自动控制系统

第一章

1.自动控制系统一般由控制器和被控对象组成

2.控制系统按照基本控制方式分为开环控制和闭环控制

3.开环控制系统：

①从输入到输出无反馈单向传递

②优点：结构简单成本低工作稳定性好

缺点：无法抑制扰动系统精度低

③多用于系统结构参数稳定和扰动信号可测量的场合

4.闭环控制系统（反馈控制、按偏差控制）：

①反馈：输出量送回到输入端并与输入信号比较的过程

②负反馈：反馈的信号与输入信号相减而使偏差越来越小

③闭环控制系统中，真正对输入信号起控制作用的是偏差信号

④控制系统引入反馈之后，能够使系统对参数变化不敏感，有效地抑制了系统灵敏度

的影响，提高了系统的控制精度，但同时也降低了系统的稳定性

⑤优点：具有自动修正输出量的能力有较高控制精度

缺点：使用元件多结构复杂稳定性差可能出现超调、振荡

5.自动控制系统构成：

测量元件：检测被控制的物理量

整定元件：给出代表被控制量的整定值的信号

比较元件：对测量元件和整定元件给出的信号进行比较，给出二者差值

放大元件：将比较元件给出的误差信号放大，来驱动控制量的变化

执行元件：直接推动被控制对象或其中某一部件，使被控制量发生变化（电动阀门等）校正元件：校正控制器动态性质，与被控制对象的动态性质相适应

能源元件：提供能源

典型反馈控制系统的基本组成框图（及其对应元件）

6.分类

7.对自动控制系统的基本要求主要包括稳定性、快速性、精确度

第二章

1.列写微分方程：与输入有关的量放在右边，与输出有关的量放在左边，降幂排序

2.传递函数只取决于系统的结构、元件参数，与输入信号的形式无关

3.传递函数有量纲

4.结构图等效变换时：①反馈等效优先②引出点移向引出点，综合点移向综合点③相邻引

出点/综合点可以互换位置，也可以合并

5.开环传递函数：当闭环打开时，主反馈量还让参考输入的拉普拉斯变换象函数之比（组

成闭环的各串联框的传递函数相乘，反号）

6.闭环传递函数：当闭环闭合时，以外部加到闭环上的某变量为输入，以闭环内的某受控

量为输出的传递函数（①把A→B的传递函数作为分子②把组成闭环的各串联框的传递函数相乘，反号加1，作为分母）

闭环传递函数的分母＝开环传递函数+1

第三章

1.典型输入信号

①阶跃函数

②斜坡函数（等速度函数）

③抛物线函数（等加速度函数）

④单位脉冲函数

⑤正弦函数

2.动态性能指标

①上升时间tr：响应由零值上升到第一次到达稳态值所需的时间。

②峰值时间tp：阶跃响应由零值上升到第一个峰值所需的时间。

③最大超调量σ%：最大峰值与稳态值的差值和稳态值比值的百分比

④调整时间ts：当c（t）和稳态值之间误差达到规定的允许值，并且以后不再超过此

值所需的最短时间。

3.线性系统稳定的充分必要条件：系统闭环特征方程式所有的根均位于s平面左半部不包

括虚轴。

4.劳斯判据：①劳斯行列表左边第一列所有元素均为正值或同号，即特征根均位于s平面

左半平面，则系统稳定②出现几次符号变换则有几个s右平面根③若第一列出现0，则用一个很小的正数ε代替0，若ε上下两行首列元素符号相反，则系统有右根（不稳定），若相同，则系统有一对纯虚根（临界稳定，等幅振荡），可由上一行元素构造辅助方程求解振荡频率④若有整行全部为0，用上一行的系数组成辅助方程，再求导所得系数代替全0行。

5.判断在s＝α右侧有几个根：用s＝s’-α代入原方程，第一列变号几次则有几个根

6.三阶特征方程稳定依据：①系数全为正②内项系数积大于外项系数积

7.一阶系统的单位阶跃响应：

①c(t)＝1−e−t T

②滞后严重，快速性差，但无超调；绝对稳定性，BIBO稳定，非振荡特性，相对稳定

性好

8.一阶系统单位斜坡响应：

①c（t）＝t−T+Te−t T

②一阶系统可以有差跟踪速度信号（稳态误差ess＝T）

9.一阶系统单位加速度信号：

①c(t)=1

2

t2−Tt+T2−T2e−t T

②一阶系统不能跟踪加速度信号（ess＝∞）

10.一阶系统单位脉冲响应：

e−t T

①c(t)=1

T

11.典型二阶系统

①开环传递函数

②闭环传递函数

③特征方程

④特征根

12.典型二阶系统动态性能指标

①上升时间tr

②峰值时间tp

③最大超调量σ%

④调整时间ts

13.增加闭环零点①二阶系统σ↑，tr↓，tp↓②附加零点从极点左侧越向极点靠近，上述

影响越显著③当零点距离虚轴很远时（一般α＞5），零点影响可忽略

14.离虚轴比较近的极点称为主导极点

15.研究稳态误差的前提是系统稳定

稳态误差不仅与系统类型（传递函数）有关，还与输入信号有关

误差e（t）：给定信号r（t）和主反馈信号b（t）之间的差

e(t)=r(t)−b(t)

16.原理性误差传递函数：

稳态误差：

17.静态误差系数和稳态误差

第四章

1.根轨迹：当根增益从Ko＝0变化到Ko＝+∞时，闭环特征方程根的轨迹

2.根轨迹法：

第五章

1.频率特性：零初始条件的线性系统或环节在正弦信号下，稳态输出与输入的复数比

G(jw)＝G(s)|s＝jw

2.频率特性表示方法：

①幅相频率特性图（奈奎斯特图）

②对数频率特性图（Bode图）

3.典型环节的频率特性

①比例环节（放大环节）

②积分环节

③纯微分环节

④惯性环节

自动控制系统

自动控制系统*概述 自动控制系统( automatic control systems )简称自控系统，是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段。 自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。此外，在办公室自动化、图书管理、交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。 自动控制系统*组成 自动控制系统主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。 在自动控制系统的组成中,除必须具有前面所述的自动化装置外,还必须具有控制装置所控制的生产设备 在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备、机器、一段管道或设备的一部分叫做被控对象,简称对象。 自动控制系统*常用术语 被控对象：需要实现控制的设备、机械和生产过程 被控变量：对象内要求保持一定数值的物理量，即输出量 控制变量：受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值的物料和能量 干扰：除控制变量以外，作用于对象并引起被控变量变化的一切因素 给定值：工艺规定被控变量所要保持的数值 偏差：设定值与测量值之差 自动控制系统*分类 自动控制系统有几种分类方法 按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。 开环控制系统 在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统;由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。 闭环控制系统 闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。 2.按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 1)恒值控制系统

自动控制系统的定义

自动控制系统的定义 自动控制系统是指通过感知和判断外界环境的变化，采取相应的控制策略，实现对被控对象的自动控制的一种系统。它是由传感器、执行器、控制器和被控对象组成的闭环反馈系统。 传感器是自动控制系统的感知器，通过感知环境中的各种物理量变化，将其转化为电信号或其他形式的信号，并传递给控制器。常见的传感器有温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。传感器的作用是将外界的变化转化为控制系统能够理解和处理的信号。 执行器是自动控制系统的执行部件，根据控制器的指令，将电信号或其他形式的信号转化为物理动作，实现对被控对象的控制。例如，电机、液压缸等都可以作为执行器使用。 控制器是自动控制系统的决策者和指挥者，它接收传感器传递过来的信号，经过处理和判断，产生相应的控制策略，并将控制信号发送给执行器。控制器可以是硬件电路，也可以是计算机程序。 被控对象是自动控制系统中需要进行控制的物理对象，它可以是一个机械设备，也可以是一个化工过程，甚至是一个生物系统。被控对象的状态和特性会受到外界环境的影响，通过自动控制系统的控制，可以实现对被控对象状态的稳定、优化或改变。 自动控制系统的基本原理是闭环反馈控制。在系统中，控制器接收

传感器传递过来的信号，根据预设的控制算法进行处理，并输出控制信号给执行器。执行器根据控制信号的指令，对被控对象进行控制。被控对象的状态发生变化后，传感器会再次感知到环境变化，并将新的信号反馈给控制器。控制器根据反馈信号对系统进行调整，形成一个闭环的反馈循环。通过不断地感知和调整，自动控制系统可以实现对被控对象的精确控制。 自动控制系统的应用非常广泛。在工业领域，自动控制系统可以用于生产线的自动化控制、机器人的运动控制等。在交通领域，自动控制系统可以用于交通信号灯的控制、自动驾驶汽车的控制等。在航空航天领域，自动控制系统可以用于飞行器的导航和稳定控制等。在生活中，自动控制系统可以用于家庭电器的智能化控制、智能家居的控制等。 自动控制系统是一种能够感知外界环境变化并作出相应控制的系统。它通过传感器感知环境变化，通过控制器制定控制策略，通过执行器实现对被控对象的控制。自动控制系统在工业生产、交通运输、航空航天等领域具有重要的应用价值，为人类创造了更加智能、高效和安全的生活环境。

自动控制系统组成

自动控制系统的组成及功能实现 自动控制系统作为目前工业领域控制的核心，已经为大家所熟悉。自动控制系统是指在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段，其组建了整个系统的大脑及神经网络。自动控制系统的组成一般包括控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。 一、自动控制系统的分类 自动控制系统按控制原理主要分为开环控制系统和闭环控制系统。 （一）开环控制系统 在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。 （二）闭环控制系统 闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。 自动控制系统按给定信号分类，可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。（三）恒值控制系统 给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。 （四）随动控制系统 给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。（五）程序控制系统 给定值按一定时间函数变化。如程控机床。 在我们的工业领域中，因控制的工艺流程复杂、生产数多、对产品质量控制严格，所以

一般控制系统均为闭环控制系统。 二、控制系统各部分的功能 （一）控制器 目前控制系统的控制器主要包括PLC、DCS、FCS等主控制系统。在底层应用最多的就是PLC控制系统，一般大中型控制系统中要求分散控制、集中管理的场合就会采用DCS 控制系统，FCS系统主要应用在大型系统中,它也是21世纪最具发展潜力的现场总线控制系统，与PLC和DCS之间有着千丝万缕的联系。 控制器是现场自动化设备的核心控制器，现场所有设备的执行和反馈、所有参数的采集和下达全部依赖于控制器的指令。 （二）被控对象 在自动控制系统中被控对象一般指控制设备或过程（工艺、流程等）等。在自动控制系统中，广义的理解被控对象包括处理工艺、电机、阀门等具体的设备；狭义的理解可以是各设备的输入、输出参数等。 （三）执行机构 在自动控制系统中，执行机构主要是系统中的阀门执行器，根据不同的工艺及流程控制，控制器通过输出信号对执行机构进行控制，执行机构发生动作之后信号反馈给控制器，控制器接收到反馈信号后判断执行器完成了指定动作，一次控制完成。 （四）变送器 变送器是将现场设备传感器的非电量信号转换为0-10V或4-20mA标准电信号的一种设备。例如温度、压力、流量、液位、电导率等非电量信号，经过变送器转换后才可以接到PLC等控制器接口，才能最终参与整个系统的参数采集和控制。 不过近些年来，大家也习惯的将这些非电量的变送器统称为传感器，对变送器不再专门进行划分。 三、自动控制系统的应用 污水处理厂工艺过程中要用到大量的阀门、泵、风机及吸、刮泥机等机械设备，它们常

自动化控制系统的基本组成

自动化控制系统的基本组成 自动化控制系统是指通过一系列硬件和软件组件来实现对工业 过程、机器设备或其他系统的自动化监控和控制的系统。这样的系 统不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以降低人工操作带来的 错误和风险。一个自动化控制系统通常由以下几个基本组成部分构成： 1.传感器与执行器 传感器是自动化控制系统中的重要组成部分，用于实时感知所 控制对象的物理量和工艺参数。常见的传感器包括温度传感器、湿 度传感器、压力传感器等等。这些传感器通过将物理量转变为电信 号的方式，反馈给控制器。 执行器则是自动化控制系统中的输出设备，用于执行控制指令，实现对被控对象的操作。常见的执行器包括电动阀门、电机、液压 马达等等。控制器将经过处理的控制信号发送给执行器，以达到控 制目的。

2.控制器 控制器是自动化控制系统的核心，其主要功能是接收传感器反 馈的信号，并根据预设的控制逻辑和算法进行处理，最终输出控制 信号给执行器。控制器可以是硬件设备，如PLC（可编程逻辑控制器）、DCS（分散控制系统）等，也可以是软件程序，如SCADA （监视、控制和数据采集）系统。 3.人机界面（HMI） 人机界面是人与自动化控制系统之间进行交互的窗口。它包括 显示屏、操作面板、报警指示器等。通过人机界面，操作人员可以 监视系统运行状态、调整控制参数，并获取相关的报警和故障信息。现代的人机界面通常提供友好的图形化界面和实时数据显示功能， 以便操作人员更好地了解和掌握系统的运行情况。 4.通信网络 通信网络在自动化控制系统中起到连接各个子系统的桥梁作用。通过适当的通信协议和网络架构，不同的控制设备可以相互之间进

自动控制系统的基本工作原理

自动控制系统的基本工作原理 自动控制系统是一种能够根据预定要求自动调节和控制工业过程的系统。它通过感知环境信息、进行信息处理和决策，从而实现对被控对象的精确控制。其基本工作原理可以总结为三个步骤：感知、处理和执行。 感知是自动控制系统的第一步。通过传感器，系统能够感知环境中各种物理量或信号的变化。传感器可以是温度传感器、压力传感器、位置传感器等。这些传感器将物理量转化为电信号，并将其传递给控制器。 处理是自动控制系统的核心步骤。当控制器接收到传感器传递过来的信号后，它会对这些信号进行处理和分析。这些信号经过控制器内部的算法和逻辑运算，得出相应的控制指令。控制指令可以是调节阀门、开关电源、改变设备的工作状态等。 执行是自动控制系统的最后一步。根据控制指令，执行器将改变被控对象的状态或输出信号。执行器可以是电动机、电磁阀、继电器等。通过执行器的作用，被控对象的状态得到调节，达到预定的控制要求。 自动控制系统的工作原理可以通过一个简单的例子来说明。假设有一个温度控制系统，控制目标是将室内温度保持在25摄氏度。系

统中有一个温度传感器、一个控制器和一个加热器。当室内温度低于25摄氏度时，温度传感器感知到温度下降，并将信号传递给控制器。控制器根据接收到的信号，判断室内温度低于25摄氏度，并发出控制指令打开加热器。加热器开始工作，向室内供应热量，使室内温度逐渐回升。当室内温度达到25摄氏度时，温度传感器感知到温度上升，并将信号传递给控制器。控制器根据接收到的信号，判断室内温度达到25摄氏度，并发出控制指令关闭加热器。加热器停止工作，室内温度稳定在25摄氏度。 自动控制系统的基本工作原理可以用以下步骤总结：感知环境中的物理量或信号变化，通过传感器将其转化为电信号；控制器对传感器信号进行处理和分析，得出控制指令；执行器根据控制指令改变被控对象的状态或输出信号。通过这一系列步骤的循环反馈，自动控制系统能够实现对工业过程的精确控制。 自动控制系统在工业生产和生活中有着广泛的应用。它可以提高生产效率，减少人力资源的消耗，提高产品质量。同时，自动控制系统还可以提供更加安全和可靠的工作环境，减少事故和损失的发生。 自动控制系统的基本工作原理是通过感知、处理和执行这三个步骤，实现对工业过程的精确控制。感知是通过传感器感知环境中物理量或信号的变化；处理是通过控制器对传感器信号进行处理和分析，得出控制指令；执行是通过执行器改变被控对象的状态或输出信号。

自动控制系统的组成及分类

自动控制系统的组成及分类 一、系统组成 自动控制系统主要由控制器、受控对象、执行机构和反馈通路组成。 1. 控制器：控制器的功能是接受操作人员的指令，以及对由检测装置得到的被控量进行一定的处理，以控制受控对象的控制量的大小，以满足系统的性能要求。控制器有多种分类，按能量关系可分为电动、气动、液压、机械和混合型等；按信息传递方式可分为开环和闭环等。 2. 受控对象：受控对象又称被控对象，是指在自动化系统中需要控制的设备或装置。受控对象根据不同的要求和控制方案，可以是一个单台设备、一条生产线或一个系统。 3. 执行机构：执行机构是自动控制系统中的重要组成部分，它的作用是根据控制器的输出信号，产生相应的动作，驱动被控对象，以改变受控量的状态。常见的执行机构有伺服电动机、步进电机等。 4. 反馈通路：反馈通路是指把被控量的变化通过传感器和转换装置变成电信号，再传输给控制器，以实现系统的闭环控制。反馈通路由传感器、转换装置和控制器等组成。 二、分类方式

自动控制系统有多种分类方式，以下列举几种常见的分类方式： 1. 按控制系统类型分类：可分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是指系统的输出只受输入的控制，与系统的过去状态无关；而闭环控制系统是指系统的输出不仅受输入的控制，还与系统的过去状态有关。 2. 按控制方式分类：可分为程序控制和随动控制。程序控制是指系统按照预定的程序进行控制；随动控制是指系统根据被控量的变化实时调整控制参数。 3. 按控制变量的数量分类：可分为单变量控制系统和多变量控制系统。单变量控制系统是指系统只有一个被控量；多变量控制系统是指系统有多个被控量。

自动控制系统工作原理

自动控制系统工作原理 自动控制系统工作原理是通过传感器、执行器和控制器之间的相互协作实现的。 传感器是自动控制系统中的重要组成部分，它负责将待控对象的信息转化为电信号或其他形式的信号，供控制器识别和分析。传感器可以测量各种物理量，如温度、压力、流量等。 控制器是自动控制系统的核心，它负责对传感器传输过来的信号进行处理和判断，并根据设定的控制策略发出控制信号。控制器通常包含控制算法和控制器芯片，可以根据不同的需求实现不同的控制功能。 执行器是自动控制系统的输出部分，它负责根据控制器发出的控制信号执行相应的操作。执行器可以是电动机、阀门等设备，通过输出力或执行运动来实现对待控对象的控制。 自动控制系统的工作原理是基于反馈控制的原理。在自动控制系统中，控制器会不断地获取传感器反馈的信号，与设定值进行比较，并根据比较结果调整输出信号，使系统的实际运行状态逐渐接近设定值。 具体而言，自动控制系统会根据传感器获取的实际值与设定值之间的差距，通过控制算法计算出相应的控制量，并将控制量通过执行器作用于待控对象，以达到控制系统的稳定与优化。 自动控制系统的工作流程可以简单描述为：传感器将待控对象

的状态信息转换成电信号；控制器接收传感器信号，并通过控制算法计算出相应的控制量；执行器根据控制器的信号进行相应的操作，对待控对象进行控制；控制器不断获取传感器的反馈信号，调整控制量，使系统稳定在设定值附近。 总的来说，自动控制系统工作原理是通过传感器采集信息、控制器处理判断、执行器输出控制信号，实现对待控对象的精确控制。通过不断调整控制量，使系统运行状态与设定值一致，实现自动化控制。

自动控制和自动控制系统的概念

自动控制和自动控制系统的概念 自动控制是一种综合技术，它利用控制理论和工程技术来实现对各种 过程、设备和系统的自动控制。自动控制系统通常由传感器、执行器、控制器和通信网络等组成，通过对被控对象的监测和调节，实现对系 统运行状态的控制和调节。在工业自动化、航空航天、交通运输、环 境保护等领域都有着重要的应用。 自动控制系统是实现自动控制的一种系统，它通过收集被控对象的信息，将其与期望值进行比较，然后根据比较结果对被控对象进行调节，使其达到期望状态。自动控制系统广泛应用于生产过程控制、机械设 备控制、环境监测与控制等领域。在现代社会中，自动控制系统已成 为各种机电一体化系统的核心，例如工业生产线、航空航天系统、交 通信号灯等。 在自动控制领域，控制理论是一项重要的理论基础，它涉及到数学、 物理和工程等多个学科的知识。控制理论主要研究如何设计并实现控 制系统，以确保被控对象在特定条件下能够稳定、准确地工作。控制 理论的研究内容包括系统建模、控制系统分析与设计、稳定性与鲁棒性、最优控制等。 在自动控制系统的设计和应用过程中，人们还需要考虑到系统的实时性、可靠性、可调性和适应性等方面的要求。随着科技的不断发展，

智能化技术的引入也使得自动控制系统具有了更强的智能化和自适应性，从而进一步提高了系统的性能和效率。 通过对自动控制和自动控制系统的深入研究和应用，能够提高生产效率、降低成本，提高生产质量，改善工作环境，保障人身安全，推动科技创新和社会发展。在未来，自动控制技术还将在更多的领域得到应用，为人们的生活和工作带来更多的便利和福祉。 以上是对自动控制和自动控制系统的一些深入理解和概述，希望对您有所帮助。如果您对自动控制和自动控制系统还有其他疑问或需要深入了解，可以随时向我沟通。自动控制和自动控制系统是现代科技领域中非常重要的一部分。它们不仅广泛应用于工业生产、交通运输、环境监测等领域，还在医疗保健、军事防卫、航空航天等领域发挥着重要作用。自动控制系统的出现和发展，不仅大大提高了工作效率，还改善了生产环境，增加了生产安全性。自动控制系统也为我们的生活带来了极大的便利和舒适。 自动控制系统的核心是控制器和被控对象。控制器通过传感器采集被控对象的信息，然后根据预设的目标值进行比较和计算，最后通过执行器对被控对象进行调节，使其达到预期的状态。自动控制系统的设计和实施需要多学科的综合应用，包括控制理论、电子技术、计算机技术等领域的知识。

简述自动控制系统的基本分类

简述自动控制系统的基本分类 自动控制系统是现代工业生产中不可或缺的一部分，它可以实现对生产过程的自动化控制，提高生产效率和质量。自动控制系统的基本分类主要有以下几种。 一、按照控制对象分类 1.连续控制系统：主要用于对连续生产过程进行控制，如化工、石油、纺织等行业的生产过程。 2.离散控制系统：主要用于对离散生产过程进行控制，如自动包装、自动装配等行业的生产过程。 3.混合控制系统：是连续控制系统和离散控制系统的结合，主要用于对同时具有连续和离散生产过程的系统进行控制。 二、按照控制方式分类 1.开环控制系统：是指控制器不对被控对象的输出进行反馈调节，而是直接根据预定的控制规律进行控制。 2.闭环控制系统：是指控制器对被控对象的输出进行反馈调节，根据输出与预定值之间的误差进行控制。 3.开闭环控制系统：是指同时采用开环和闭环控制方式的控制系统，主要用于对复杂系统进行控制。 三、按照控制器分类 1.单变量控制器：是指控制单个变量的控制器，如PID控制器、比例控制器等。 2.多变量控制器：是指控制多个变量的控制器，如模型预测控

制器、自适应控制器等。 3.分散控制器：是指控制系统中各个部分各自独立进行控制的控制器。 4.集中控制器：是指控制系统中各个部分通过中央控制器进行集中控制的控制器。 四、按照控制对象的数量分类 1.单变量控制系统：是指控制系统中只有一个被控对象的控制系统。 2.多变量控制系统：是指控制系统中有多个被控对象的控制系统。 3.分布式控制系统：是指控制系统中各个被控对象通过分布式控制器进行控制的控制系统。 四、按照控制系统的层次分类 1.基层控制系统：是指控制系统中最底层的控制系统，主要用于对现场设备进行控制。 2.中层控制系统：是指控制系统中处于中间层次的控制系统，主要用于对生产过程进行控制。 3.高层控制系统：是指控制系统中处于最高层次的控制系统，主要用于对整个生产过程进行规划和管理。 以上是自动控制系统的基本分类，不同的控制系统具有不同的特点和应用范围，选择合适的控制系统能够提高生产效率和质量，降低成本，提高企业的竞争力。

自动控制系统基本要求

自动控制系统基本要求 首先，可靠性是自动控制系统的基本要求之一、自动控制系统应具有 良好的抗干扰能力和可靠的工作稳定性，能够在恶劣环境条件下正常运行，同时对于传感器、执行器等设备应具有一定的冗余性，以保证在其中一设 备出现故障时仍能保持基本的控制功能。 其次，准确性是自动控制系统的重要要求。系统测量、传感和信息处 理等环节应具有较高的准确性和可靠性，以确保系统对被控对象的测量数 据和控制操作的准确性。这需要控制系统的测量设备具有较高的精度和稳 定性，并且能够对测量数据进行有效的校正和滤波处理。 稳定性是自动控制系统的基本要求之一、系统应具有良好的稳定性， 即在受到外界扰动或参数变化时，系统能够稳定地跟踪和调节被控对象， 确保系统可以在可接受的误差范围内保持稳定的工作状态。此外，系统的 稳定性还包括对系统参数变化和不确定性的鲁棒性，即在参数变化或不确 定的情况下，系统仍能保持稳定的控制性能。 灵活性是自动控制系统的基本要求之一、系统应具有较高的灵活性， 能够满足不同控制对象的需求，并能够根据不同的工况和控制要求进行调 节和控制。为此，系统应具备良好的参数调节能力和控制策略选择能力， 并能够快速适应复杂多变的工况变化。 最后，经济性是自动控制系统的基本要求之一、系统设计应充分考虑 成本问题，既要满足控制要求，又要尽量降低成本。这需要在系统设计中 合理选择控制元件和传感器等设备，并充分考虑设备的可靠性、寿命、成 本和维护费用等因素，以使系统在运行和维护中经济有效。

综上所述，自动控制系统的基本要求包括可靠性、准确性、稳定性、 灵活性和经济性等方面。在实际应用中，根据不同系统的需求和控制对象 的特点，还可以有其他特定的要求。因此，在设计和应用自动控制系统时，需要全面考虑这些要求，以保证系统的正常运行和控制性能的实现。

自动控制系统

自动控制系统 自动控制系统（Automatic Control System）是一种通过感知、判断和控制，使得系统能够自主完成复杂动作的技术，广泛应用于工业、交通、医疗、环保等领域，为人类生产和生活的发展带来了不可替代的作用。 一、自动控制系统的基本组成 （1）传感器（Sensor）：能够将被检测物理量转换为电信号，并传输到控制系统中。 （2）执行器（Actuator）：将控制系统输出的电信号转换为机械运动，从而改变被控对象的运动状态。 （3）处理器（Processor）：主要是指控制器，负责控制系统的逻辑运算、执行判断，并发出控制信号。 （4）被控对象（Controlled Object）：指被控制的机器、设备或系统等。

二、自动控制系统的基本原理 自动控制系统的基本原理是反馈控制，即通过传感器对照被控对象的实际状态进行监测，将得到的信号与设定值进行比较后，通过控制器输出控制信号，使得运动状态接近预设状态的过程。 三、自动控制系统的应用领域 （1）工业自动化：自动化生产线的应用，生产厂家可以通过自动控制系统对生产线的效率和质量进行控制。 （2）交通运输：自动化驾驶技术将汽车、飞机、船只等交通工具转化为复杂的控制系统。 （3）医疗系统：自动化手术机器人替代了传统手术方式，可以最大限度地减少病人手术时的风险。 （4）环境保护：气体监测、空气净化器和环境控制系统，通过自动控制技术对环境进行管控，使得环境污染得到一定程度的改善。

四、自动控制系统的未来前景 随着科技的不断进步，自动控制系统在人工智能、物联网和大数据等领域中的应用也越来越广泛。特别是在5G与自动控制系统融合后的应用，其应用场景更是具备无限可能。 总之，自动控制系统在人类的生产和生活中扮演着越来越重要的角色，其发展已成为推动整个社会前进与进化的重要力量，我们有理由相信，在未来社会自动控制技术将发挥更大的作用。

自动控制系统工作原理

自动控制系统工作原理的基本原理 自动控制系统是一种能够对某个对象或过程进行监测、测量、比较、判断和调节的系统。它通过传感器获取对象或过程的信息，经过信号处理和控制算法的运算，输出控制信号，以实现对对象或过程的自动调节。 自动控制系统的工作原理基于以下几个基本原理： 1. 反馈原理 自动控制系统中最关键的原理是反馈原理。反馈是指将系统输出的一部分信号再次输入到系统中进行比较和调节的过程。通过反馈，系统可以根据实际输出与期望输出之间的差异来调整控制信号，以使系统的输出逼近期望输出。反馈可以分为正反馈和负反馈两种。 正反馈会增强系统的输出，使系统产生不稳定的振荡行为，很少在自动控制系统中使用。负反馈则通过比较实际输出与期望输出的差异，并根据差异的大小来调节控制信号，使系统的输出稳定在期望值附近。 2. 控制算法 自动控制系统的控制算法决定了系统如何根据输入和反馈信号来生成控制信号。常见的控制算法包括比例控制、积分控制和微分控制，它们可以单独或组合使用。 •比例控制（P控制）根据反馈信号与期望信号的差异的大小来生成控制信号。 控制信号与差异成正比，当差异较大时，控制信号也较大，从而加快系统的 响应速度。然而，比例控制无法消除稳态误差。 •积分控制（I控制）通过累积反馈信号与期望信号的差异，并根据累积值生成控制信号。积分控制可以消除稳态误差，但会引入超调和振荡。 •微分控制（D控制）根据反馈信号的变化率来生成控制信号。微分控制可以提高系统的响应速度和稳定性，但对噪声敏感。 这些控制算法可以根据具体应用的需求进行组合和调整，以实现对系统的精确控制。 3. 传感器和执行器 传感器是自动控制系统中用于测量对象或过程状态的装置，可以将物理量转换为电信号。常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等。传感器通过将测量值转换为电信号，将对象或过程的状态信息传递给控制器进行处理。

自动化控制系统原理

自动化控制系统原理 自动化控制系统是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分。它通过传感器、 执行器和控制器等设备，实现对工业过程的监测、控制和优化。本文将从控制系统的基本原理、传感器与执行器、控制器以及系统优化等方面进行论述。 一、控制系统的基本原理 自动化控制系统的基本原理是根据系统的输入和输出之间的关系，通过控制器 对系统进行调节，使输出能够达到期望的目标。控制系统的基本原理可以分为开环控制和闭环控制两种。 开环控制是指控制器仅根据预先设定的输入信号进行操作，不考虑系统的实际 输出。这种控制方式简单直接，但无法对系统的扰动和误差进行补偿，容易导致系统输出偏离期望值。 闭环控制是在开环控制的基础上，通过传感器对系统的实际输出进行监测，并 将监测结果反馈给控制器进行调节。这种控制方式可以实时纠正系统的误差，使系统能够更加稳定和精确地达到期望值。 二、传感器与执行器 传感器是自动化控制系统中的重要组成部分，它能够将物理量转化为电信号， 并将其传递给控制器。常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。传感器的选择应根据系统的具体需求进行，以保证系统能够准确地感知和监测所需的物理量。 执行器是控制系统中的另一个重要组成部分，它能够根据控制器的指令，将电 信号转化为机械运动或其他形式的能量输出。常见的执行器包括电动阀门、电动马达等。执行器的选择应根据系统的具体需求和控制要求进行，以保证系统能够准确地执行控制指令。

三、控制器 控制器是自动化控制系统中的核心部分，它接收传感器的反馈信号，根据预设 的控制算法进行计算，并输出控制信号给执行器。常见的控制器包括PID控制器、模糊控制器、自适应控制器等。不同的控制器适用于不同的控制场景，选择合适的控制器可以提高系统的控制精度和稳定性。 四、系统优化 自动化控制系统的优化是为了使系统能够更加高效、稳定地运行。系统优化可 以通过调整控制参数、改进控制算法以及优化传感器和执行器等方面进行。 在调整控制参数方面，可以通过实验和模拟等方法，不断优化控制参数的取值，以使系统的响应速度更快、稳定性更好。 在改进控制算法方面，可以采用更加先进的控制算法，如模糊控制、神经网络 控制等，以提高系统的控制精度和适应性。 在优化传感器和执行器方面，可以选择更加准确和可靠的传感器，以及更加高 效和可靠的执行器，以提高系统的感知和执行能力。 综上所述，自动化控制系统是现代工业生产中不可或缺的重要组成部分。通过 控制系统的基本原理、传感器与执行器、控制器以及系统优化等方面的论述，可以更好地理解自动化控制系统的工作原理和优化方法，以提高工业生产的效率和质量。

自动控制系统

自动控制系统 10.1概述 自动控制系统（ automatic control systems）是指在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是实现自动化的主要手段，简称自控系统。主要由控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统；按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 10.2自动控制系统的优点 化工生产过程中，我们可以跟据控制要求选择合理的控制方案。化工流程自动化控制具有诸多优点： （1）提高关键工艺参数的操作精度，从而提高产品的质量或收率； （2）保证化工流程安全、稳定的运行； （3）对间歇过程，还可减少批间差异，保证产品质量的稳定性和重复性； （4）降低工人的劳动强度，减少人为因素对化工生产过程的影响。 由此可见，强化化工流程的自动控制，是化工生产过程发展的必然趋势和方向。 10.3自动控制系统的基本要求 各种自动控制系统，为厂完成一定任务，要求被控量必须迅速而准确地随给定量变化而变化，并且尽量不受任何扰动的影响。然而，实际系统中，系统

会受到外作用，其输出必将发生相应的变化。因控制对象和控制装置以及各功能部件的特征参数匹配不向，系统在控制过程中性能差异很大．甚至因匹配不当而不能正常工作。因此，工程上对自动控制系统性能提出了一些要求，主要有以下三个方面。 1、稳定性 所谓系统稳定指受扰动作用前系统处于平衡状态，受扰动作用后系统偏离了原来的平衡状态，如果扰动消失以后系统能够回到受扰以前的平衡状态，则称系统是稳定的。如果扰动消失后，不能够回到受扰以前的平衡状态．甚至随时间的椎移对原来平衡状态的偏离越来越大，这样的系统就是不稳定的系统。稳定是系统正常工作的前提，人稳定的系统是根本无法应用的. 2、难确性 它是对稳定系统稳态性能的要求。稳态性能用稳态误差来表示，所谓稳态误差是指系统达到稳态时被控量的实际值和希望值之间的误差，误差越小，表示系统控制精度越高越准确。一个暂态性能好的系统既要过渡过程时间短(快速性，简称“快”)，又要过渡过程平稳、振荡幅度小(平稳性质称“稳”)。 3、快速性 这是对稳定系统暂态性能的要求中压变频器。因为工程上的控制系统总是存在惯性，如电动机的电磁惯性、机械惯性等等，致使系统在扰动量给定量发生变化时，被控量个能突坐，肖要有—个过渡过程，即暂态过程。这个暂态过程的过渡时间可能很短。也可能经过一个漫长的过渡达到稳态值，或经过一个振荡过程达到稳态值，这反应了系统的哲态性能。 10.4自动控制系统的设计依据