自动控制系统

自动控制系统 电气工程系 张和生 绪论 自动控制系统的几个概念 自动控制系统的分类 自动控制系统的组成 自动控制系统的性能指标 研究自动控制系统的方法 本课程与其它课程的连接本课程的主要内容 计算机控制系统的概念 一.自动控制系统的几个概念 1.自动控制 在无人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象的某一物理量自动地按预定的规律进行。 2.系统 研究自动控制共同规律的技术科学。 一.自动控制系统的几个概念 3.自动控制系统 能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。 4.自动控制理论 研究自动控制共同规律的技术科学。 一.自动控制系统的几个概念 5.拖动 应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成一定的生产。 6.电力拖动 用各种电机作为原动机的拖动方式。 二.自动控制系统的分类 1.按输入量变化的规律 ①恒值控制系统 特点：系统的输入量是恒值，并要求系统的输出量相应保持恒值。 例子：自动调速系统、恒温控制系统、恒压、恒流系统 二.自动控制系统的分类 ②随动系统 特点：系统的输入量是变化的，并要求系统的输出量跟随输入量的变化。 例子：刀架跟随系统、火炮控制系统、雷达导引系统、机器人控制系统。 二.自动控制系统的分类 ③过程控制系统 特点：对生产过程自动提供一定的外界条件，例如：温度、压力、流量、粘度、浓度等参量保持恒定或按一定的程序变化。对其中的每一局部，可以是随动系统，也可以是恒值系统。 例子：化工厂控制系统。 二.自动控制系统的分类 2.按数学模型分类 数学模型 描述系统内部各物理量之间关系的数学表达式。 静态模型 变量各阶导数为零的条件下。 二.自动控制系统的分类 ①线性系统 定义：数学模型为线性微分方程式的控制系统。 特点： a.系统的输入量与输出量之间关系是线性 b.各环节和系统均可用线性微分。 c.可用叠加原理和拉氏变换。 二.自动控制系统的分类 ②非线性系统 定义：数学模型为非线性微分方程式的控制系统。 特点： 系统中有非线性环节。 二.自动控制系统的分类 3.按系统传输信号对时间的关系分类 ①连续控制系统 特点：控制作用的信号是连续量或模拟量。 例子：调速系统、随动系统。 数学模型用微分方程描述 二.自动控制系统的分类 ②离散控制系统 特点：控制作用的信号是断续量或数字量或采样数据量。 例子：计算机控制系统。 数学模型用差分方程描述 二.自动控制系统的分类 4.按系统有无反馈环节分类 ①开环控制系统 ②闭环控制系统 三.自动控制系统的组成 四.自动控制系统的性能指标 控制系统的性能指标包含： 稳定性、稳态特性、动态特性 稳定性：系统的首要条件 稳态特性：稳态误差 动态特性：动态跟随特性， 动态抗扰特性 五.研究自动控制系统的方法 定性分析 建立数学模型 定量分析 对系统校正 工程实践 六.本课程与其它课程的关系 先修课程 电机学、自控原理、电子技术 后续课程 计算机控制系统 六.本课程与其它课程的关系 主要内容 直流电机自动控制系统 交流电机自动控制系统 六.本课程与其它课程的关系 要求 1.掌握基本的理论、分析方法、和典型的应用 2.学习本课程的思想，通过本课程的学习，不仅掌握知识，而且在学习能力、分析能力、综合能力上有提高。 六.本课程与其它课程的关系 如何学好本课程 1.复习+综合 2.学习做读书报告 七.计算机控制系统的概念 从本质上讲，计算机控制系统包括： 1.实时数据采集 2.实时决策 3.实时控制 七.计算机控制系统的概念 计算机控制系统分类： 1.联机在线方式 2.脱机离线方式 七.计算机控制系统的概念 实时的概念： 信号的输入、计算和输出都要在一定的时间范围内完成。 计算机对输入信息以足够快的速度进行处理，并在一定的时间内做出相应。 交流调速系统简介 第六章 交流调速引导 第六章 交流调速引导 异步电机的特点： 高阶、非线性、多变量 异步电机的调速： n＝ n1(1-s)＝60f1 (1-s)/p n---转子转速 n1---旋转主磁通的转速 s---转差频率 p---定子绕组的极对数 s=f(U1 、r1、x1σ、r2’、 x2 σ’ ) §6.1交流调速系统的基本类型 一.常见分类 降电压调整 电磁转差离合器调速 绕线转子异步电机转子串电阻调速 绕线转子异步电动机串级调速 变极对数调速 变频调速 §6.1交流调速系统的基本类型 二.从定子传入转子的电磁功率 P2=(1-S) Pm-----拖动负载的有效功率 Ps =S Pm --------转差功率(转子铜耗) 1.转差功率消耗型 Ps转成热能形式 降电压调