自動控制系統(tǒng)

元器件2自動控制技術：自動控制原理自動控制元件及線路常用的元件及線路機械伺服系統(tǒng)

3一、自動控制系統(tǒng)在無人參與的條件下自動實現(xiàn)某種要求的系統(tǒng)稱為自動控制系統(tǒng)。例如：速度；位置；隨動跟蹤；參數(shù)恒定4導彈發(fā)射架控制系統(tǒng)

5二、控制元件的定義及分類

1．定義2．分類按功能分類按能源分類6四大元件1．執(zhí)行元件：功能是驅動控制對象，控制或改變被控量（輸出量）。（電機）2．測量元件：功能是將被測量檢測出來并轉換成另一種容易處理和使用的量（例如電壓）。（電位器）73．放大元件：功能是將微弱信號放大。分為前置放大元件和功率放大元件兩種。功率放大元件的輸出信號具有較大的功率，可以直接驅動執(zhí)行元件。4．補償元件（校正元件）：為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定并使系統(tǒng)達到規(guī)定的精度指標和其他性能指標，控制系統(tǒng)的設計者增加的元件。8執(zhí)行元件：電動機測量元件：電位器輸出量：轉角9

控制系統(tǒng)功能框圖10三、主要內(nèi)容本課程主要介紹電磁類的控制元件

執(zhí)行元件直流電動機及其控制變壓器小功率同步電動機步進電動機及其控制測量元件測速發(fā)電機11四、發(fā)展趨勢1、向高可靠性方向發(fā)展2、向高精度方向發(fā)展3、向組合化、小型化、專用化方向發(fā)展4、向數(shù)字化和固態(tài)化方向發(fā)展121.發(fā)現(xiàn)、理論與早期應用（1820-1880）

1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流對磁針有力的作用，安培確定通有電流的線圈的作用與磁鐵相似，揭示了磁現(xiàn)象的本質。1826年歐姆發(fā)現(xiàn)了歐姆定律。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應定律。電力技術發(fā)展回顧132.交流電的應用首先應用的電力是直流電和直流電動機。1885年意大利物理學家發(fā)現(xiàn)并建立了旋轉磁場原理，1888年俄國工程師發(fā)明了三相發(fā)電機、三相變壓器和三相異步電動機。由于三相交流電十分適合遠距離輸電，且三相交流電動機結構簡單，堅固耐用，三相交流電動機迅速發(fā)展，不但取代了絕大部分直流電機，而且被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。141990年以來，在無刷直流電機的基礎之上，傳統(tǒng)的電機制造技術和電力電子技術及高級控制技術緊密結合，形成新一代機電一體化的高新技術產(chǎn)品——交流伺服電動機，在精密的機械伺服系統(tǒng)中得到越來越多的應用。這種電機同時具有交流電機和直流電機的優(yōu)點，也可看成是它們相結合的產(chǎn)品。15五、應用領域

廣泛應用于導彈、火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、艦船、飛機、自動火炮、雷達、戰(zhàn)車等武器裝備中，用作各類自動化裝置的定位、位置傳感與指示、坐標變換與解算、速度解算與反饋。在工業(yè)自動化方面，使用控制電機作為自動控制、遙控、遙測和自動監(jiān)視系統(tǒng)中的檢測、解算。16微型電動機的應用近30年以來，由于自動控制技術的廣泛應用，各種微型電機得到極其廣泛的應用。包括汽車，計算機，音響和影像設備，家用電器等眾多產(chǎn)品都大量用電機。直流電動機，單相異步電動機，直流無刷電動機等各種各樣的電機，在數(shù)量上，得到極大發(fā)展。17控制用電動機1930-1980年，在精密的機械伺服系統(tǒng)中，直流電動機占據(jù)了壟斷地位。1980年以后，在電力電子技術、計算機技術和控制技術的基礎上，以變頻技術為代表的交流調速技術迅速發(fā)展和應用，在速度控制系統(tǒng)中，交流電動機開始應用，并開始取代直流電機。18無外磁場作用時磁籌取向有外磁場作用時磁籌取向趨于一致電磁學的基本概念與定律19電磁學的基本概念與定律一、磁場1、磁密：B2、磁通：Φ3、磁場強度：H4、磁通連續(xù)性原理5、安培環(huán)路定律20二、磁路定律1、磁路主磁路與主磁通漏磁路與漏磁通2、磁路歐姆定律3、典型鐵心磁路系統(tǒng)4、磁壓21鐵心磁路圖2223必須注意：磁路和電路的物理本質不同。⑴電流與磁通的區(qū)別：一般說來，電流是帶電粒子的定向移動而形成的，電流通過電阻時要消耗功率，這個功率必須由電源提供，而磁通只是為了描述磁場的宏觀分布而引入的一個物理量，在磁路內(nèi)并不代表功率損失，因此就磁路本身而言，維持恒定的磁通并不需要消耗功率。⑵電路與磁路的區(qū)別。電路可以有開路的運行狀態(tài)，電路開路時，不管有無電源，電路中的電流都為零。另外，電路中如果沒有電源電動勢存在，電路中的電流一定等于零；反過來，只要電路中有電流存在，就說明電路中一定存在電源電動勢。然而，磁路卻沒有開路的運行狀態(tài)，并且當磁動勢為零時，由于鐵磁物質有剩磁存在，磁路中的磁通并不等于零。24三、電磁感應定律1、磁鏈2、交鏈（匝鏈、相鏈、環(huán)鏈）3、電磁感應定律4、磁鏈的變化方式引起磁鏈變化的原因：(1)磁通由交流電流產(chǎn)生，空間中任一點的磁通隨時間變化；(2)空間中各點的磁通不變化，但線圈位置變化，磁鏈相應變化。通過線圈的磁通量和線圈匝數(shù)的乘積255、導線切割磁力線產(chǎn)生電勢6、電感不變的線圈26四、電磁力與電磁轉矩電機、電磁鐵中力的產(chǎn)生有兩種說法：1.磁場中的載流導線受力。2.磁場內(nèi)產(chǎn)生的力。1）磁極間的相互作用力：同性相斥，異性相吸。2）磁場內(nèi)的磁性物體受