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1 / 41 反馈控制系统的作用是把各种运行设备的参数如温度、压力、液位、黏度等控制在所希望的最佳值上。尽管机舱中众多设备参数的种类不同，其控制系统的结构形式也不相同，但是组成这些控制系统的基本单元及其工作过程大致是相同的。
1.系统的组成及基本概念
（1）控制对象
控制对象是指所要控制的机器、设备或装置。把所要控制的运行参数叫做被控制量。
（2）测量单元
测量单元的作用是，检测被控量的实际值，并把它转换成标准的统一信号，该信号叫被控量的测量值。在气动控制系统中，对应被控量的满量程，其统一的标准气压信号是0.02～0.1 MPa；在电动控制系统中，对应被控量的满量程。其统一的标准电流信号是0～10 mA或4～20 mA，现用4～20 mA居多。
（3）调节单元
调节单元是指具有各种调节作用规律的调节器把运行参数所希望控制的最佳值叫给定值，用r表示；被控量的测量值用z表示。把被控量的测量值离开给定值的数量叫偏差值，用e表示。显然e＝r－z。
e＞0，说明测量值低于给定值，叫正偏差；
e＜0，说明测量值大于给定值，叫负偏差；
e＝0，说明测量值等于给定值，为无偏差。
调节器首先接收测量单元送来的被控量的测量信号，并与被控量的给定值相比较得到偏差信号，再根据偏差信号的大小和方向（正偏差还是负偏差）。依据某种调节作用规律输出一个控制信号。对被控量施加控制作用，直到偏差等于零或接近零为止。
（4）执行机构
执行机构的输入量是调节单元输出的控制信号，执行机构的输出量是调节阀的开度。调节单元输出的控制信号经执行机构直接改变调节阀的开度，从而可改变流入控制对象物质或能量流量，使之能符合控制对象负荷的要求，被控量会逐渐回到给定值或给定值附近，系统将会达到一个新的平衡。在气动控制系统中，执行机构一般是气动薄膜调节阀或气动活塞式调节阀；在电动控制系统中，一般采用可逆转伺服电机或三相交流伺服电机。
1 请解释下列名字术语：自动控制系统、受控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。
解：自动控制系统：能够实现自动控制任务的系统，由控制装置与被控对象组成；
受控对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程
扰动：扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。
给定值：受控对象的物理量在控制系统中应保持的期望值
参考输入即为给定值。
反馈：将系统的输出量馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较的过程。
2 请说明自动控制系统的基本组成部分。
解： 作为一个完整的控制系统，应该由如下几个部分组成：
① 被控对象： 所谓被控对象就是整个控制系统的控制对象；
② 执行部件： 根据所接收到的相关信号，使得被控对象产生相应的动作；常用的执行元件有阀、电动机、液压马达等。
③ 给定元件： 给定元件的职能就是给出与期望的被控量相对应的系统输入量（即参考量）；
④ 比较元件： 把测量元件检测到的被控量的实际值与给定元件给出的参考值进行比较，求出它们之间的偏差。常用的比较元件有差动放大器、机械差动装置和电桥等。
⑤ 测量反馈元件：该元部件的职能就是测量被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，一般需要将其转换成为电量。常用的测量元部件有测速发电机、热电偶、各种传感器等；
⑥ 放大元件： 将比较元件给出的偏差进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。如电压偏差信号，可用电子管、晶体管、集成电路、晶闸管等组成的电压放大器和功率放大级加以放大。
⑦ 校正元件： 亦称补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，用以改善系统的性能。常用的校正元件有电阻、电容组成的无源或有源网络，它们与原系统串联或与原系统构成一个内反馈系统。
3 请说出什么是反馈控制系统，开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点？
解：反馈控制系统即闭环控制系统，在一个控制系统，将系统的输出量通过某测量机构对其进行实时测量，并将该测量值与输入量进行比较，形成一个反馈通道，从而形成一个封闭的控制系统；
08级课程设计任务书自控原理 精品好文档，推荐学习交流
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢4 安徽建筑工业学院
机 电 学院2010－2011第1学期
《自动控制原理》课程设计任务书
课 程： 自动控制原理
专 业： 08城建电气
班 级：
指导教师： 汪萍
精品好文档，推荐学习交流
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢4 一、自动控制原理课程设计的目的与任务
自动控制原理课程设计是综合性与实践性较强的教学环节。本课程设计的任务是使学生初步掌握控制系统数字仿真的基本方法，同时学会利用MATLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，为今后从事控制系统研究工作打下较好的基础。
二、设计课题
1.模拟随动控制系统的串联校正设计。已知某随动系统固有特性开环传递函数为:
)1)(1()(21sTsTsKsG
其中：T 1=0.1s，T2=0.025s。设计迟后-超前校正装置。使校正后的系统具有如下性能指标：
1) 开环增益K≥100
2) 超调量σp≤30%
3) 调整时间ts≤0.5秒
要求：①仿真校正前系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。
②将校正前性能指标与期望指标进行比较，确定串联校正网络)(sGc的传递函数，仿真出校正网络的开环频率特性曲线图。仿真校正后整个系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。
③当输入)(tr＝1（t）时，仿真出校正前、后系统的单位阶跃响应曲线)(th。分析校正前后的单位阶跃响应曲线，得出结果分析结论。
2. 设一系统的开环传递函数为：1)1)(0.5ss(sk(s)G0，试设计串联校正网络)(sGc要求校正后，系统稳态速度误差系数vK=5秒-1，400。
第十五讲 频率特性及典型环节
1、教学目的：
通过课堂的学习，希望学生达到如下目标：
（1）掌握频率特性、幅频特性、相频特性、虚频特性和实频特性的概念；
（2）掌握频率特性三种频率特性曲线的概念；
（3）能够熟练地进行频率特性与传递函数间的转换；
（4）能够熟练地进行幅频特性、相频特性、虚频特性和实频特性间的转换；
（5）掌握典型环节的对数频率特性曲线绘制方法。
2、教学内容：
（1）、频率特性的概念
（2）、幅频特性、相频特性、虚频特性和实频特性与相互转换
（3）、频率特性的几何表示法
幅相频率特性曲线
对数频率特性曲线
对数幅相曲线
（四）、典型环节的对数频率特性曲线
3、教学方法：
通过概念讲述、公式推导、例子演示和师生互动教会学生主动学习和掌握知识的能力和方法。
4、教学进程：
（一）、根轨迹内容回顾（5分钟）
（二）、频率特性的概念（25分钟）
（二）、幅频特性、相频特性、虚频特性和实频特性与相互转换（10分钟）
（三）、频率特性的几何表示法（15分钟）
（四）、典型环节的对数频率特性曲线绘制（35分钟）
5.思考题：
（1）)(jG与)(jG的相角为什么相反？
（2）怎样快速计算)(jG的初始及最终相位、幅值？
6、 作业: 5-2；5-2；5-8 5-2开环系统的典型环节分解和开环频率特性曲线的绘制
1、教学目的：
通过课堂的学习，希望学生达到如下目标：
（1）掌握各种典型环节的对数频率特性曲线、幅相频率特性图；
（2）掌握最小相位系统和非最小相位系统的概念和判别方法；
（3）能够熟练地进行开环系统极坐标、对数坐标频率特性的绘制；
2、教学内容：
（一）各种典型环节的对数频率特性曲线图
（二）各种典型环节的幅相频率特性曲线图
（三）最小相位系统和非最小相位系统的概念和判别方法
