2.1_2反馈控制系统的详细组成在线视频

同学们好

欢迎回到课堂

上一讲我们通过一个实例

归纳出了反馈控制系统是由

控制对象 测量单元

调节单元和执行机构

四个部分组成

接下来我们对

这四个组成部分进行详细的介绍

一 控制对象

是指所要控制的机器 设备或装置

控制对象上所要控制的运行参数则称为被控量

很显然

控制对象是整个反馈控制系统中

最基础的环节

没有了控制对象

犹如无源之水 无本之木

例如

在船舶柴油机转速自动控制系统中

控制对象为柴油机

被控量为转速

在船舶锅炉水位自动控制系统中

控制对象为锅炉

被控量为锅炉水位

二 测量单元

测量单元的作用是检测被控量的实际值

并把它转换成统一的标准信号

该信号称为被控量的测量值

对于不同的类型的控制系统

常用的标准信号也不相同

例如

对于气动控制系统

标准信号为气压信号

范围是0.02-0.1MPa

而对于电动控制系统

标准信号主要有两类

一类是电流信号

范围是0-10mA或4-20mA

其中4-20mA居多

第二类是电压信号0-10V

范围一般为0-10V

测量单元一般包含两部分

即 传感器和变送器

传感器用于对物理量进行检测

变送器则将传感器的输出转换为

调节器能够接受的信号

例如 在温度自动控制系统中

测量单元常采用温度传感器和温度变送器

在压力自动控制系统中

测量单元常采用 压力传感器和压力变送器

三 调节单元

是指具有某种调节作用规律的调节器

调节单元根据设定值和测量值的

偏差大小和方向

按照某种调节作用规律输出—个控制信号

送给执行机构

对被控量施加控制作用

直到偏差等于零或接近零为止

在反馈控制系统中

一般把被控量的希望值称为设定值

被控量的测量值与设定值之间的

差值称为偏差值

若将设定值表示为r

被控量的测量值表示为z

偏差表示为e

则有

e=r-z

若e ＞ 0

则说明测量值低于设定值 称为正偏差

若e ＜ 0

则说明测量值大于设定值 称为负偏差

若e ＝ 0

则说明测量值等于设定值 称为无偏差

在船舶机舱的实际应用中

调节器一般有

位式调节器

比例调节器

比例积分调节器

比例微分调节器

比例积分微分调节器等五种

根据控制对象特性的不同

及对被控量控制精度的要求

控制系统可选用不同调节作用规律的调节器

四 执行机构

执行机构接收调节单元输出的控制信号

并将该信号转换为

作用到控制对象的实际控制作用

调节单元输出的控制信号一般

都要经过执行机构才能作用到控制对象上

从而改变流入控制对象的物质或能量

使之能适应控制对象的负荷变化

在气动控制系统中

执行机构—般是气动薄膜调节阀

或气动活塞式调节阀

在电动控制系统中

一般采用伺服电机

控制对象 测量单元 调节单元

与执行机构

组成了反馈控制系统的四个必要环节

但对于一个完整的控制系统

—般都还会有若干辅助单元

例如 用来指示被控量

给定值和测量值的指示单元

和设定给定值的给定单元等

另外 对气动控制系统来说

还应设有气源装置

对电动控制系统来说

还应有稳压电源等辅助装置

本讲主要围绕反馈控制系统的

四个主要组成部分进行了展开

对加深相关概念的理解有一定的帮助

谢谢大家的聆听。