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自动控制的种类-恒值控制系统

时间:2016-03-03 11:24来源:未知 作者:admin 点击:
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。 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。 自动控制系统的基本类型
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。
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。 

自动控制系统的基本类型:
1.恒值控制系统
恒值控制系统又称为自动调节系统。例如:恒速、恒温、恒压、恒流等自动控制系统。它们的输入信号为恒定的常量。系统的基本任务是在存在扰动的情况下,使输出量保持在给定的希望值上。其主耍特征是给定量不变。

2.随动系统(也称自动跟踪系统)
随动系统的输人信号是一个随时间任意变化的函数(事先无法预测其变化规律),系统的任务是在存在扰动的情况下,保证输出量以一定的精度跟随输入信号的变化而变化。在这种系统中,输出量通常是机械位移、速度或加速度。随动系统中,若给定量变化是任意的,则称为自动跟踪系统或伺服系统;若给定量按一定的时间函数变化,则常称为程序控制系统,如程控机床等。
随动系统在工业、交通和国防等部门有着极为广泛的应用,如机床的自动控制、舰船的操舵系统、火炮控制系统及雷达导航系统等。我们将在后面章节以液压操舵系统为例介绍随动系统。

自动控制系统的基本要求:
各种自动控制系统,为了完成一定任务,要求被控量必须迅速而准确地随给定量变化而变化,并且尽量不受任何扰动的影响。然而,实际系统中,系统会受到外作用,其输出必将发生相应的变化。因控制对象和控制装置以及各功能部件的特征参数匹配不同,系统在控制过程中性能差异很大,甚至因匹配不当而不能正常工作。因此,工程上对自动控制系统性能提出了一些要求,主要有以下三个方面。

1.稳定性
所谓系统稳定指受扰动作用前系统处于平衡状态.受扰动作用后系统偏离了原来的平衡状态,如果扰动消失以后系统能够回到受扰以前的平衡状态,则称系统是稳定的。如果扰动消失后,不能够回到受扰以前的平衡状态,甚至随时问的推移对原来平衡状态的偏离越来越大,这样的系统就是不稳定的系统。稳定是系统正常工作的前提,不稳定的系统是根本无法应用用的。

2.准确性
它是对稳定系统稳态性能的要求。稳态性能用稳态误差来表示,所谓稳态误差是指系统达到稳态时被控量的实际值和希望值之间的误差,误差越小,表示系统控制精度越高越准确。一个暂态性能好的系统既要过渡过程时问短(快速性,简称“快”),又要过渡过程平稳、振荡幅度小(平稳性、简称“稳”)。

3.快速性
这是对稳定系统暂态性能的要求。因为工程上的控制系统总是存在惯性,如电动机的电磁惯性、机械惯性等等,致使系统在扰动量给定量发生变化时,被控量不能突变,需要有一个过渡过程,即暂态过程。这个暂态过程的过渡时间可能很短。也可能经过一个漫长的过渡达到稳态值,或经过一个振荡过程达到稳态值,这反应了系统的暂态性能。
在工程上暂态性能是非常重要的。一般来说,为了提高生产效率,系统应有足够的快速性,但是如果过渡时间太短,系统机械冲击会很大,容易影响机械寿命,甚至损坏设备;反之过渡时间太长,会影响生产效率等。所以,对暂态过程应有一定的要求,通常是用超调量,调整时间、振荡次数等指标来表示。
综上所述,对控制系统的基本要求是:响应动作要快、动态过程平稳、跟踪值要准确。也就是,在稳定的前提下,系统要稳,快,准。这个基本要求,通常称为系统的动态品质。
同一个系统稳、快、准是相互制约的。提高了快速性,可能会引起系统强烈振荡;改善了平稳性,控制过程又可能很迟缓,甚至精度也差。  (责任编辑:admin)
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