自動控制系統的組成及方框圖
在研究自動控制系統時,為了更清楚的表示控制系統各環節的組成、特性和相互間的信號聯系,一般都采用方框圖。每個方框表示組成系統的一個環節,兩個方框之間用帶箭頭的線段表示信號聯系;進入方框的信號為環節輸入,離開方框的為環節輸出。
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閉環控制系統組成圖一
檢測元件和變送器的作用是把被控變量c(t)轉化為測量值y(t)。
比較機構的作用是比較設定值r(t)與測量值y(t)并輸出其差值。
控制裝置的作用是根據偏差的正負、大小及變化情況,按某種預定的控制規律給出控制作用u(t)。比較機構和控制裝置通常組合在一起,稱為控制器。
執行器的作用是接受控制器送來的u(t),相應地去改變操縱變量q(t)。
系統中控制器以外的各部分組合在一起,即過程、執行器、檢測元件與變送器的組合稱為廣義對象。
在分析控制系統的工作過程時,有幾個很重要的概念:
(1)信息:圖中的r(t)、y(t)、f(t)等盡管是實際的物理量,但它們是作為信息來轉換和作用的。圖中的每一部分稱為一個環節,作用于它的信息稱為該環節的輸入信號,它送出的信息稱為輸出信號。前一環節的輸出就是后一環節的輸入信號。每一環節的輸出信號與輸入信號之間的關系僅僅取決于該環節的特性。
從整個系統來看,輸入信號:設定值和擾動
輸出信號:被控變量、測量值
(2)閉環:按信息的流向來說
(3)動態:物理量是時間的函數、是不斷變化的。擾動作用使被控變量偏離設定值,控制作用又使它回到設定值。