❶ 什么是自动控制系统一个典型的自动控制系统主要由哪些基本部分组成
在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的版控制系统。自动控权制系统是实现自动化的主要手段。按控制原理的不同,自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。在开环控制系统中,系统输出只受输入的控制,控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中,基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统;由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的,利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制,可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。
❷ 仪表及自动化 控制系统的质量好坏 与那些项目无关 A被控对象特性B组成系统的仪表性能C控制器的正
选C。 排除法都知道。控制器的正反作用与控制性能无关。
❸ 自动控制系统通常有哪几部分组成该系统的作用量和被控质量有哪些
理论上的我说不好,我打个比方如一个自动开关阀门:这个阀门要关,那就内得有个远传容装置,传到PLC上,PLC分析他是不是要关了,如果是就会给远传装置一个信号可以关,那OK,给阀门制动装置个信号就关了,远传装置再反馈给PLC说他关了,那PLC就判断,哦阀门关了,那他做对了。这样PLC就不会报警了。这个还分着开关信号和什么虚拟信号(忘了不好意思)。指的是在PLC上命令他关了,但不会去证实阀门关没关,另一个就是PLC命令阀门关了,会有一个检侧装置去检侧他关没关,这二种形式。
❹ 自动控制原理的几条问题
1.时域分析中性能指标
为了保证电力生产设备的安全经济运行,在设计电力自动控制系统时,必须给出明确的系统性能指标,即控制系统的稳定性、准确性和快速性指标。通常用这三项技术指标来综合评价一个系统的控制水平。对于一个稳定的控制系统,定量衡量性能的好坏有以下几个性能指标:(1)峰值时间tp;(2)调节时间ts;(3)上升时间tr;(4)超调量Mp%。
怎样确定控制系统的性能指标是控制系统的分析问题;怎样使自动控制系统的性能指标满足设计要求是控制系统的设计与改造问题。在以往进行设计时,都需要通过性能指标的定义徒手进行大量、复杂的计算,如今运用MATLAB可以快速、准确的直接根据响应曲线得出性能指标。例如:求如下二阶系统的性能指标:
首先用MATLAB在命令窗口编写如下几条简单命令:
num=[3]; %传递函数的分子多项式系数矩阵
den=[1 1.5 3]; %传递函数的分母多项式系数矩阵
G=tf(num,den); %建立传递函数
grid on; %图形上出现表格
step(G) %绘制单位阶跃响应曲线
通过以上命令得到单位阶跃响应曲线如图1,同时在曲线上根据性能指标的定义单击右键,则分别可以得到此系统的性能指标:峰值时间tp=1.22s;调节时间ts=4.84s;上升时间tr=0.878s;超调量Mp%=22.1%。
图1 二阶系统阶跃响应及性能指标
2.具有延迟环节的时域分析
在许多实际的电力控制系统中,有不少的过程特性(对象特性)具有较大的延迟,例如多容水箱。对于具有延迟过程的电力控制无法保证系统的控制质量,因此进行设计时必须考虑实际系统存在迟延的问题,不能忽略。所以设计的首要问题是在设计系统中建立迟延环节的数学模型。
在MATLAB环境下建立具有延迟环节的数学模型有两种方法。
例:试仿真下述具有延迟环节多容水箱的数学模型的单位阶跃响应曲线:
方法一:在MATLAB命令窗口中用函数pade(n,T)
num1=1;den1=conv([10,1],[5,1]);g1=tf(num1,den1);
[num2,den2]=pade(1,10);g2=tf(num2,den2);
g12=g1*g2;
step(g12)
图2 延迟系统阶跃响应曲线
方法二:用Simulink模型窗口中的Transport Delay(对输入信号进行给定的延迟)模块
首先在Simulink模型窗口中绘制动态结构图,如图3所示。
图3 迟延系统的SIMULINK实现
然后双击示波器模块,从得到的曲线可以看出,与方法一的结果是相同。
3.稳定性判断的几种分析方法
稳定性是控制系统能否正常工作的首要条件,所以在进行控制系统的设计时首先判别系统的稳定性。而在自动控制理论的学习过程中,对判别稳定性一般采用劳斯稳定判据的计算来判别。对于高阶系统,这样的方法计算过程繁琐且复杂。运用MATLAB来判断稳定性不仅减少了计算量,而且准确。
3.1 用root(G . den{1})命令根据稳定充分必要条件判断
例:已知单位负反馈系统的开环传函为:
试判断该系统的稳定性。
首先在MATLAB命令窗口编写以下命令:
G1=tf([1 7 24 24],[1 10 35 50 24]);
G=feedback(G1,1);
roots(G .den{1})
得到结果:ans = -5.5616
-2.0000 + 1.4142i
-2.0000 - 1.4142i
-1.4384
由结果根据稳定充要条件:系统闭环特征根实部均在左半S平面,所以可判断该系统是稳定的。
3.2 通过绘制系统根轨迹图判别
首先在MATLAB命令窗口编写以下命令:
G1=tf([1 7 24 24],[1 10 35 50 24]);
rlocus(G1)
图4 系统根轨迹图
由根轨迹曲线可看出:4条根轨迹均在左半平面,所以系统是稳定的。
3.3 通过绘制伯德图判别
首先在MATLAB命令窗口编写以下命令:
G1=tf([1 7 24 24],[1 10 35 50 24]);
[Gm Pm wcp wcg]=margin (G1)
由此得到伯德图形为:
图5 系统的伯德图
从曲线可看出幅值裕度无穷大,所示系统是稳定的。
利用以上MATLAB提供判断稳定性的三种方法,可以看出判断结果是一致的。
4 结束语
本文主要提供了电力系统自动控制专业毕业设计中经常遇到仿真问题的解决方案,同时还介绍了MATLAB在控制系统仿真中的重要作用。利用MATLAB提供的模块及简单命令可方便、快速的对自动控制系统的设计对象进行各种参数计算,及仿真控制系统的响应曲线。由于MATLAB适用范围广泛,目前已经成为电力系统计算机辅助分析、设计及仿真研究的主要软件工具,并且给自动控制专业及电力工作带来了极大的便利。
❺ 控制,自动控制,自动控制系统三个概念的区别和联系
控制就是通过一定的技术手段实现特定的目的或达到一定的效果。可内以是手动或自动。
自动控制:容是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制是相对人工控制概念而言的。
自动控制系统:是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。自动控制系统主要由:控制器,被控对象,执行机构和变送器四个环节组成。
❻ 一个典型的自动控制系统主要是由哪些基本部分组成的有哪些基本性能要求
自动控制系统(automatic control systems)是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。 简称自控系统。
编辑本段自动控制系统的组成
自动控制系统主要由:控制器,被控对象,执行机构和变送器四个环节组成。
编辑本段分类方法
自动控制系统有几种分类方法 按控制原理的不同,自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统
在开环控制系统中,系统输出只受输入的控制,控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中,基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统;由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。
闭环控制系统
闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的,利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制,可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。 按给定信号分类,自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
恒值控制系统
给定值不变,要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。
随动控制系统
给定值按未知时间函数变化,要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。
程序控制系统
给定值按一定时间函数变化。如程控机床。
编辑本段应用广泛
自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。 在工业方面,对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。 在军事技术方面,自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面,除了各种形式的控制系统外,应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。 此外,在办公室自动化、图书管理 、交通 管 理乃至日常家务方面,自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展,自动控制系统的应用领域还在不断扩大,几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。
要求:稳定好,效率高,准确
❼ 一个典型的自动控制系统主要是由哪些基本部分组成的
自动控制系统由控制器和被控对象组成。但要实现复杂的控制任务,一个典型的自动控制系统通常还应当包括:定值元件、执行元件、测量变送元件和比较元件 。按控制原理的不同,自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统:在开环控制系统中,系统输出只受输入的控制,控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中,基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统;由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。
闭环控制系统:闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的,利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制,可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。
(7)一个控制系统作用的好坏与自动控制装置和扩展阅读:
自动控制系统应用领域:
在工业方面,对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。
在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统,以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。
在军事技术方面,自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面,除了各种形式的控制系统外,应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。
❽ 自动控制系统主要由哪几部分组成各组成部分有什么功能
自动控制系统主要由:控制器,被控对象,执行机构和变送器四个环节组成。
控制器:可按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。
被控对象:一般指被控制的设备或过程为对象,如反应器、精馏设备的控制,或传热过程、燃烧过程的控制等。从定量分析和设计角度,控制对象只是被控设备或过程中影响对象输入、输出参数的部分因素,并不是设备的全部。
执行机构:使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。
变送器:作用是检测工艺参数并将测量值以特定的信号形式传送出去,以便进行显示、调节。在自动检测和调节系统中的作用是将各种工艺参数如温度、压力、流量、液位、成分等物理量变换成统一标准信号,再传送到调节器和指示记录仪中,进行调节、指示和记录。
(8)一个控制系统作用的好坏与自动控制装置和扩展阅读
系统分类
一、按控制原理的不同,自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
1、开环控制系统
在开环控制系统中,系统输出只受输入的控制,控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中,基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统;由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。
2、闭环控制系统
闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的,利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制,可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。
二、按给定信号分类,自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
1、恒值控制系统
给定值不变,要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。
2、随动控制系统
给定值按未知时间函数变化,要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。
3、程序控制系统
给定值按一定时间函数变化。如程控机床。
❾ 自动控制原理中控制系统性能评价有哪两个方面
自动控制原理中控制系统性能评价分为动态性能指标和稳态性能指标两方面。
1、动态性能指标:系统的动态过程提供系统稳定性、响应速度及阻尼情况,由动态性能指标描述。通常在阶跃函数作用下,测定或计算系统的动态性能。描述稳定的系统在单位阶跃函数的作用下,动态过程随时间的变化状况的指标。
2、稳态性能指标:是描述系统稳态性能的一种性能指标,通常在阶跃函数、斜坡函数或加速度函数作用下进行测定或计算。若时间区域无穷时,系统的输出量不等于输入量或者输入量的确定函数,则系统存在稳态误差。稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量。
(9)一个控制系统作用的好坏与自动控制装置和扩展阅读:
控制系统
1,自动控制系统
为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的整体,这就是自动控制系统。
在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度、压力或飞行轨迹等;而控制装置则是对被控对象施加控制作用的相关机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
2,反馈控制系统
在反馈控制系统中,控制装置对被控装置施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。
❿ 一个自动控制系统有哪几部分组成
自动控制系统主要由:控制器,被控对象,执行机构和变送器四个环节组成。
控制器:可按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。
被控对象:一般指被控制的设备或过程为对象,如反应器、精馏设备的控制,或传热过程、燃烧过程的控制等。从定量分析和设计角度,控制对象只是被控设备或过程中影响对象输入、输出参数的部分因素,并不是设备的全部。
执行机构:使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。
变送器:作用是检测工艺参数并将测量值以特定的信号形式传送出去,以便进行显示、调节。在自动检测和调节系统中的作用是将各种工艺参数如温度、压力、流量、液位、成分等物理量变换成统一标准信号,再传送到调节器和指示记录仪中,进行调节、指示和记录。
(10)一个控制系统作用的好坏与自动控制装置和扩展阅读
自动控制系统的三大发展方向
1、现场总线控制系统
现场总线控制系统(FCS)是连接现场智能设备和自动化控制设备的双向串行、数字式、多节点通信网络。它也被称为现场底层设备控制网络。
目前,以现场总线为基础的FCS发展很快,但FCS发展还有很多工作要做,如统一标准、仪表智能化等。可以确定的是,结合DCS、工业以太网、先进控制等新技术的FCS将具有强大的生命力。
2、工业PC控制系统
由于PC机的开放性,具有丰富的硬件资源、软件资源和人力资源,并且具有成本低的特点,基于PC(包括嵌入式PC)的工业控制系统,正以每年20%以上的速率增长,基于PC的工业控制技术成为本世纪初的主流技术之一。
3、智能管控一体化系统集成
随着计算机技术、通信技术和控制技术的发展,传统的控制领域正经历着一场前所未有的变革,开始向网络化方向发展。对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求,催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。
这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来,从而拓展了工业控制领域的发展空间,带来新的发展机遇。