1.自動(dòng)控制系統(tǒng)分類反饋控制系統(tǒng)前饋與復(fù)合控制系統(tǒng)其他系統(tǒng)分類方式123目錄CONTENTS451自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類反饋控制系統(tǒng)反饋控制系統(tǒng)是指被控量(即輸出）的變化信號(hào)經(jīng)過(guò)一定的規(guī)律反饋到輸入端，使之與給定值不斷比較，繼而在控制規(guī)律作用下引起控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，達(dá)到預(yù)期效果。反饋控制系統(tǒng)是最常見(jiàn)、最基本的控制系統(tǒng)。1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類圖1-4所示為一個(gè)典型給定值輸出控制器的反饋控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的工作原理是根據(jù)被控量被控對(duì)象與給定值之間的偏差進(jìn)行控制，最后達(dá)到減小或消除偏差的目的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是“按偏差控制“。1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類反饋控制的特點(diǎn):一是按偏差控制，由于需要反復(fù)控制，所以控制過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，但可以克服各種擾動(dòng)對(duì)被控量的影響;二是閉環(huán)系統(tǒng)需要進(jìn)行穩(wěn)定性分析;三是由于控制作用落后于擾動(dòng),則控制作用不及時(shí)。1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類如果控制系統(tǒng)中不存在反饋回路，控制器只根據(jù)直接或間接的擾動(dòng)進(jìn)行控制，一旦擾動(dòng)發(fā)生，控制器就按照預(yù)先確定好的控制規(guī)律對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生控制作用，以減弱擾動(dòng)對(duì)被控量的影響,這類控制系統(tǒng)稱前饋控制系統(tǒng),如圖所示。補(bǔ)償1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類前饋控制的特點(diǎn):一是按擾動(dòng)控制，可以及時(shí)有效地制止被控量的變化，使控制過(guò)程時(shí)間短,但只能克服某種擾動(dòng)；二是因?yàn)閷儆陂_(kāi)環(huán)系統(tǒng),所以不存在穩(wěn)定性分析問(wèn)題;三是擾動(dòng)作用一發(fā)生就產(chǎn)生控制作用，因此控制作用及時(shí)。補(bǔ)償1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類在反饋控制的基礎(chǔ)上加入前饋控制,就構(gòu)成前饋-反饋控制系統(tǒng)。如圖1-6所示。將經(jīng)常發(fā)生且可測(cè)的主要擾動(dòng)作為前饋信號(hào)，由于前饋信號(hào)快于被控量的偏差信號(hào)，故可以進(jìn)行“立即”控制，及時(shí)克服主要擾動(dòng)對(duì)被控量的影響。利用反饋控制來(lái)克服其他擾動(dòng)，使系統(tǒng)的被控量在穩(wěn)態(tài)時(shí)能精確等于給定值。在前饋-反饋控制系統(tǒng)中，往往把前饋控制稱為“粗調(diào)”,反饋控制稱為“細(xì)調(diào)”。由于它充分利用了前饋控制與反饋控制的優(yōu)點(diǎn),大大提高了控制質(zhì)量，因此目前得到廣泛應(yīng)用。1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1練習(xí)1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類定值控制系統(tǒng)是過(guò)去和現(xiàn)階段熱工過(guò)程自動(dòng)控制中廣泛應(yīng)用的控制系統(tǒng)，例如鍋爐汽包水位的控制、爐膛負(fù)壓的控制等。1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類例如，在鍋爐滑壓運(yùn)行時(shí),主蒸汽壓力的給定值隨外界負(fù)荷而變化，其變化規(guī)律是未知的，要求實(shí)際的主蒸汽壓力緊緊跟隨其給定值的變化而變化。隨動(dòng)控制系統(tǒng)在火電廠熱工控制中的應(yīng)用日益增多,特別是在參與調(diào)峰調(diào)頻的大型單元機(jī)組中得到了廣泛應(yīng)用。1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類例如，在汽輪機(jī)的自啟動(dòng)過(guò)程中，預(yù)先擬定轉(zhuǎn)速的給定值隨時(shí)間的變化規(guī)律，要求汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速按預(yù)先擬定的這個(gè)給定值變化。1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1自動(dòng)控制系統(tǒng)分類1小結(jié)1內(nèi)容回顧1開(kāi)環(huán)控制1開(kāi)環(huán)控制特點(diǎn)1閉環(huán)控制1閉環(huán)控制特點(diǎn)1閉環(huán)控制特點(diǎn)1開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制的比較1復(fù)合控制1復(fù)合控制特點(diǎn)1復(fù)合控制特點(diǎn)1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性1系統(tǒng)特性課后視頻什么是工業(yè)自動(dòng)化，帶動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的變革，影響了一個(gè)時(shí)代科普中國(guó)——什么是工業(yè)4.0，為何稱之為工業(yè)發(fā)展的新時(shí)代2.控制器的動(dòng)態(tài)特性控制器的基本控制作用控制器的典型調(diào)節(jié)規(guī)律比例積分微分作用（PID）123目錄CONTENTS451基本控制作用1比例控制作用（P）1比例控制作用（P）1比例控制作用（P）輸出對(duì)輸入的響應(yīng)無(wú)遲延、無(wú)慣性?！胁羁刂破?積分控制作用（I）1積分控制作用（I）1積分控制作用（I）1積分控制作用（I）1微分控制作用（D）1微分控制作用（D）1課堂練習(xí)【填空題】

（

）稱為（

），又稱為有差控制器。采用該控制器時(shí)，輸出對(duì)輸入的響應(yīng)無(wú)遲延、無(wú)慣性。比例控制器（

）稱為（

），消除靜態(tài)偏差，實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)其控制作用體現(xiàn)在調(diào)節(jié)過(guò)程的后期I控制器積分控制器P控制器（

）稱為（

），實(shí)現(xiàn)超前調(diào)節(jié)，有利于克服動(dòng)態(tài)偏差，將大大改善調(diào)節(jié)過(guò)程。微分控制器D控制器1總結(jié)1總結(jié)1典型調(diào)節(jié)規(guī)律1比例積分作用（PI）1比例積分作用（PI）1比例積分作用（PI）1比例積分作用（PI）比例積分控制器中,由于積分作用的存在，會(huì)導(dǎo)致控制作用的滯后,造成某部分控制方向錯(cuò)誤,控制參數(shù)設(shè)置不當(dāng)易造成控制系統(tǒng)的振蕩。1比例微分作用（PD）1比例微分作用（PD）1比例微分作用（PD）1比例積分微分作用（PID）1比例積分微分作用（PID）1比例積分微分作用（PID）1比例積分微分作用（PID）1比例積分微分作用（PID）1比例積分微分作用（PID）1比例積分微分作用（PID）1課堂練習(xí)連連看比例控制器I控制器積分控制器P控制器微分控制器D控制器根據(jù)偏差的大小和方向進(jìn)行控制根據(jù)偏差對(duì)時(shí)間的累積量進(jìn)行控制根據(jù)偏差的變化速度進(jìn)行控制1比例積分微分作用（PID）課后視頻什么是工業(yè)自動(dòng)化，帶動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的變革，影響了一個(gè)時(shí)代科普中國(guó)——什么是工業(yè)4.0，為何稱之為工業(yè)發(fā)展的新時(shí)代牛人徒手自建火力發(fā)電廠，從設(shè)計(jì)到完工，太令人驚嘆了！中國(guó)現(xiàn)在的智能制造越來(lái)越厲害了大國(guó)重器第一季：節(jié)約煤炭資源，提高發(fā)電廠的熱能利用效率是關(guān)鍵大國(guó)重器，東北紅沿河核電站全面投產(chǎn)，一年發(fā)電480億度3.自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式串級(jí)控制系統(tǒng)比例控制系統(tǒng)123目錄CONTENTS45單回路控制系統(tǒng)1單回路控制系統(tǒng)單回路反饋控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱單回路控制系統(tǒng)，又稱簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。1單回路控制系統(tǒng)單回路控制系統(tǒng)只有一個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)控制器、一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連同被控對(duì)象，對(duì)一個(gè)被控參數(shù)進(jìn)行控制的負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。1單回路控制系統(tǒng)組成1.控制器：根據(jù)被控量和給定值相比較得到偏差信號(hào)，利用偏差信號(hào)進(jìn)行控制減小直至消除偏差，被控量等于給定值。（1）控制規(guī)律；

（2）控制器的正反作用；目的：實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋1控制器的正反作用1控制器的正反作用的確定方法1控制器的正反作用的確定方法1舉例應(yīng)用1小結(jié)1單回路控制系統(tǒng)組成2.執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器）：根據(jù)控制器輸出的信號(hào)，直接控制被控量，通過(guò)控制機(jī)構(gòu)的作用改變控制量的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制。

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)快速了解執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型和用途1單回路控制系統(tǒng)組成3.測(cè)量元件：敏感元件或傳感器，直接響應(yīng)輸入信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。（存在一定的傳輸遲延）如利用熱電偶測(cè)量溫度，將被測(cè)量的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為熱電勢(shì)信號(hào)；1單回路控制系統(tǒng)組成4.變送器：將測(cè)量元件輸出的各類信號(hào)轉(zhuǎn)換為4~20mA直流電流信號(hào)或1~5V直流電壓信號(hào)輸送到指示、記錄儀表或控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)檢測(cè)或自動(dòng)控制。1串級(jí)控制系統(tǒng)減溫水單回路反饋控制系統(tǒng)控制誤差大、控制遲延長(zhǎng)怎么辦？1串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)主要由兩個(gè)控制器(主、副控制器)、兩個(gè)測(cè)量變送器、一個(gè)執(zhí)行器、一個(gè)調(diào)節(jié)閥門(mén)和被控對(duì)象組成。1串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)中有兩個(gè)控制器，而只有一個(gè)調(diào)節(jié)閥。這兩個(gè)控制器相互串聯(lián)，前一個(gè)控制器的輸出作為后一個(gè)控制器的輸入。1串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)中有兩個(gè)反饋回路，并且一個(gè)回路嵌套在另一個(gè)回路之中，處于里面的回路稱為內(nèi)回路或副回路，處于外面的回路稱為外回路或主回路。1串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)中有兩個(gè)測(cè)量反饋信號(hào)，稱為主參數(shù)和副參數(shù)，分別作為主、副控制器的反饋輸入信號(hào)。1串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)，是指控制系統(tǒng)中有兩個(gè)相互串聯(lián)的控制器，主控制器的輸出作為副控制器的給定值，由副控制器的輸出去操縱調(diào)節(jié)閥，兩個(gè)反饋饋通道分別將測(cè)量信號(hào)送入兩個(gè)控制器并以此形成的雙回路控制系統(tǒng)。1串級(jí)控制系統(tǒng)副控制器常采用P或PD控制器，實(shí)現(xiàn)內(nèi)回路對(duì)擾動(dòng)的快速響應(yīng)。主控制器常采用PI或PID控制器，以保證穩(wěn)態(tài)時(shí)汽溫等于其給定值。1串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)1前饋控制系統(tǒng)1前饋控制系統(tǒng)1前饋控制系統(tǒng)1反饋控制系統(tǒng)1反饋控制系統(tǒng)1前饋-反饋控制系統(tǒng)1前饋-反饋控制系統(tǒng)特點(diǎn)1比值控制系統(tǒng)1比值控制系統(tǒng)由于主動(dòng)量Q1不變，所以從動(dòng)控制器WT2(s)的給定值也不變通過(guò)從動(dòng)量反饋回來(lái)消除擾動(dòng)從而使Q1與Q2的比值K也維持不變。1.單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)1比值控制系統(tǒng)某些比值控制系統(tǒng)中，不僅要求兩個(gè)物料流量保持一定的比例關(guān)系，而且要求物料流量的變動(dòng)還有一定的先后次序，稱為有邏輯規(guī)律的比值控制系統(tǒng)。如在燃料控制系統(tǒng)中，希望燃料量與空氣流量成一定的比例。而燃料量取決于蒸汽量的需要，常用蒸汽壓力來(lái)反映，當(dāng)蒸汽量要求增加即蒸汽壓力降低時(shí)，燃料量也要增加。2.有邏輯規(guī)律的比值控制系統(tǒng)1比值控制系統(tǒng)課后視頻墻砌斜了，小工給老總反映，沒(méi)想到老總不在意，小工直接把墻砸了全球獨(dú)一無(wú)二的萬(wàn)年鐘：一萬(wàn)年報(bào)時(shí)一次，連設(shè)計(jì)師都沒(méi)聽(tīng)到報(bào)時(shí)老秤一斤十六兩，誠(chéng)信經(jīng)商的原則不能忘精密加工—制造業(yè)的快樂(lè)精密的星型發(fā)動(dòng)機(jī)，感受一下機(jī)械的魅力！什么是工業(yè)自動(dòng)化，帶動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的變革，影響了一個(gè)時(shí)代科普中國(guó)——什么是工業(yè)4.0，為何稱之為工業(yè)發(fā)展的新時(shí)代1比例控制作用（P）1積分控制作用（I）1積分控制作用（I）1積分控制作用（I）1微分控制作用（D）1微分控制作用（D）1總結(jié)1典型調(diào)節(jié)規(guī)律1比例積分作用（PI）1