第一章控制系统的基本概念 2页共5页 程控制仪表。控制仪表将变送器送来的信号与预先设定的水位信号进行比较得到两者的偏 差,然后要据一定的控制算法对该偏差加以计算得到相应的控制信号,将该信号传送给予执 行器,执行器根据控制信号的大小调节给水阀,改变水量的大小。如此反复调节,直至水位 回复到规定的高度上,完成水位的自动控制。 12.2控制系统的组成(四部分) 被控对象:在自动控制系统中,工艺变量需要控制的生产设备或机器称为被控制对象。 测量元件和变送器:测量需控制的式艺参数并将其转化为一种特定信号的仪器 调节器:又称控制器,它将检测元件或变送器送来的信号志其内部的工艺参数给定值 信号进行比较,得到偏差信号:根据这个偏差的大小按一定的运算规律计算出控制信号,并 将控制信号传送给执行器。 执行器:接受调节器送来的信号,自动地改变阀门的开度,从而改变输送给予被控对 象的能量和或物料量。 除此之外,还有一些辅助装置,如给定装置、转换装置、显示仪表等。 1.3控制系统的方框图 控制系统的方框图:是由传递函数方框、信号线(带箭头的线段)、综合点、分支点构 成的表示控制系统组成和作用的图形。其中每一个方框代表系统中的一个组成部分,称为环 节”,并在方框内填入表示其自身特性的文字或表达式。方框间用带有箭头的线段表示相互 间的关系及信号的流向,箭头指向方框表示是这个环节的输入,箭头离开方框表示是这个环 节的输出。采用方框图可直观地显示系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联 系,以便对系统特性进行分析和研究。 从整个系统来看,给定值信号和干扰信号是输入信号,被控变量或其测量值是系统的输 出信号。方框图中的圆圈称为“加法器”,用于信号相加或相减,当两个信号相减,又称为比 较元件。 控制系统中的七个常用术语 被控变量:指需控制的工艺参数,它是被控对象的输出信号。在控制系统方框图中,它 也是自动控制系统的输出信号 给定值(或设定值):对应于生产过程中被控变量的期望值。当其值由工业调节器内部 给出时称为内给定值;当其值产生与外界某一装置,并输入至调节器时称为外给定值。 测量值:由检测元件得到的被控变量的实际值 操纵变量(或控制变量):受控于调节阀,用于克服干扰影响,具体实现控制作用的变 量成为操纵变量,它是调节阀的输出信号 干扰变量(或外界扰动):引起被控变量偏离给定值的除操纵变量以外的各种因素。最 常见的干扰因素是负荷改变,电压、电流的波动,气候变化等。 偏差信号:在理论上应该是被控变量的实际值与给定值之差,而能够直接获取的信息是 被控变量的测量值,因此通常把给定值与测量值之差作为偏差。在反馈控制系统中,调节器 根据偏差信号的大小去控制操纵变量。 控制信号:控制器将偏差按一定规律计算的量 14控制系统的分类 14.1按给定值的特点划分 定值控制系统:定值控制系统的给定值是恒定不变的,控制系统的输出应稳定在给定值相第一章 控制系统的基本概念 第 2 页 共 5 页 程控制仪表 。控制仪表将变送器送来的信号与预先设定的水位信号进行比较得到两者的偏 差，然后要据一定的控制算法对该偏差加以计算得到相应的控制信号，将该信号传送给予执 行器，执行器根据控制信号的大小调节给水阀，改变水量的大小。如此反复调节，直至水位 回复到规定的高度上，完成水位的自动控制。 1.2.2 控制系统的组成（四部分） 被控对象：在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备或机器称为被控制对象。 测量元件和变送器：测量需控制的式艺参数并将其转化为一种特定信号的仪器。 调节器：又称控制器，它将检测元件或变送器送来的信号志其内部的工艺参数给定值 信号进行比较，得到偏差信号；根据这个偏差的大小按一定的运算规律计算出控制信号，并 将控制信号传送给执行器。 执行器：接受调节器送来的信号，自动地改变阀门的开度，从而改变输送给予被控对 象的能量和或物料量。 除此之外，还有一些辅助装置，如给定装置、转换装置、显示仪表等。 1.3 控制系统的方框图 控制系统的方框图：是由传递函数方框、信号线（带箭头的线段）、综合点、分支点构 成的表示控制系统组成和作用的图形。其中每一个方框代表系统中的一个组成部分，称为“环 节”，并在方框内填入表示其自身特性的文字或表达式。方框间用带有箭头的线段表示相互 间的关系及信号的流向，箭头指向方框表示是这个环节的输入，箭头离开方框表示是这个环 节的输出。采用方框图可直观地显示系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联 系，以便对系统特性进行分析和研究。 从整个系统来看，给定值信号和干扰信号是输入信号，被控变量或其测量值是系统的输 出信号。方框图中的圆圈称为“加法器”，用于信号相加或相减，当两个信号相减，又称为比 较元件。 控制系统中的七个常用术语： 被控变量：指需控制的工艺参数，它是被控对象的输出信号。在控制系统方框图中，它 也是自动控制系统的输出信号。 给定值（或设定值）：对应于生产过程中被控变量的期望值。当其值由工业调节器内部 给出时称为内给定值；当其值产生与外界某一装置，并输入至调节器时称为外给定值。 测量值：由检测元件得到的被控变量的实际值。 操纵变量（或控制变量）：受控于调节阀，用于克服干扰影响，具体实现控制作用的变 量成为操纵变量，它是调节阀的输出信号。 干扰变量（或外界扰动）：引起被控变量偏离给定值的除操纵变量以外的各种因素。最 常见的干扰因素是负荷改变，电压、电流的波动，气候变化等。 偏差信号：在理论上应该是被控变量的实际值与给定值之差，而能够直接获取的信息是 被控变量的测量值，因此通常把给定值与测量值之差作为偏差。在反馈控制系统中，调节器 根据偏差信号的大小去控制操纵变量。 控制信号：控制器将偏差按一定规律计算的量。 1.4 控制系统的分类 1.4.1 按给定值的特点划分 定值控制系统:定值控制系统的给定值是恒定不变的,控制系统的输出应稳定在给定值相