人工控制和自动控制.PPT

通用技术 I Generic Technology I 1 正确理解通用技术 2 技术对社会的影响 3 从典型事例看设计 4 趣味制作与学技术 1 理解技术Understanding technical concepts 1.1 技术是什么？ 1.2 通用技术是什么？ 1.3 技术素养是什么？ 1.4 技术方法有什么特点？ 1.5 系统论和大技术观 1.6 人工控制和自动控制 1.6 人工控制和自动控制 1.6.1自动控制的基本概念 1.6.2干扰、反馈和前馈 1.6.3开环控制和闭环控制 广义控制 （1）人工控制以水位控制为例，说明与控制相关概念、术语、原理和方法。 （2）自动控制 控制系统中的常用术语广义控制：控制行为、控制时间、控制花费、控制质量 ? 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，使机器、设备、机械或整个生产过程自动地按照预定的规律运行、或使系统的某个参数按要求改变。 ? 控制装置—外加的设备或装置，亦叫控制器。 ? 受控对象—被控制的机器或是事物（进水）。 ? 输出量—表征被控对象工作状态的参量（通常是物理参数），也称为被控量（期望水位）。 ? 输入量—要求被控量所应保持的数值，也称为给定量或参考输入（实际水位）。 ? 干扰量—系统不希望的外作用，叫扰动输入（出水）。 从水池水位自动控制原理图理解术语 干扰、反馈和前馈 干扰 泛指在控制过程中由各种原因导致控制结果失衡的现象。 反馈控制 泛指在控制过程中通过测量输出，与设计者要求的设定值相比较，当存在偏差时，控制器按照设计好的控制策略，发出控制信号，驱动输出向期望值运动。 前馈控制 泛指在控制过程中通过测量进入过程的干扰（包括外界干扰和设定值变化），产生合适的控制作用，使受控变量维持在设定值上。 开环控制 按输入量控制和按干扰量控制的复合的开环控制 按输入量控制和按干扰量控制的复合开环控制原理框图 闭环控制 闭环与开环控制系统的比较 按输入量进行的开环控制的作用过程是顺向作用，输入和输出没有反向的关联，没有修正偏差能力，抗扰动性较差。优点：结构简单、调整方便、成本低。按干扰量的开环控制的作用过程是按输入量控制或按扰动控制输出，对干扰因素造成的输出不确定性能产生一定的补偿作用，适用于扰动可测量的场合。 闭环与开环控制系统的比较 当系统控制的规律能预先确定，并对系统可能出现的干扰可以做到有效抑制时，应采用开环系统。只有在系统的控制量和干扰量均无法预知的情况下，闭环系统才有其明确的优越性。在实际生产中，由于控制系统的干扰往往是未知的，所以，常见的控制系统大多是闭环控制系统。 如何理解自动控制是一种通用技术？ 答：许多场合都使用自动控制，说明这种技术较为宽泛、体现基础性和通用性，在日常生活中应用广泛，学生学习这种技术思想对其发展具有广泛迁移价值。 广义的控制 现代控制理论的近期应用已经扩充到非工程系统，诸如生物系统、生物医学系统、经济系统和社会经济系统。 思考题2： 从“手指文化”发展看控制与被控制 人们喜欢获得控制权。人们期望有效地控制自己的空间、自己的时间和自己的行为，不夸张地说，这给他们带来了很多愉悦感。人们一旦尝试了这种有效的控制权，就会激发强大的忠诚度。人们到底更喜欢控制，还是更喜欢被控制？值得深思。 * 广东第二师范学院 彭哲方 用自然语言表述的水池水位人工控制原理方框图 用自然语言表述的水池水位人工控制原理方框图 经验？ 速度? 危害? 开环控制的结构图 干扰 测量 输出 输入 控制器 执行 元件 控制 对象 闭环控制的结构图 控制还是被控制 - 有了遥控器，我们获得了“完美控制”的幻觉。 - 永远都在寻找可能更好的“牧草” - 我们这个年代是选择的年代。 “手指文化”适应于变化的年代。 “缺席的在场” *