1、自動控制系統的分類

　　一般，過程控(kong)(kong)制中常常伴有(you)物(wu)體的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)和能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，控(kong)(kong)制好物(wu)量(liang)(liang)流(liu)(liu)和能量(liang)(liang)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)大小，可以(yi)達(da)到過程控(kong)(kong)制目標的(de)(de)(de)要求。運動(dong)(dong)(dong)控(kong)(kong)制的(de)(de)(de)執(zhi)(zhi)行(xing)元件(jian)是(shi)電動(dong)(dong)(dong)機，過程控(kong)(kong)制的(de)(de)(de)執(zhi)(zhi)行(xing)元件(jian)是(shi)調(diao)節閥。無論是(shi)運動(dong)(dong)(dong)控(kong)(kong)制還是(shi)過程控(kong)(kong)制，它們(men)均(jun)適用于相(xiang)同的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)(dong)控(kong)(kong)制理論。

　　但是，由于被控對象不相同的特點，兩類控制系統在響應特性上也呈現出不同的特征。例如，運動控制系統(tong)的(de)(de)調(diao)節時間(jian)短、響應速度(du)快;而過程(cheng)控(kong)制(zhi)系統(tong)中(zhong)常(chang)常(chang)含有大慣性環節、大延時環節等，調(diao)節時間(jian)長，響應速度(du)慢。在應用控(kong)制(zhi)理論解決具體(ti)控(kong)制(zhi)問題(ti)時，會存在一(yi)定的(de)(de)差(cha)異。在這兩大類控(kong)制(zhi)系統(tong)中(zhong)，根據控(kong)制(zhi)對(dui)象的(de)(de)具體(ti)要求、輸入(ru)信號(hao)的(de)(de)特征、信號(hao)傳(chuan)輸過程(cheng)是(shi)(shi)(shi)否(fou)(fou)連續、參數是(shi)(shi)(shi)否(fou)(fou)時變、系統(tong)中(zhong)是(shi)(shi)(shi)否(fou)(fou)含有非線性元件(jian)等，還可將控(kong)制(zhi)系統(tong)作(zuo)進一(yi)步(bu)的(de)(de)分(fen)類。

　　2、自動控制系統的組成

　　為了描(miao)述自動(dong)控制系統(tong)的組成，常將系統(tong)中完成不同功能(neng)的部分用(yong)所(suo)謂(wei)的“環節”一(yi)詞來描(miao)述。一(yi)般的控制系統(tong)包括(kuo)的環節如圖4-14所(suo)示。

　　1)給定環節

　　給(gei)定(ding)(ding)輸入量通過給(gei)定(ding)(ding)環節(jie)作用(yong)于(yu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)。例如，有(you)的(de)控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)用(yong)給(gei)定(ding)(ding)電(dian)位器將(jiang)電(dian)壓信(xin)號作用(yong)于(yu)控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，為了減小給(gei)定(ding)(ding)電(dian)位器在(zai)開關閉合瞬間將(jiang)一個(ge)恒值的(de)電(dian)壓信(xin)號突然作用(yong)于(yu)控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)而對控制(zhi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)造成較大的(de)沖擊，有(you)時(shi)給(gei)定(ding)(ding)環節(jie)還利用(yong)積分器逐漸增加作用(yong)信(xin)號。

　　2)比較環節

　　比較(jiao)(jiao)環(huan)節完成(cheng)將(jiang)(jiang)給定量(liang)(liang)(liang)與(yu)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)量(liang)(liang)(liang)相(xiang)比較(jiao)(jiao)的(de)功能。完成(cheng)給定量(liang)(liang)(liang)減反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)量(liang)(liang)(liang)運算的(de)，須將(jiang)(jiang)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)量(liang)(liang)(liang)與(yu)給定量(liang)(liang)(liang)接(jie)成(cheng)相(xiang)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)的(de)極性(xing)，使反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)量(liang)(liang)(liang)的(de)作用(yong)削弱給定量(liang)(liang)(liang)，稱為(wei)負反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)比較(jiao)(jiao)。反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)之，若完成(cheng)給定量(liang)(liang)(liang)加反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)量(liang)(liang)(liang)運算的(de)，反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)量(liang)(liang)(liang)的(de)極性(xing)須與(yu)給定量(liang)(liang)(liang)的(de)極性(xing)相(xiang)同，即(ji)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)量(liang)(liang)(liang)的(de)作用(yong)增(zeng)大了(le)給定量(liang)(liang)(liang)，則是正反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)比較(jiao)(jiao)。在多閉環(huan)控制(zhi)系(xi)統中，為(wei)了(le)得到好的(de)響應性(xing)能，有時將(jiang)(jiang)某(mou)個內環(huan)接(jie)成(cheng)正反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)，而外環(huan)則都接(jie)成(cheng)負反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)。

　　3)放大環節

　　閉環(huan)控(kong)制系(xi)統是靠(kao)給定量與反饋量的差(cha)值信(xin)(xin)號(hao)實現(xian)對輸出量控(kong)制的。由(you)于差(cha)值信(xin)(xin)號(hao)很小(無差(cha)系(xi)統為0)，直(zhi)接加在控(kong)制設備上不足以(yi)使(shi)系(xi)統工作(zuo)，須經放大環(huan)節將信(xin)(xin)號(hao)放大。

　　4)執行環節

　　執(zhi)行環節(jie)又(you)稱執(zhi)行機(ji)構(gou)，由它的(de)(de)動(dong)作(zuo)使被(bei)控量得到(dao)控制(zhi)，是控制(zhi)系統的(de)(de)末端環節(jie)。運動(dong)控制(zhi)系統中的(de)(de)執(zhi)行元件常(chang)(chang)常(chang)(chang)是各類(lei)電動(dong)機(ji)，由電動(dong)機(ji)的(de)(de)旋轉或直線運動(dong)來(lai)拖(tuo)動(dong)負載，過(guo)程(cheng)控制(zhi)系統中的(de)(de)執(zhi)行元件一般(ban)是調(diao)節(jie)閥(fa)，自動(dong)調(diao)節(jie)閥(fa)門(men)的(de)(de)開度能夠控制(zhi)管道中流體的(de)(de)流量或壓力，實現(xian)對被(bei)控對象(xiang)的(de)(de)控制(zhi)。

　　5)控制環節

　　控(kong)制(zhi)(zhi)環節(jie)有時又稱校正環節(jie)或(huo)控(kong)制(zhi)(zhi)器、調(diao)節(jie)器等(deng)，是人為設(she)置(zhi)的環節(jie)。設(she)置(zhi)該環節(jie)的目(mu)的是為了取(qu)得(de)(de)好(hao)的控(kong)制(zhi)(zhi)效果。好(hao)的控(kong)制(zhi)(zhi)效果是指輸出量跟隨輸入量變化得(de)(de)更快、更穩、更精(jing)確。

　　6)被控對象

　　被(bei)控對(dui)(dui)象(xiang)也稱控制(zhi)對(dui)(dui)象(xiang)，是指受系(xi)統控制(zhi)的物理量(liang)。被(bei)控對(dui)(dui)象(xiang)常被(bei)選(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)輸出量(liang)。例如(ru)，速(su)度(du)控制(zhi)系(xi)統的被(bei)控對(dui)(dui)象(xiang)應選(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)電動機的運行速(su)度(du)，溫度(du)控制(zhi)系(xi)統的控制(zhi)對(dui)(dui)象(xiang)應選(xuan)(xuan)(xuan)為(wei)(wei)被(bei)控制(zhi)的溫度(du)。

　　7)反饋環節

　　反(fan)饋環(huan)節(jie)將檢測(ce)到的被(bei)控(kong)(kong)量(liang)反(fan)饋傳輸到輸入端，與給(gei)定量(liang)進(jin)行比較(jiao)以實現閉(bi)環(huan)控(kong)(kong)制。有的系(xi)統將被(bei)測(ce)量(liang)直接接入比較(jiao)環(huan)節(jie)，稱(cheng)為單位反(fan)饋。

　　8)擾動環節

　　自動控制系統在(zai)運行過程中，不可避免會(hui)受到環境、設備自身等各種因(yin)素的影響、擾動。