1、材料成形检测与控制课件一.自动控制的概念及应用1.控制：是使某些物理量按指定的规律变化（包括保持恒定），以保证生产的安全性，经济性及产品质量等要求的技术手段。2.自动控制：就是应用自动化仪表或控制装置代替人，自动地对机器设备或生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能要要求。材料成形检测与控制课件材料成形检测与控制课件材料成形检测与控制课件18世纪James Watt(英国格拉斯哥大学仪器修理工)为控制蒸汽机速度而设计的离心调节器材料成形检测与控制课件1.1 引言材料成形检测与控制课件一.自动控制系统 自动控制系统是指由控制装置与被控对象结合起来的，能够对被控对自动控制系统是指由控制装置与被控
2、对象结合起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动控制的一个有机整体。象的一些物理量进行自动控制的一个有机整体。1.被控对象：（要求实现自动控制的机器设备或生产过程）2.被控制量：（指被控制系统所要控制的物理量，一般指系统的输出量）3.给定值：（根据生产要求，被控制量需要达到的数值）4.扰动：（破坏控制量与被控制量之间正常函数关系的因素，称为系统的扰动。如扰动来自外部，叫做外扰，如果扰动来自内部，如系统中各元件参数的变化，称为内扰）给定值和扰动通称为输入量。5.控制装置：（能够对被控对象起控制作用的设备总称）材料成形检测与控制课件材料成形检测与控制课件 1.经典控制理论 4050年代形成年代形
3、成 适用于适用于SISO（单输入单输出）系统（单输入单输出）系统 基于：二战军工技术基于：二战军工技术 目标：反馈控制系统的稳定目标：反馈控制系统的稳定 基本方法：传递函数，频率法，基本方法：传递函数，频率法，PID调节器调节器(频域频域)2.现代控制理论 6070年代形成年代形成 适用于适用于MIMO（多输入多输出）系统（多输入多输出）系统 基于：基于：冷战时期空间技术，计算机技术冷战时期空间技术，计算机技术 目标：最优控制目标：最优控制 基本方法：状态空间表达式基本方法：状态空间表达式材料成形检测与控制课件表示比较元件或比较点，表示比较元件或比较点，它的输出量等于各输入它的输出量等于各输入
4、量的代数和，各输入量量的代数和，各输入量若为若为“”号可以不标，号可以不标，若为若为“”号必须在箭号必须在箭头旁标注负号。头旁标注负号。引出点，表示信号引出点，表示信号在此分两路，两路在此分两路，两路信号相同，不存在信号相同，不存在分流问题。分流问题。方框表示它所代表部分方框表示它所代表部分的名称和功能，而不画的名称和功能，而不画出具体结构，用方框之出具体结构，用方框之间带箭头的直线说明各间带箭头的直线说明各部分之间的信号传递部分之间的信号传递控制器控制器执行机构执行机构被控对象被控对象测量变速器测量变速器-r给定值给定值e偏差偏差扰动扰动被控量被控量nc测量信号测量信号 材料成形检测与控制课
5、件5.1.4开环控制系统1.定义：输出量与输入量之间没有反向联系，只靠定义：输出量与输入量之间没有反向联系，只靠输入量对输出量单向控制的系统叫开环控制系统。输入量对输出量单向控制的系统叫开环控制系统。开环控制又可称为前馈控制，因为控制作用开环控制又可称为前馈控制，因为控制作用是由输入信号直接向前输送，而不是由输出信号是由输入信号直接向前输送，而不是由输出信号回输到输入信号来进行控制的，故称为前馈控制。回输到输入信号来进行控制的，故称为前馈控制。应用:自动售货机，自动洗衣机，自动流水线，包装机等。控制装置控制装置被控对象被控对象控制量控制量扰动扰动被控制量被控制量材料成形检测与控制课件1定义：输
6、出量与输入量之间有反向联系，靠输入量与主反馈信号之间的偏差对输出量进行控制的系统叫闭环控制系统。反馈：是把系统输出量全部或一部分回送到输入端，以增强或减弱输入信号的效应。电位器电压放大器可控硅放大器直流电动机测速机Puruubuk-n扰动ua材料成形检测与控制课件5.1.6开环与闭环系统的比较 开环控制系统：1.结构简单经济 2.调试方便 3.抗干扰能力差，控制精度不高。闭环控制系统：1.系统具有纠正偏差的能力。2.抗扰性好，控制精度高。3.包含元件多，结构复杂，价格高。4.参数应选择适当。开环闭环复合控制系统（兼有两者的优点，精度很高）材料成形检测与控制课件+u ug g+-u un n=n nu ua aR Rs sM MTGTGu u1 1u u2 2-电压电压放大放大功率功率放大放大电压电压放大放大负载负载u u1 1u us si i材料成形检测与控制课件输入信号变化规律输入信号变化规律恒值、随动、程序控制恒值、随动、程序控制系统特性系统特性线性、非线性线性、非线性系统参数随时间变化系统参数随时间变化时变系统、定常系统时变系统、定常系统信号形式信号形式连续、离散连续、离散材料成形检测与控制课件稳定性稳定性快速性快速性准确性准确性
