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1、机械工程控制基础机械工程控制基础1.2控制系统的基本概念 在各种机器设备和生产过程中，常常要求某些物理量（如力、位移、速度、温度、电压、电流、流量等）保持恒定或者按照给定的规律变化，这就要求控制系统进行控制或调整，以减小或消除系统参数摄动和外界扰动的影响。控制系统的基本概念1.恒温系统的人工控制与自动控制人工控制的恒温控制箱：人们通过调压器改变加热电阻丝的电流，以达到控制温度的目的。箱内温度由温度计检测。控制系统的工作原理人工控制过程：（1）温度计测出恒温箱的温度，观测温度计；（2）将观测到的温度与期望的温度进行比较（在头脑中），得出偏差；人工控制的恒温控制箱控制系统的工作原理（3）根据偏差的
2、大小和方向再进行控制：当恒温箱温度高于所要求的给定温度值时，就去调整调压器，使电流减小，温度降低；若温度低于给定温度值，则调节调压器，使电流增加，温度升高。控制过程：检测、求偏差、再控制，以纠正偏差的过程。检测偏差用以纠正偏差人工控制的恒温控制箱控制系统的工作原理功率功率放大器放大器 减速器减速器+控制器控制器调压器自动控制的恒温控制箱温度计热电偶：检测恒温箱温度，把温度信号转换成对应的电压信号。大脑控制器：将温度的电压信号与给定信号Vr相比较，得到温度的偏差信号，再经过功率放大器功率放大。手电动机、减速器：功率放大后的信号输送给电动机，改变电动机转速和方向，经过减速器移动调压器动触头。控制系
3、统的工作原理自动控制过程与人工控制过程是相似的：（1）检测恒温箱的温度；（2）将观察到的温度与期望的温度进行比较，得出偏差；（3）根据偏差的大小和方向去调整调压器的输出电压，改变加热电阻丝的电流。共同特点：检测偏差用以纠正偏差功率功率放大器放大器 减速器减速器+控制器控制器调压器调压器自动控制的恒温控制箱控制系统的工作原理反馈：输出量通过适当的检测装置将信号全部或一部分返回输入端，使之与输入量进行比较。负反馈：反馈信号起到与输入信号相反的作用，或者说反馈信号与输入信号极性相反（或变化方向相反），比较结果为偏差。反馈控制原理：基于反馈基础上的“检测偏差用以纠正偏差”的原理。反馈控制系统：利用反馈
4、控制原理组成的系统。控制系统的工作原理功率功率放大器放大器 减速器减速器+控制器控制器调压器调压器恒温箱恒温箱调压器调压器控制器控制器热电偶热电偶+-给定值给定值自动控制的恒温控制箱控制系统的基本组成测量仪表及变送器调节器执行器被控对象被控对象执行器控制器偏差e设定值ys控制信号u操纵变量m干扰作用被控变量y测量元件及变送器-+ym恒温箱恒温箱调压器调压器控制器控制器热电偶热电偶+-给定值给定值控制系统的基本组成测量仪表及变送器 测量需控制的工艺参数并将其转化为一种特 定信号的仪器。调节器得到偏差信号，并按一定的运算规律计算出控制信号，将控制信号传送给执行器。执行器接收调节器送来的信号，自动改变阀门开度，从而改变输送给被控对象的能量或物料量。被控对象工艺变量需要控制的生产设备或机器。控制系统的基本组成