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西安自控系統

發(fā)布時(shí)間:2020-02-26人氣:125

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西安亞業(yè)智能科技有限公司專(zhuān)業(yè)于工業(yè)自動(dòng)化系統與控制產(chǎn)品的研發(fā),生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高新技術(shù)公司,以擁有工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)為基礎,以快速為客戶(hù)提供個(gè)性化的解決方案,滿(mǎn)足不同行業(yè)不同場(chǎng)合的各種控制應用需求。


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自動(dòng)控制系統由被控對象和自動(dòng)控制裝置按一定方式聯(lián)結起來(lái)的、能自動(dòng)地完成一定控制任務(wù)的總體。其基本特征是控制系統中各個(gè)組成部件之間存在著(zhù)控制和信息聯(lián)系,控制的目的是使被控對象的輸出能自動(dòng)地按預定的規律運行,并達到預期目標。自動(dòng)控制系統已被廣泛應用于人類(lèi)社會(huì )的各個(gè)領(lǐng)域。

自動(dòng)控制系統是指用一些自動(dòng)控制裝置,對生產(chǎn)中某些關(guān)鍵性參數進(jìn)行自動(dòng)控制,使它們在受到外界干擾(擾動(dòng)) 的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí),能夠被自動(dòng)地調節而回到工藝所要求的數值范圍內。生產(chǎn)過(guò)程中各種工藝條件不可能是一成不變的。特別是化工生產(chǎn),大多數是連續性生產(chǎn),各設備相互關(guān)聯(lián),當其中某一設備的工藝條件發(fā)生變化時(shí),都可能引起其他設備中某些參數或多或少地波動(dòng),偏離了正常的工藝條件。當然自動(dòng)調節是指不需要人的直接參與。自動(dòng)控制系統是在無(wú)人直接參與下可使生產(chǎn)過(guò)程或其他過(guò)程按期望規律或預定程序進(jìn)行的控制系統。自動(dòng)控制系統是實(shí)現自動(dòng)化的主要手段,簡(jiǎn)稱(chēng)自控系統。能夠實(shí)現自動(dòng)控制任務(wù),由控制器與控制對象所組成。而氦氪智能控制跟自動(dòng)控制系統的區別在于智能兩個(gè)字上,智能就是擁有一些類(lèi)似人的思考或分析能力?!?/span>

一:開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制

1:開(kāi)環(huán)控制系統

開(kāi)環(huán)控制描述:即系統的輸出端和輸入端之間不存在相反的影響,在自動(dòng)控制學(xué)科中稱(chēng)之為無(wú)反饋回路,故把這種系統稱(chēng)之為開(kāi)環(huán)控制系統。

2:人工控制

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)設備運行中,為了維持正常的工作條件。往往需要對某些物理量(如溫度、壓力、流量、液位、電壓、位移、轉速等)進(jìn)行控制,使其盡量維持在某個(gè)數值附近,或使其按一定規律變化。要滿(mǎn)足這種需要,就要對生產(chǎn)機械或設備進(jìn)行及時(shí)的操作和控制,以抵消外界的擾動(dòng)和影響。這種操作和控制,即可用人工操作完成,又可用自動(dòng)裝置的操作完成,前者稱(chēng)為人工控制或手動(dòng)控制,后者稱(chēng)為自動(dòng)控制。

人工控制的過(guò)程是:測量→求偏差→控制→再測量→再求偏差→再控制這樣一種不斷循環(huán)的過(guò)程。其控制目的是要盡量減小偏差,使被控量盡可能地保持在期望值附近。

3、閉環(huán)控制系統

閉環(huán)反饋控制系統的基本組成主要有以下幾種:

(1)給定元件:給出與期望輸出對應的輸入量。

(2)比較元件:求輸入量與反饋量的偏差,常采用集成運算放大器(簡(jiǎn)稱(chēng)集成運放)來(lái)實(shí)現。

(3)放大元件:由于偏差信號一般較小,不足以驅動(dòng)負載,故需要放大元件,包括電壓放大及功率放大。

(4)執行元件:直接驅動(dòng)被控對象,使輸出量發(fā)生變化。常用的有電動(dòng)機、調節閥、液壓馬達等。

(5)測量元件:檢測被控量并轉換為所需要的電信號。在控制系統中常用的有用于速度檢測的測速發(fā)電機、光電編碼盤(pán)等;用于位置與角度檢測的旋轉變壓器、自整機等;用于電流檢測的互感器及用于溫度檢測的熱電偶等。這些檢測裝置一般都將被檢測的物理量轉換為相應的連續或離散的電壓或電流信號。

(6)校正元件:也叫補償元件,是結構與參數便于調整的元件,以串聯(lián)或反饋的方式連接在系統中,完成所需的運算功能,以改善系統的性能。根據在系統中所處的位置不同,可分別稱(chēng)為串聯(lián)校正原件和反饋校正元件。

二:自動(dòng)控制系統組成:

在控制系統中,反饋的概念非常重要。,如果將反饋環(huán)節取得的實(shí)際輸出信號加以處理,并在輸入信號中減去這樣的反饋量,再將結果輸入到控制器中去控制被控對象,我們稱(chēng)這樣的反饋為負反饋;反之,若由輸入量和反饋量相加作為控制器的輸入,則稱(chēng)為正反饋。


在一個(gè)實(shí)際的控制系統中,具有正反饋形式的系統一般是不能改進(jìn)系統性能的,而且容易使系統的性能變壞,因此不被采用。而且有負反饋形式的系統,它通過(guò)自動(dòng)修正偏離量,使系統趨向于給定值,并抑制系統回路中存在的內擾和外擾的影響,最終達到自動(dòng)控制的目的。通常,反饋控制就是指負反饋控制。

與開(kāi)環(huán)系統比較,閉環(huán)控制系統的最大特點(diǎn)是檢測偏差,糾正偏差。從系統結構上看,閉環(huán)系統具有反向通道,即反饋;其次,從功能上看,

1) 由于增加了反饋通道,系統的控制精度得到了提高,若采用開(kāi)環(huán)控制,要達到同樣的精度,則需高精度的控制器,從而大大增加了成本;

2) 由于存在系統的反饋,可以較好地抑制系統各環(huán)節中可能存在的擾動(dòng)和由于器件的老化而引起的結構和參數的不穩定性;

3) 反饋環(huán)節的存在,同時(shí)可較好地改善系統的動(dòng)態(tài)性能。當然,如果引入不適當的反饋,如正反饋,或者參數選擇不恰當,不僅達不到改善系統性能的目的,甚至會(huì )導致一個(gè)穩定的系統變?yōu)椴环€定的系統。


三、自動(dòng)控制系統的性能指標


工程上常把對自動(dòng)控制系統的基本要求歸納為穩定性、準確性、快速性三個(gè)方面來(lái)衡量自動(dòng)控制系統。 穩定性(穩) 穩定工作是對所有自動(dòng)控制系統的基本要求,是一個(gè)系統能否工作的前提。不穩定的系統根本無(wú)法完成控制任務(wù)??紤]到實(shí)際系統工作環(huán)境或參數的變動(dòng),可能導致系統不穩定,因此除要求系統穩定外,還要求其具有一定的穩定裕量。

2.準確性(準) 穩態(tài)精度是指系統過(guò)渡到新的平衡狀態(tài)以后,或系統對抗干擾重新恢復平衡后,最終保持的精度。穩態(tài)精度與控制系統的結構、參數及輸入信號形式有關(guān)。

3.快速性(快) 控制系統不但要求穩定,而且要求被控量能迅速地按照輸入信號所規定的規律變化。即要求系統具有一定的響應速度。

一:開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制

1:開(kāi)環(huán)控制系統

開(kāi)環(huán)控制描述:即系統的輸出端和輸入端之間不存在相反的影響,在自動(dòng)控制學(xué)科中稱(chēng)之為無(wú)反饋回路,故把這種系統稱(chēng)之為開(kāi)環(huán)控制系統。

2:人工控制

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或生產(chǎn)設備運行中,為了維持正常的工作條件。往往需要對某些物理量(如溫度、壓力、流量、液位、電壓、位移、轉速等)進(jìn)行控制,使其盡量維持在某個(gè)數值附近,或使其按一定規律變化。要滿(mǎn)足這種需要,就要對生產(chǎn)機械或設備進(jìn)行及時(shí)的操作和控制,以抵消外界的擾動(dòng)和影響。這種操作和控制,即可用人工操作完成,又可用自動(dòng)裝置的操作完成,前者稱(chēng)為人工控制或手動(dòng)控制,后者稱(chēng)為自動(dòng)控制。

人工控制的過(guò)程是:測量→求偏差→控制→再測量→再求偏差→再控制這樣一種不斷循環(huán)的過(guò)程。其控制目的是要盡量減小偏差,使被控量盡可能地保持在期望值附近。

3、閉環(huán)控制系統

閉環(huán)反饋控制系統的基本組成主要有以下幾種:

(1)給定元件:給出與期望輸出對應的輸入量。

(2)比較元件:求輸入量與反饋量的偏差,常采用集成運算放大器(簡(jiǎn)稱(chēng)集成運放)來(lái)實(shí)現。

(3)放大元件:由于偏差信號一般較小,不足以驅動(dòng)負載,故需要放大元件,包括電壓放大及功率放大。

(4)執行元件:直接驅動(dòng)被控對象,使輸出量發(fā)生變化。常用的有電動(dòng)機、調節閥、液壓馬達等。

(5)測量元件:檢測被控量并轉換為所需要的電信號。在控制系統中常用的有用于速度檢測的測速發(fā)電機、光電編碼盤(pán)等;用于位置與角度檢測的旋轉變壓器、自整機等;用于電流檢測的互感器及用于溫度檢測的熱電偶等。這些檢測裝置一般都將被檢測的物理量轉換為相應的連續或離散的電壓或電流信號。

(6)校正元件:也叫補償元件,是結構與參數便于調整的元件,以串聯(lián)或反饋的方式連接在系統中,完成所需的運算功能,以改善系統的性能。根據在系統中所處的位置不同,可分別稱(chēng)為串聯(lián)校正原件和反饋校正元件。

二:自動(dòng)控制系統組成:

在控制系統中,反饋的概念非常重要。,如果將反饋環(huán)節取得的實(shí)際輸出信號加以處理,并在輸入信號中減去這樣的反饋量,再將結果輸入到控制器中去控制被控對象,我們稱(chēng)這樣的反饋為負反饋;反之,若由輸入量和反饋量相加作為控制器的輸入,則稱(chēng)為正反饋。

在一個(gè)實(shí)際的控制系統中,具有正反饋形式的系統一般是不能改進(jìn)系統性能的,而且容易使系統的性能變壞,因此不被采用。而且有負反饋形式的系統,它通過(guò)自動(dòng)修正偏離量,使系統趨向于給定值,并抑制系統回路中存在的內擾和外擾的影響,最終達到自動(dòng)控制的目的。通常,反饋控制就是指負反饋控制。

與開(kāi)環(huán)系統比較,閉環(huán)控制系統的最大特點(diǎn)是檢測偏差,糾正偏差。從系統結構上看,閉環(huán)系統具有反向通道,即反饋;其次,從功能上看,

1) 由于增加了反饋通道,系統的控制精度得到了提高,若采用開(kāi)環(huán)控制,要達到同樣的精度,則需高精度的控制器,從而大大增加了成本;

2) 由于存在系統的反饋,可以較好地抑制系統各環(huán)節中可能存在的擾動(dòng)和由于器件的老化而引起的結構和參數的不穩定性;

3) 反饋環(huán)節的存在,同時(shí)可較好地改善系統的動(dòng)態(tài)性能。當然,如果引入不適當的反饋,如正反饋,或者參數選擇不恰當,不僅達不到改善系統性能的目的,甚至會(huì )導致一個(gè)穩定的系統變?yōu)椴环€定的系統。

三、自動(dòng)控制系統的性能指標

工程上常把對自動(dòng)控制系統的基本要求歸納為穩定性、準確性、快速性三個(gè)方面來(lái)衡量自動(dòng)控制系統。 穩定性(穩) 穩定工作是對所有自動(dòng)控制系統的基本要求,是一個(gè)系統能否工作的前提。不穩定的系統根本無(wú)法完成控制任務(wù)??紤]到實(shí)際系統工作環(huán)境或參數的變動(dòng),可能導致系統不穩定,因此除要求系統穩定外,還要求其具有一定的穩定裕量。

2.準確性(準) 穩態(tài)精度是指系統過(guò)渡到新的平衡狀態(tài)以后,或系統對抗干擾重新恢復平衡后,最終保持的精度。穩態(tài)精度與控制系統的結構、參數及輸入信號形式有關(guān)。

3.快速性(快) 控制系統不但要求穩定,而且要求被控量能迅速地按照輸入信號所規定的規律變化。即要求系統具有一定的響應速度。

 


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