《自动控制基础》课程教学资源（课件讲稿）第一章 绪论 1. 2 自动控制系统概述

第一章绪论1.2自动控制系统概述1.2.1自动控制的基本概念1.2.2自动控制系统的基本组成1.2.3自自动控制系统的基本控制方式CURR!

1. 2 自动控制系统概述 1.2.1 自动控制的基本概念 1.2.2 自动控制系统的基本组成 1.2.3 自动控制系统的基本控制方式 第一章 绪 论

第一章绪论1.2.1自动控制的基本概念控制系统可以由人工控制，也可以采用自动控制1、人工控制如图1一1所示，若要求要求水位在出水量随意的条件下阀门进水三保持水位高度不变：操实际水位水池作人员需先目测实际水茶出水位，并在脑子中与要求图1-1水位人工控制系统的水位进行比较

1.2.1 自动控制的基本概念 1、人工控制 控制系统可以由人工控制，也可以采用自动控制。 如图1－1所示，若要求 在出水量随意的条件下， 保持水位高度不变：操 作人员需先目测实际水 位，并在脑子中与要求 的水位进行比较。 第一章 绪 论

第一章绪论(续)人工控制若低于要求的水位，则需开大进水阀门。否则应关小进水阀门。若两者相等，则进水阀门不动根据系统原理图可画出其方框图如图1-2所示出水量实际水位要求水位水池执行比较、计算测量图1-2水位人工控制系统方框图

根据系统原理图可画出其方框图如图1-2所示。 要求水位 执行 水池 实际水位 出水量 测量 比较、计算 图1-2 水位人工控制系统方框图 人工控制（续） 若低于要求的水位，则需开大进水阀门。否则应 关小进水阀门。若两者相等，则进水阀门不动。 第一章 绪 论

第一章绪论2、自动控制如图1-3所示，该水池若改为由自动控制装置代替操作人员：由浮子测出实际水位，与要求的水位比较。然后得出偏差再由调节元件根据偏差的大小和正负产生控制信号。最后由执行元件根据信号产生控制作用阀门进水+O电位器浮子8减速器连杆实际水位HH放大器e14出水Y水池.电动机图1-3水位自动控制系统原理图

2、自动控制 如图1-3所示，该水池若改为由自动控制装置代替操 作人员：由浮子测出实际水位，与要求的水位比较。然 后得出偏差再由调节元件根据偏差的大小和正负产生控 制信号。最后由执行元件根据信号产生控制作用。 图1-3 水位自动控制系统原理图 第一章 绪 论

第一章绪论（续）自动控制在此：浮子测水位，由连杆和电位器进行比较：浮子低则电位器上得到正电压，经放大后使电机向进水阀门开大的方向旋转；反之，当浮子高时，电位器上得到负电压，电机向阀门关小的方向旋转：若水位正好，则电位器上电压为零，电机不转，阀门不动。阀门进水二+o电位器浮子减速器连杆实际水位HHM-放大器Me14出水o水池-电动机

在此：浮子测水位，由连杆和电位器进行比较： 浮子低则电位器上得到正电压，经放大后使电机向进 水阀门开大的方向旋转；反之，当浮子高时，电位器 上得到负电压，电机向阀门关小的方向旋转；若水位 正好，则电位器上电压为零，电机不转，阀门不动。 自动控制（续） 第一章 绪 论

第一章绪论(续）自动控制根据系统原理图可画出其方框图如图1一4所示出水量实际水位要求水位一白电电机阀门水池I电位器连杆比较浮子I<控制器》图1-4水位自动控制系统方框图

要求水位 〉 电机 阀门 水池 出水量 实际水位 浮子 电位器连杆比较 图1-4 水位自动控制系统方框图 根据系统原理图可画出其方框图如图1－4所示。 自动控制（续） 第一章 绪 论

第一章绪论3、控制系统中的常用术语（1）自动控制一在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使整个生产过程或工作机械自动的按预定规律运行、或使其某个参数按要求变化(2）控制装置一外加的设备或装置，亦叫控制器。(3）受控对象一被控制的机器或物体。（4）被控量一表征被控对象工作状态的物理参量，也叫输出量。(5）给定量一要求被控量所应保持的数值。也叫输入量或参考输入。（6）千扰量一系统不希望的外作用，也叫扰动输入

3、控制系统中的常用术语 (1) 自动控制—在没有人直接参与的情况下，利用外加 的设备或装置使整个生产过程或工作机械自动的按 预定规律运行、或使其某个参数按要求变化。 (2) 控制装置—外加的设备或装置，亦叫控制器。 (3) 受控对象—被控制的机器或物体。 (4) 被控量—表征被控对象工作状态的物理参量，也叫 输出量。 (5) 给定量—要求被控量所应保持的数值。也叫输入量 或参考输入。 (6) 干扰量—系统不希望的外作用，也叫扰动输入。 第一章 绪 论

第一章绪论(7)反馈量：由系统输出端取出并反向送回系统输入端的信号。反馈有主反馈和局部反馈之分。(8)偏差量：给定量与主反馈信号之差。9)自动控制系统：日由受控对象和控制器按一定方式连接起来的、完成一定自动控制任务的总体，干扰量如图1-5所示。给定量被控量控制器受控对象自控系统图1-5自动控制系统

(9) 自动控制系统：由受控对象和控制器按一定方 式连接起来的、完成一定自动控制任务的总体。 如图1-5所示。 图1-5 自动控制系统 给定量 控制器 被控量 干扰量 自控系统 受控对象 (7) 反馈量：由系统输出端取出并反向送回系统输 入端的信号。反馈有主反馈和局部反馈之分。 (8) 偏差量：给定量与主反馈信号之差。 第一章 绪 论

第一章绪论如水位自动控制系统：比较元件测量输出量元件实际水位进水千扰连杆齐浮子信号美M电机出水水位自动控制系统原理图受控对象AA

如水位自动控制系统： 进水 浮子 实 际 水 位 出水 < + - 连 杆 电机 M 水位自动控制系统原理图 干扰 信号 测量 元件 输出量 受控对象 比较元件 第一章 绪 论

第一章绪论1.2.2自动控制系统的基本组成自动控制的任务一利用控制器操纵受控对象，使其被控量按技术要求变化。若r(t)一给定量，c(t)一被控量，则自控的任务之数学表达式为：使被控量满足c(t)=r(t)。典型反馈控制系统的组成如图1-6所示扰动释输人r(t)+申联输出c(c)&放大元件执行元件控制对象校正元件给定元件主反信号并联校正元件局部反馈测量元件主反馈图1-6反馈控制系统的基本组成

图1－6 反馈控制系统的基本组 成 自动控制的任务—利用控制器操纵受控对象，使其 被控量按技术要求变化。若r(t)—给定量，c(t)—被 控量，则自控的任务之数学表达式为：使被控量满 足c(t) ≈r(t)。典型反馈控制系统的组成如图1-6所示。 1.2.2 自动控制系统的基本组成 第一章 绪 论