反馈控制系统简介
摘要:反馈控制系统属于人们通常所说的自动控制系统中的一个分支。所谓自动控制,是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或生产过程的某个工作状态或参数自动的按照预定的规律运行。这些外加的设备或装置称为自动控制装置,它们和控制对象一起形成自动控制系统。例如,船舶机舱的辅锅炉自动控制,分油机自动控制,起货机自动控制和柴油机遥控等都是自动控制技术在船上的典型应用。
关键词:反馈 自动 控制 系统
一反馈控制系统的组成
一个反馈控制系统必须有四个最基本的环节,即控制对象、测量单元、调节单元和执行机构。控制对象是指所要控制的机器,设备或装置,而所要控制的运行参数则称为被控量。控制对象也可称为被控对象。测量单元的作用是,检查被控量的实际值,并把它转换成统一的标准信号,该信号称为被控量的测量值。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0.02-0.1MPa ;在电动控制系统中,对应被控量的满量程,其统一的标准气压信号是4-20mA 或0-10mA ,使用4-20mA 居多。测量单元一般包括两部分,即传感器和变送器,传感器用于对物理量进行检测,变送器则将传感器的输出转换为调节器能够接受的信号。调节单元是指具有某种调节作用规律的调节器。调节器接受测量单元送来的被控量测量值,并与被控量的希望值相比较得到偏差信号,再根据偏差信号的大小和方向,按照某种调节作用规律输出一个控制信号,送给执行机构,对被控量施加控制作用,直到偏差等于零或接近零为止。执行机构接受调节单元输出的控制信号,并将该信号转换为作用到控制对象的实际控制作用。调节单元输出的控制信号一般都要经过执行机构才能作用到控制对象上,从改变流入控制对象的物质或能量流量,使之能适应控制对象的负荷变化。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,一般采用伺服电机。
二反馈控制系统的工作过程
设系统处于平衡状态时突然受到一个外部扰动,被控量将离开初始稳定值发生变化,测量单元将把被控量的实际值送至调节器,在调节器内部,被控量的给定值与测量值进行比较,得到偏差值e ,调节器依据偏差值的大小和方向按照某种调节作用规律输出一个控制信号,通过执行机构改变流入控制对象的物质或能量流量,被控量朝着偏差减小的方向变化,这一信号又通过测量单元送至调节器,重复上述过程,最终使被控量又回到给定值或给定值附近,系统达到一个新的平衡状态。当改变给定值时,系统的工作与上述过程类似。
三控制系统的典型输入信号
1. 阶跃输入函数
2. 速度输入函数
3. 脉冲输入函数
4. 正弦输入函数
参考文献
[1]林叶锦. 轮机自动化. 大连:大连海事大学出版社,2009
反馈控制系统简介
摘要:反馈控制系统属于人们通常所说的自动控制系统中的一个分支。所谓自动控制,是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或生产过程的某个工作状态或参数自动的按照预定的规律运行。这些外加的设备或装置称为自动控制装置,它们和控制对象一起形成自动控制系统。例如,船舶机舱的辅锅炉自动控制,分油机自动控制,起货机自动控制和柴油机遥控等都是自动控制技术在船上的典型应用。
关键词:反馈 自动 控制 系统
一反馈控制系统的组成
一个反馈控制系统必须有四个最基本的环节,即控制对象、测量单元、调节单元和执行机构。控制对象是指所要控制的机器,设备或装置,而所要控制的运行参数则称为被控量。控制对象也可称为被控对象。测量单元的作用是,检查被控量的实际值,并把它转换成统一的标准信号,该信号称为被控量的测量值。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0.02-0.1MPa ;在电动控制系统中,对应被控量的满量程,其统一的标准气压信号是4-20mA 或0-10mA ,使用4-20mA 居多。测量单元一般包括两部分,即传感器和变送器,传感器用于对物理量进行检测,变送器则将传感器的输出转换为调节器能够接受的信号。调节单元是指具有某种调节作用规律的调节器。调节器接受测量单元送来的被控量测量值,并与被控量的希望值相比较得到偏差信号,再根据偏差信号的大小和方向,按照某种调节作用规律输出一个控制信号,送给执行机构,对被控量施加控制作用,直到偏差等于零或接近零为止。执行机构接受调节单元输出的控制信号,并将该信号转换为作用到控制对象的实际控制作用。调节单元输出的控制信号一般都要经过执行机构才能作用到控制对象上,从改变流入控制对象的物质或能量流量,使之能适应控制对象的负荷变化。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,一般采用伺服电机。
二反馈控制系统的工作过程
设系统处于平衡状态时突然受到一个外部扰动,被控量将离开初始稳定值发生变化,测量单元将把被控量的实际值送至调节器,在调节器内部,被控量的给定值与测量值进行比较,得到偏差值e ,调节器依据偏差值的大小和方向按照某种调节作用规律输出一个控制信号,通过执行机构改变流入控制对象的物质或能量流量,被控量朝着偏差减小的方向变化,这一信号又通过测量单元送至调节器,重复上述过程,最终使被控量又回到给定值或给定值附近,系统达到一个新的平衡状态。当改变给定值时,系统的工作与上述过程类似。
三控制系统的典型输入信号
1. 阶跃输入函数
2. 速度输入函数
3. 脉冲输入函数
4. 正弦输入函数
参考文献
[1]林叶锦. 轮机自动化. 大连:大连海事大学出版社,2009