分析——衡量有无偏差极可能原因 偏差产生的主要原因：执行过程不力、标准有问题 ●确定纠偏措施的实施对象 ●选择恰当的纠偏措施——改进实际绩效、修订标准 注意事项： 保持纠偏方案的双重优化 充分考虑原有计划实施的影响 注意消除组织成员的疑惑

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• G-M系统特性
第II象限
n
n0
第I象限
n1 n2
-TL O TL Te
第III象限
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第IV象限
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图1-2 G-M系统的机械特性
1.1.2 静止式可控整流器
图1-3 晶闸管-电动机调速系统（V-M系统）原理图
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• V-M系统工作原理 晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系 统，又称静止的Ward-Leonard系统）， 图中VT是晶闸管可控整流器，通过调节 触发装置 GT 的控制电压 Uc 来移动触发 脉冲的相位，即可改变整流电压Ud ，从 而实现平滑调速。
nN n1 n2 n3
Ra R1 R2 R3
O
IL
调阻调速特性曲线
I
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（3）调磁调速
工作条件： 保持电压 U =UN ； 保持电阻 R = R a ； 调节过程： 减小励磁 N n ， n0 调速特性： 转速上升，机械特性 曲线变软。

n n0
n3 n2 n1 nN
N 1 2 3
O
TL
调压调速特性曲线
Te
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三种调速方法的性能与比较 对于要求在一定范围内无级平滑调速的 系统来说，以调节电枢供电电压的方式为 最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通 虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往 往只是配合调压方案，在基速（额定转速） 以上作小范围的弱磁升速。 因此，自动控制的直流调速系统往往以 调压调速为主。
由式（ 1-1 ）可以看出，有三种方法 调节电动机的转速： （1）调节电枢供电电压 U。
（2）减弱励磁磁通 。

传感器的种类繁多，如温度传感器、 压力传感器、位移传感器和速度传感 器等。
被控对象
01
被控对象是控制系统所要控制的 设备或过程，可以是机械系统、 电气系统、液压系统或气动系统 等。
02
被控对象的特性对控制系统的设 计具有重要影响，需要充分了解 被控对象的物理特性和动态特性 。
反馈回路
反馈回路是控制系统的重要组成部分 ，它通过将传感器的检测信号反馈给 控制器，实现系统的闭环控制。
系统调试
对控制系统进行全面的调试，包括功能调试、性能测 试等，确保系统正常运行。
调试工具
使用各种调试工具，如示波器、逻辑分析仪、仿真软 件等。
控制系统的维护与优化
系统维护
定期对控制系统进行维护，包括硬件设备的清洁、检查、更换等 ，确保系统稳定运行。
系统优化
根据实际运行情况，对控制系统进行优化，包括参数调整、算法 改进等，提高系统性能。
详细描述
控制系统分析是评估控制系统性能的重要环节，它通过分析系统的动态特性来 评估其性能。控制系统分析的主要目的是确定系统的稳定性，以及系统对外部 扰动的响应。常用的分析方法包括时域分析和频域分析。
控制系统设计
总结词
控制系统设计是根据系统分析和性能要 求，设计合适的控制策略以满足系统性 能要求的过程。
稳定性的判定方法
03
通过计算系统的极点或特征根，判断其是否位于复平面的左半
部分。
准确性
01
02
03
准确性的定义
准确性是指控制系统在稳 态下，输出量能够跟踪输 入量的能力。
准确性的评价指标
误差、稳态误差和无差度 。
提高准确性的方法
通过调整控制器的参数， 改善系统的动态性能和静 态性能。

号
号
1 就地安 装仪表
2 集中仪 表盘面 安装仪 表
3 就地仪 表盘面 安装仪 表
4
嵌在管道 中
集中仪表 盘后安装 仪表
5 就地仪表 盘后安装 仪表
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
对于处理两个或两个以上被测变量，具有相同或不同 功能的复式仪表时，可用两个相切的圆或分别用细实线圆 与细虚线圆相切表示（测量点在图纸上距离较远或不在同 一图纸上），如下图所示。
对于一个稳定的系统（所有正常工作的反馈系统都是稳定系统 ）要分析其稳定性、准确性和快速性，常以阶跃作用为输入时 的被控变量的过渡过程为例，因为阶跃作用很典型，实际上也 经常遇到，且这类输入变化对系统来讲是比较严重的情况。
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
信号常见形式 斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号、阶跃信号等。
执行器
液位自动控制系统方框图
每个方框表示组成系统的一个环节，两个方框之间用带箭 头的线段表示信号联系；进入方框的信号为环节输入，离 开方框的为环节输出。
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
注意！
方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置。 方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联 系，与工艺流程图上的物料线有区别。 “环节”的输入会引起输出的变化，而输出不会反过来直 接引起输入的变化。环节的这一特性称为“单向性” 。 自动控制系统是一个闭环系统
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
用同一种形式的方框图可以代表不同的控制系统
蒸汽加热器温度控制系统
给定值x
偏差e
控制器输出p
控制器
干扰作用f
操纵变量q 执行器
对 象 被控变量y