机械工程测试与控制技术 课件全套 第1--11章 控制系统的基本概念 --- 信号数字化处理.pdf

第1章控制系统的基本概念

一、控制系统的工作原理及其组成

二、控制系统的基本类型

三、对控制系统的基本要求

四、控制工程发展概况

1.1自动控制理论简述

在没有人直接参与的情况下，利用外加的设

备或装置（称为控制装置或控制器），使机

器、设备或生产过程（通称被控对象）的某

个工作状态或参数（即被控量）自动地按照

预定的规律运行。

如：数控机床、室内温度控制、机车、船舶

及飞机自动驾驶、导弹制导等。

1.2自动控制基本概念

1.2.1自动控制系统工作原理

温度计

调压器

加热电阻丝

~220V

人工控制的恒温箱

人工控制恒温箱调节过程：

Ø观测恒温箱内的温度（被控制量）

Ø与要求的温度（给定值）进行比较，得到温度

偏差的大小和方向

Ø根据偏差大小和方向调节调压器，控制加热电

阻丝的电流以调节温度回复到要求值。

人工控制过程的实质：检测偏差再纠正偏差。

期望实际

温度温度

大脑手调压器恒温箱

眼睛温度计

人工控制恒温箱系统功能框图

给定信号

电压

比较u1放大器

+

u减速器

+

u2功率执行

放大器电动机

调压器

热电偶

加热电阻丝

~220V

恒温箱自动控制系统

恒温箱自动控制系统工作原理：

Ø恒温箱实际温度由热电偶转换为对应的电压u

2

Ø恒温箱期望温度由电压u给定，并与实际温度

1

u比较得到温度偏差信号u＝uu

212

Ø温度偏差信号经电压、功率放大后，用以驱动

执行电动机，并通过传动机构拖动调压器动触

头。当温度偏高时，动触头向减小电流的方向

运动，反之加大电流，直到温度达到给定值为

止，此时，偏差u＝0，电机停止转动。

扰动