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項目二 水位自動控制系統(tǒng),任務(wù)描述： 水箱有進(jìn)水口和出水口各一個，其中進(jìn)水口有閥門可調(diào)節(jié)進(jìn)水量，請設(shè)計該水箱的水位自動控制系統(tǒng)。,1,人端起杯子的控制原理,檢測比較裝置（眼睛） 控制器（大腦） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（手） 控制量（位置）,自動控制系統(tǒng)的一般組成,2,自動控制系統(tǒng)的控制要求,3,最簡單的水位控制系統(tǒng)方案,設(shè)定水位,實際水位,水箱,閥門,開環(huán)控制 開環(huán)控制是指控制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向聯(lián)系的控制過程。 即被控量（系統(tǒng)輸出）不影響系統(tǒng)控制的控制方式稱為開環(huán)控制。,4,轉(zhuǎn)盤速度控制(Turntable Speed Control),5,輸出,輸出,出現(xiàn)擾動后的兩種結(jié)果： 達(dá)到新的平衡； 造成更大的擾動，導(dǎo)致系統(tǒng)無法恢復(fù)平衡，造成更大的破壞性的反應(yīng)。,開環(huán)控制的結(jié)果,6,人工反饋,自動反饋,反饋控制,7,反饋控制,自動化的精髓是自動控制，自動控制的精髓是反饋,反饋——通過測量裝置將系統(tǒng)或元件的輸出量返送到輸入端，這個量就稱為反饋。,擾動（干擾）——干擾或破壞系統(tǒng)按預(yù)定規(guī)律運(yùn)行的輸入量。,開環(huán)——只管做事，不看結(jié)果的處理方式。,閉環(huán)——系統(tǒng)被控對象的輸出量（實際值）會返送回來影響控 制器的輸出。,8,水箱水位有反饋的自動控制系統(tǒng),9,水箱水位有反饋的自動控制系統(tǒng),期望 水位,實際 水位,10,反饋控制系統(tǒng)基本組成,控制器,,執(zhí)行元件,被控對象,反饋元件,,,,,,,,,+,-,,實際 輸出量,反饋量,偏差,控制量,設(shè)定值,,擾動,11,加熱爐溫度開環(huán)控制系統(tǒng),12,加熱爐溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)（有反饋）,13,加熱爐溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)（有反饋）,14,補(bǔ)償與反饋相結(jié)合的爐溫復(fù)合控制系統(tǒng),15,開環(huán)控制系統(tǒng),系統(tǒng)簡單，穩(wěn)定可靠 控制精度較低，無自動糾偏的能力,,,Controlled Object,Control Element,16,閉環(huán)控制系統(tǒng),控制精度高，抗干擾能力強(qiáng) 控制過程始終存在偏差，易引起振蕩，系統(tǒng)不穩(wěn)定,,Disturbance,17,復(fù)合控制系統(tǒng),可實現(xiàn)復(fù)雜且精度較高的控制任務(wù),Compensation Element,18,自動控制系統(tǒng)的響應(yīng)過程,,穩(wěn)態(tài)過程：又稱穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，指系統(tǒng)在典型輸入信號作用下，當(dāng)時間 t 趨于無窮時，輸出量的表現(xiàn)形式。它提供系統(tǒng)有關(guān)穩(wěn)態(tài)誤差的信息。,動態(tài)過程： 又稱過渡過程或瞬態(tài)過程，指系統(tǒng)在典型輸入信號作用下，輸出量從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)的響應(yīng)過程。實際過程表現(xiàn)為衰減、發(fā)散或等幅振蕩形式。,19,自動控制系統(tǒng)的性能指標(biāo),,20,