自动控制系统及应用 2.闭环控制系统 放大器 电液伺服阀 控制信 负载 反馈信号Ub (a)系统原理图 液压马O测速发电机 控制信号 放大器 负载 「测理 发电 (b)系统方块图 图14闭环速度控制系统 凡是系统的输出端与输入端之间存在反馈回路,即输出量对控制作用能有影响的系统, 叫做闭环控制系统。如果对图1.3所示开环控制系统引λ反馈回路,即用测速发电机检测被 控制量(转速),然后反馈到输入端则构成闭环控制系统,如图1.4所示。 闭环控制系统突出的优点是由于采用了负反馈,因而被控制量对于外部或内部扰动所 引起的误差能够自动纠正。这样就有可能采用精度不太高而成本比较低的元件构成控制质量 较高的控制系统。当然,闭环控制系统要増加检测、反馈比较等环节,会使系统复杂、成本 增加。同时会带来副作用,当系统参数选得不适当时,将会造成系统振荡,甚至使系统完全 失去控制(即系统不稳定)而无法正常工作。这是采用闭环控制时必须加以重视并认真解决 的问题 13自动控制系统的基本组成 为了组成一个自动控制系统,必须包含以下各类基本元件 (1)任何控制系统必定有其控制对象,即系统所要操纵的对象。控制对象的输出就是 系统的被控量。 (2)系统工作时都要加上一定的激励信号,用来产生并可调节系统控制量的元件为给 定元件 (3)为了检测被控制量,系统需要有检测元件。由于检测元件的精度直接影响控制系 统的精度,所以应尽可能采用精度高的检测元件和合理的检测线路。有的系统检测元件的输 出就是反馈信号,而有的系统将检测元件的输出再经分压和滤波等才形成反馈信号,此时将 检测、分压和滤波等合并称为反馈环节 (4)为了对反馈信号和控制量进行比较,以便产生偏差信号,因此系统必须有比较元 件。比较元件在多数控制系统中常常是和检测元件(或反馈环节)或线路结合在一起的。在 比较元件处,控制量和反馈信号进行叠加或者说求和运算,一定要注意两者的极性关系 (5)由于偏差信号一般都比较微弱,需要进行变换放大,使它具有足够的幅值和功率, 因此系统还必须具有放大元件自动控制系统及应用 4 2．闭环控制系统 凡是系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，即输出量对控制作用能有影响的系统， 叫做闭环控制系统。如果对图 1.3 所示开环控制系统引入反馈回路，即用测速发电机检测被 控制量（转速），然后反馈到输入端则构成闭环控制系统，如图 1.4 所示。 闭环控制系统突出的优点是由于采用了负反馈，因而被控制量对于外部或内部扰动所 引起的误差能够自动纠正。这样就有可能采用精度不太高而成本比较低的元件构成控制质量 较高的控制系统。当然，闭环控制系统要增加检测、反馈比较等环节，会使系统复杂、成本 增加。同时会带来副作用，当系统参数选得不适当时，将会造成系统振荡，甚至使系统完全 失去控制（即系统不稳定）而无法正常工作。这是采用闭环控制时必须加以重视并认真解决 的问题。 1.3自动控制系统的基本组成 为了组成一个自动控制系统，必须包含以下各类基本元件。 （1）任何控制系统必定有其控制对象，即系统所要操纵的对象。控制对象的输出就是 系统的被控量。 （2）系统工作时都要加上一定的激励信号，用来产生并可调节系统控制量的元件为给 定元件。 （3）为了检测被控制量，系统需要有检测元件。由于检测元件的精度直接影响控制系 统的精度，所以应尽可能采用精度高的检测元件和合理的检测线路。有的系统检测元件的输 出就是反馈信号，而有的系统将检测元件的输出再经分压和滤波等才形成反馈信号，此时将 检测、分压和滤波等合并称为反馈环节。 （4）为了对反馈信号和控制量进行比较，以便产生偏差信号，因此系统必须有比较元 件。比较元件在多数控制系统中常常是和检测元件（或反馈环节）或线路结合在一起的。在 比较元件处，控制量和反馈信号进行叠加或者说求和运算，一定要注意两者的极性关系。 （5）由于偏差信号一般都比较微弱，需要进行变换放大，使它具有足够的幅值和功率， 因此系统还必须具有放大元件。 负载 (b)系统方块图 (a)系统原理图 图1.4 闭环速度控制系统 控制信号 l r 放大器 b 反馈信号 b 电液 液压 马达 测速 发电机 伺服阀 负载 液压马达 测速发电机 电液伺服阀 控制信号 r 放大器 s - + 图 1.4 闭环速度控制系统