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文檔簡介

1.2自動控制的一般概念

什么是控制？什么是自動控制？為了說明這個問題，首先看一個人工控制實例。

圖1-2-1是人工控制的水箱水位控制系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)中水箱是被控對象，水位的高度是被控量，控制的任務(wù)是保持水位的高度在期望值上。當(dāng)出水流量和入水流量平衡時，水位高度維持在期望值上。當(dāng)出水流量或入水流量發(fā)生變化時，水位必定偏離期望值，這時就需要操作者對水箱進行必要的控制。圖1-2-1水箱水位人工控制示意圖

具體操作步驟如下，首先，操作者用眼睛連續(xù)地觀察實際水位，大腦將實際水位與期望水位進行比較，得到偏差，然后大腦根據(jù)偏差的大小，指揮手臂調(diào)節(jié)進水閥門的開度，最終使實際水位達到期望的水位高度，從而實現(xiàn)控制任務(wù)。

可以看出，整個控制過程，是一個利用偏差產(chǎn)生控制作用，并不斷使偏差減小直至消除的過程，同時，為了取得偏差信號，必須要有實際水位的反饋信息，兩者結(jié)合起來，就構(gòu)成了反饋控制。顯然，反饋控制實質(zhì)上是一個按偏差進行控制的過程。水箱水位人工控制工作原理可用圖1-2-2所示的方框圖表示。圖1-2-2水箱水位人工控制方框圖

通過上述人工控制的水箱水位控制過程可以看出，產(chǎn)生控制作用的機構(gòu)是人的眼睛、大腦和手臂。如果將控制裝置有機地組合在一起，代替人的職能，就構(gòu)成了自動控制系統(tǒng)。

圖1-2-3是水箱水位自動控制系統(tǒng)示意圖，該系統(tǒng)中浮子代替了人的眼睛，對實際水位進行測量；連桿和電位器類似于人的大腦，它將期望水位與實際水位兩者進行比較，得出偏差的大小和極性；電動機和減速器相當(dāng)于人的手臂，調(diào)節(jié)進水閥門開度，對水位實施控制。圖1-2-3水箱水位自動控制示意圖控制過程可用圖1-2-4所示的方框圖表示。由此可見，為了完成控制任務(wù)，控制裝置必須具備測量、比較、執(zhí)行三個基本的職能部件。圖1-2-4水箱水位自動控制方框圖

綜上所述，所謂自動控制就是指在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱被控對象，使被控量自動地按照預(yù)

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