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文檔簡介

1.2自動(dòng)控制的一般概念

什么是控制？什么是自動(dòng)控制？為了說明這個(gè)問題，首先看一個(gè)人工控制實(shí)例。

圖1-2-1是人工控制的水箱水位控制系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)中水箱是被控對象，水位的高度是被控量，控制的任務(wù)是保持水位的高度在期望值上。當(dāng)出水流量和入水流量平衡時(shí)，水位高度維持在期望值上。當(dāng)出水流量或入水流量發(fā)生變化時(shí)，水位必定偏離期望值，這時(shí)就需要操作者對水箱進(jìn)行必要的控制。圖1-2-1水箱水位人工控制示意圖

具體操作步驟如下，首先，操作者用眼睛連續(xù)地觀察實(shí)際水位，大腦將實(shí)際水位與期望水位進(jìn)行比較，得到偏差，然后大腦根據(jù)偏差的大小，指揮手臂調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門的開度，最終使實(shí)際水位達(dá)到期望的水位高度，從而實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)。

可以看出，整個(gè)控制過程，是一個(gè)利用偏差產(chǎn)生控制作用，并不斷使偏差減小直至消除的過程，同時(shí)，為了取得偏差信號，必須要有實(shí)際水位的反饋信息，兩者結(jié)合起來，就構(gòu)成了反饋控制。顯然，反饋控制實(shí)質(zhì)上是一個(gè)按偏差進(jìn)行控制的過程。水箱水位人工控制工作原理可用圖1-2-2所示的方框圖表示。圖1-2-2水箱水位人工控制方框圖

通過上述人工控制的水箱水位控制過程可以看出，產(chǎn)生控制作用的機(jī)構(gòu)是人的眼睛、大腦和手臂。如果將控制裝置有機(jī)地組合在一起，代替人的職能，就構(gòu)成了自動(dòng)控制系統(tǒng)。

圖1-2-3是水箱水位自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)中浮子代替了人的眼睛，對實(shí)際水位進(jìn)行測量；連桿和電位器類似于人的大腦，它將期望水位與實(shí)際水位兩者進(jìn)行比較，得出偏差的大小和極性；電動(dòng)機(jī)和減速器相當(dāng)于人的手臂，調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門開度，對水位實(shí)施控制。圖1-2-3水箱水位自動(dòng)控制示意圖控制過程可用圖1-2-4所示的方框圖表示。由此可見，為了完成控制任務(wù)，控制裝置必須具備測量、比較、執(zhí)行三個(gè)基本的職能部件。圖1-2-4水箱水位自動(dòng)控制方框圖

綜上所述，所謂自動(dòng)控制就是指在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱被控對象，使被控量自動(dòng)地按照預(yù)

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