『壹』 自動控制原理研究的對象,性質,內容和任務
在現代科學技術的眾多領域中,自動控制技術起著越來越重要的作用。自動控制是指在沒有人直接參與的情況下,利用外加的設備或裝置(稱控制裝置或控制器),使機器,設備或生產過程(統稱被控對象)的某個工作狀態或參數(即被控制量)自動地按照預定的規律運行。
自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術科學。它的發展初期,是以反饋理論為基礎的自動調節原理,主要用於工業控制,二戰期間為了設計和製造飛機及船用自動駕駛儀,火炮定位系統,雷達跟蹤系統以及其他基於反饋原理的軍用設備,進一步促進並完善了自動控制理論的發展。到戰後,以形成完整的自動控制理論體系,這就是以傳遞函數為基礎的經典控制理論,它主要研究單輸入-單輸出,線形定常數系統的分析和設計問題。
20世紀60年代初期,隨著現代應用數學新成果的推出和電子計算機的應用,為適應宇航技術的發展,自動控制理論跨入了一個新階段——現代控制理論。他主要研究具有高性能,高精度的多變數變參數的最優控制問題,主要採用的方法是以狀態為基礎的狀態空間法。目前,自動控制理論還在繼續發展,正向以控制論,資訊理論,仿生學為基礎的智能控制理論深入。
為了實現各種復雜的控制任務,首先要將被控制對象和控制裝置按照一定的方式連接起來,組成一個有機的總體,這就是自動控制系統。在自動控制系統中,被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量,它可以要求保持為某一恆定值,例如溫度,壓力或飛行航跡等;而控制裝置則是對被控對象施加控製作用的機構的總體,它可以採用不同的原理和方式對被控對象進行控制,但最基本的一種是基於反饋控制原理的反饋控制系統。
在反饋控制系統中,控制裝置對被控裝置施加的控製作用,是取自被控量的反饋信息,用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實現對被控量進行控制的任務,這就是反饋控制的原理。
同時自動控制原理也是現在高校自動化專業的一門主幹課程,是學習後續專業課的重要基礎,也是自動化專業碩士研究生入學必考的專業課。
該課不僅是自動控制專業的基礎理論課,也是其他專業的基礎理論課,目前信息科學與工程學院開設本課程的專業有計算機、電子信息、檢測技術。
該課程不僅跟蹤國際一流大學有關課程內容與體系,而且根據科研與學術的發展不斷更新課程內容,從而提高自動化及相關專業的整體學術水平。
該課程是自動控制理論的基礎,其主要內容包括:自動控制系統的基本組成和結構、自動控制系統的性能指標,自動控制系統的類型(連續、離散、線性、非線性等)及特點、自動控制系統的分析(時域法、頻域法等)和設計方法等。通過本課程的學習,學生可以了解有關自動控制系統的運行機理、控制器參數對系統性能的影響以及自動控制系統的各種分析和設計方法等。
本課程覆蓋的基本概念:
系統、反饋、方框圖(方塊圖)、信號流圖、傳遞函數;穩定性、穩定裕量,基本環節、時間常數、阻尼系數,脈沖響應、階躍響應、動態性能指標、穩態誤差,根軌跡,主導極點,頻率特性,校正和綜合,典型的非線性特性、描述函數、相平面、自持振盪,采樣控制、Z變換、脈沖傳遞函數。
本課程涵蓋的基本知識點:
1.簡單物理系統的微分方程和傳遞函數的列寫和計算;
2.方框圖和信號流圖的變換和化簡;
3.開環傳遞函數與閉環傳遞函數的推導和計算;
4.線性連續系統的動態過程分析;
5.代數穩定判據及其在線性系統中的應用;
6.根軌跡的基本特性及典型系統根軌跡的繪制;
7.用根軌跡分析系統的動態性能和穩定性;
8.波德圖和奈奎斯特圖的繪制;
9.奈奎斯特穩定判據及應用;
10.用開環頻率特性分析系統的主要動態和靜態特性;
11.校正的基本原理及設計方法;
12.簡單非線性控制系統分析的描述函數分析方法及相平面方法;
13.采樣系統的分析及校正的基本方法。
『貳』 頻率自動調節裝置有哪些作用
自動頻率控制(automatic frequency control),使輸出信號頻率與給定頻率保持確定關系的自動控制方法。實現這種功能的電路簡稱AFC環。AFC環主要由鑒頻器和受控本地振盪器等部件構成。後者大多採用壓控振盪器,它能使中頻fi在輸入信號頻率fc和本地受控振盪頻率fi發生變化時盡量保持穩定。
中文名
自動頻率控制
外文名
automatic frequency control
作用
輸出信號與給定頻率保持確定關系
實現
AFC環
定義
輸出信號頻率與給定頻率確定關系
快速
導航
應用舉例
簡介
工作原理
實現自動頻率控制功能的電路簡稱AFC環。AFC環主要由鑒頻器和受控本地振盪器等部件構成。後者大多採用壓控振盪器,它能使中頻在輸入信號頻率和本地受控震盪頻率發生變化時盡量保持穩定。鑒頻器的作用是檢測中頻的頻偏,並輸出誤差電壓。閉環時,輸出誤差電壓使受控震盪器的震盪頻率偏離減小,從而把中頻拉向額定值。這種頻率負反饋作用經過AFC環反復循環調節,最後達到平衡狀態,從而使系統的工作頻率保持穩定且偏差較小。
圖1是一個通信系統的自動頻率控制電路的基本組成方框圖。其中被控對象是壓控振盪器(VCO)。反饋系統由混頻器、差頻放大器、限幅鑒頻器和放大器等組成。頻率誤差經混頻器檢測出,並經差頻放大、限幅鑒頻和放大器轉換成電壓誤差信號去控制壓控振盪器
『叄』 組成自動控制系統的主要環節有哪些它們各有什麼特點起什麼作用
主要環節有給定、轉換、運算、檢測、反饋、輸出等環節。其特點和作用從環節名稱的字面意思即可理解。
『肆』 PID調節器與執行器如何連接形成自動控制系統
被控對象:是指被控制的裝置或者設備;設定值(給定值):希望系統輸出達到的積分作用常與另兩種調節規律結合,組成PI 調節器或PID 調節器。微分調節作用。控制系統一般又可分為簡單控制系統和復雜控制系統兩大類,所謂復雜,是相對於簡單而言的。凡是多參數,具有兩個以上變送器、兩個以上調節器或兩個以上++調節閥組成多迴路的自動控制系統,稱之為復雜控制系統
『伍』 自動控制系統主要有哪些環節組成
一個典型的自動控制系統通常還應當包括:定值元件、執行元件、測量變送元件和比較元件。
生產過程中各種工藝條件不可能是一成不變的,特別是化工生產,大多數是連續性生產,各設備相互關聯,當其中某一設備的工藝條件發生變化時,都可能引起其他設備中某些參數或多或少地波動,偏離了正常的工藝條件,當然自動調節是指不需要人的直接參與。
應用領域
自動控制系統已被廣泛應用於人類社會的各個領域。
在工業方面,對於冶金、化工、機械製造等生產過程中遇到的各種物理量,包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等,都有相應的控制系統。在此基礎上通過採用數字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數字控制系統,以及具有控制與管理雙重功能的過程式控制制系統。
在農業方面的應用包括水位自動控制系統、農業機械的自動操作系統等。
在軍事技術方面,自動控制的應用實例有各種類型的伺服系統、火力控制系統、制導與控制系統等。在航天、航空和航海方面,除了各種形式的控制系統外,應用的領域還包括導航系統、遙控系統和各種模擬器。
此外,在辦公室自動化、圖書管理 、交通 管 理乃至日常家務方面,自動控制技術也都有著實際的應用。隨著控制理論和控制技術的發展,自動控制系統的應用領域還在不斷擴大,幾乎涉及生物、醫學、生態、經濟、社會等所有領域。
『陸』 自動控制系統主要有由哪些環節組成
自動控制系統主要由:控制器,被控對象,執行機構和變送器四個環節組成。
自動控制系統是指用一些自動控制裝置,對生產中某些關鍵性參數進行自動控制,使它們在受到外界干擾(擾動) 的影響而偏離正常狀態時,能夠被自動地調節而回到工藝所要求的數值范圍內。
生產過程中各種工藝條件不可能是一成不變的。特別是化工生產,大多數是連續性生產,各設備相互關聯,當其中某一設備的工藝條件發生變化時,都可能引起其他設備中某些參數或多或少地波動,偏離了正常的工藝條件。當然自動調節是指不需要人的直接參與。
(6)調節對象自動裝置擴展閱讀:
自動控制系統已被廣泛應用於人類社會的各個領域。
在工業方面,對於冶金、化工、機械製造等生產過程中遇到的各種物理量,包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等,都有相應的控制系統。
在此基礎上通過採用數字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數字控制系統,以及具有控制與管理雙重功能的過程式控制制系統。在農業方面的應用包括水位自動控制系統、農業機械的自動操作系統等。
在軍事技術方面,自動控制的應用實例有各種類型的伺服系統、火力控制系統、制導與控制系統等。在航天、航空和航海方面,除了各種形式的控制系統外,應用的領域還包括導航系統、遙控系統和各種模擬器。
『柒』 自動化儀表調節對象的輸入參數有幾種
自動化儀表調節對象的輸入參數有三種。
低壓情況和高電流情況,還有一個高定位模式。
『捌』 一個典型的自動控制系統主要是由哪些基本部分組成的
感測器、調節器、執行器和被控對象所組成的閉環(或開環)控制系統。
『玖』 在構成調節系統時,如何讓調節器參數隨調節對象動態特性變化而變化
工業生產過程中的調節對象動態特性是經常變化的,特別是工況變化和負荷變化較大時。調節對象動態特性變化較大,原來設置的調節器參數就不再適應,需要重新設置。為了解決這一問題,在設計調節系統時可以讓調節器參數自動修改,以適應調節對象動態特性的變化,這就是自適應調節系統。
實現自適應調節有很多方法,如參考模型法、按照負荷預先設置整定參數法、降低調節對象參數變化影響的被動型自適應法、外加試驗信號法及自辨識等。在火電廠中,負荷是經常變化的因素,負荷變化就會引起調節對象動態特性的變化。為此,可事先求出幾種不同負荷下的調節對象動態特性,然後按照經驗法或其他整定計算方法,求出這幾種調節對象動態特性所對應的整定參數。這種方法常用於直接數字調節系統,系統除了采樣讀入被調參數外,還要采樣讀入負荷變數,調節模型參數,並根據負荷變化量計算新的整定參數,以適應調節對象動態特性的變化。