控制工程中的数学建模(3)——自动控制系统的一般模型

1.自动控控制系统的基本概念

自动控制:
在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(控制器),使机器、设备或生产过程(被控对象)的某个工作状态或参数(被控量)自动地按照预定的规律运行。

反馈控制原理:
控制装置对被控对象施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量与输入量之间的偏差,从而实现对被控量对象进行控制的任务。

负反馈控制原理:
由测量元件对被控量进行检测,并将它反馈至比较电路与给定值相减而得到偏差电压,经放大器放大变换后,执行元件便依据偏差电压的性质对被控量进行调节,从而使偏差消失或减小到允许范围。

被控系统的方块图:
被控对象和控制装置的各元部件用方块表示,系统中研究的物理量标志在信号线上,流向用箭头表示;系统的输出量(被控对象输出)置于方块图的最右端,系统的输入量置于方块图的最左端。

2.自动控制系统的一般模型

反馈控制系统基本组成

反馈控制系统的基本组成:
①测量元件:检测被控物理量;
②给定元件:给出与期望的被控量相对应的系统输入量;
③比较元件:把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的输入量进行比较,求出偏差;
④放大元件:将偏差信号放大,用来推动执行元件去控制被控对象。
⑤执行元件:直接推动被控对象,使其控制量发生变化。
⑥校正元件:补偿元件,结构或参数便于调整的元部件,用串联或反馈的方式连接在系统中,以改善系统的性能。

上述方框图就是自动控控制系统的一般模型,模型可以用方框图形式表现,这样可以使整个系统各模块之间的联系直观形象;另外,还可以用传递函数、空间状态方程表示系统的数学模型。

实际工作中,我们要根据反馈控制系统的一般模型,将各个具体的部件装置与模型中的模块一一对应,从而绘制出设备或系统的具体控制框图。然后,再研究各个部件装置的传递函数或状态方程。最后,将各个装置的数学模型联系汇总,得到整个控制系统的数学模型,从而指导我们优化设计,提升系统性能。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/tuxinbang1989/article/details/113717528