1、机械工程控制基础李可B2016/1/5第一节 自动控制和自动控制系统第二节 控制系统的分类第三节 控制系统的基本组成第四节 控制系统的基本要求第五节 控制系统的发展第六 节 本课程的内容和特点第一章 绪 论第一节 自动控制和自动控制系统一、自 动 控制的概念1、手 动 控制水箱水位的手 动 控制 ： 观测 实际 水位，将 实际 水位与要求的水位 值 相比 较 ，得出两者偏差。根据偏差的大小和方向 调节进 水 阀门的开度，即当 实际 水位高于要求 值时 ，关小 进 水 阀门开度，否 则 加大 阀门 开度以改 变进 水量，从而改 变水箱水位，使之与要求 值 保持一致。2016/1/5图 1-1 水
2、箱水位的人工控制系统示意图2016/1/52、自 动 控制自 动 控制是在人不直接参与的情况下，利用外加 设备 或装置（称 为 自 动 控制装置）使被控 对 象（如机器、 设备 、生 产过 程等）自 动 地按照 预 定的 规 律运行，使被控 对 象的一个或多个物理参数（如温度、流量成分等）能 够 自 动 地在一定的精度范 围 内，按照 给 定的 规 律 变 化。图1-2 水箱水位的自动控制系统示意图 当 实际 水位低于要求水位 时 ， 电 位器 输 出 电压值为 正，且其大小 反映了 实际 水位与水位要 求 值 的差 值 ，放大器 输出信号将有正的 变 化， 电动 机 带动 减速器使 阀门 开
3、度增加，直到 实际 水位重新与水位要求 值 相等 时为 止。 浮子： 测 量作用连 杆：比 较 作用放大器、伺服 电动 机和减 速器： 调节 作用阀门 ： 执 行元件作用 水位自 动 控制的目的：使偏差消除或减小 ， 使 实际 水位达到要求的水位 值 。2016/1/5二、自动控制系统 为达到某一目的，由相互制约、相互联系的各个部件按照一定规律构成且具有独立功能的整体称为系统。 自动控制系统是由被控对象和自动控制装置按照一定方式连接起来，能完成一定自动控制任务的总体。自动控制系统的被控制量称为系统输出量 影响系统输出量的外界输入称为系统的输入量 输入量分类： 给定输入（或称参考输入、希望值等）
4、：指对系统输出量的要求值 . 扰动输入：指对系统输出量有不利影响的输入量2016/1/52016/1/5（一 ）输入量变化规律程序系统，特点：将输入量的变化编写成程序，由程序发出控制指令，将控制指令转化成控制信号，经系统作用实现对控制对象的运动控制。（如：加工机床控制系统） 随动系统 又称为伺服系统。特点：给定值是预先未知的、随时间任意变化，要求系统被控量以尽可能小的误差跟随给定值变化。（比如高射炮跟踪敌机随动系统） 自动 调整系统又称为恒值控制系统、定值调节系统或自动镇定系统。特点：系统输入量（即给定值）不变，但由于扰动使被控量偏离要求值，该系统能根据偏差产生控制作用，使被控量恢复到要求值，并以一定的准确度保持在要求值附近。（如恒温控制系统）第二节 控制系统的分类（二）开环和闭环系统 按照控制系统结构中有无反馈控制作用分，控制系统可分为开环控制系统，闭环控制系统和复合控制系统。开环系统结构简单，适用于扰动小、精度要求低的系统；闭环系统控制精度较高，但容易出现振荡，降低系统稳定性。复合控制系统是将开环和闭环控制系统结合使用。
