自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及方框圖
在研究自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí),為了更清楚的表示控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的組成、特性和相互間的信號(hào)聯(lián)系,一般都采用方框圖。每個(gè)方框表示組成系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié),兩個(gè)方框之間用帶箭頭的線段表示信號(hào)聯(lián)系;進(jìn)入方框的信號(hào)為環(huán)節(jié)輸入,離開(kāi)方框的為環(huán)節(jié)輸出。
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閉環(huán)控制系統(tǒng)組成圖一
檢測(cè)元件和變送器的作用是把被控變量c(t)轉(zhuǎn)化為測(cè)量值y(t)。
比較機(jī)構(gòu)的作用是比較設(shè)定值r(t)與測(cè)量值y(t)并輸出其差值。
控制裝置的作用是根據(jù)偏差的正負(fù)、大小及變化情況,按某種預(yù)定的控制規(guī)律給出控制作用u(t)。比較機(jī)構(gòu)和控制裝置通常組合在一起,稱為控制器。
執(zhí)行器的作用是接受控制器送來(lái)的u(t),相應(yīng)地去改變操縱變量q(t)。
系統(tǒng)中控制器以外的各部分組合在一起,即過(guò)程、執(zhí)行器、檢測(cè)元件與變送器的組合稱為廣義對(duì)象。
在分析控制系統(tǒng)的工作過(guò)程時(shí),有幾個(gè)很重要的概念:
(1)信息:圖中的r(t)、y(t)、f(t)等盡管是實(shí)際的物理量,但它們是作為信息來(lái)轉(zhuǎn)換和作用的。圖中的每一部分稱為一個(gè)環(huán)節(jié),作用于它的信息稱為該環(huán)節(jié)的輸入信號(hào),它送出的信息稱為輸出信號(hào)。前一環(huán)節(jié)的輸出就是后一環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)。每一環(huán)節(jié)的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的關(guān)系僅僅取決于該環(huán)節(jié)的特性。
從整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看,輸入信號(hào):設(shè)定值和擾動(dòng)
輸出信號(hào):被控變量、測(cè)量值
(2)閉環(huán):按信息的流向來(lái)說(shuō)
(3)動(dòng)態(tài):物理量是時(shí)間的函數(shù)、是不斷變化的。擾動(dòng)作用使被控變量偏離設(shè)定值,控制作用又使它回到設(shè)定值。