控制與設(shè)計(jì)
②確定被控量(輸出量)、控制量、輸入量、反饋量和偏差量。
③用帶箭頭的直線表示信息在系統(tǒng)中流動(dòng)、傳遞的方向與過(guò)程。
④加上比較環(huán)節(jié),閉環(huán)。
有時(shí),將控制器與執(zhí)行器一起總稱(chēng)為廣義控制器。
2.繪制的技巧
自右往左畫(huà):先畫(huà)被控對(duì)象,再畫(huà)執(zhí)行器,接著畫(huà)控制器、反饋環(huán)節(jié),最后畫(huà)○ⅹ,連線閉環(huán),并標(biāo)注各量。
3.閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖格式
七、與控制有關(guān)的幾個(gè)概念
二、控制系統(tǒng)框圖中的通道與環(huán)節(jié)的作用
1.通道
框圖中,信息流經(jīng)的路徑叫做通道。對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),有兩類(lèi)基本通道,即前向通道和反饋通道。
(1)前向通道,信息流自系統(tǒng)輸入量,經(jīng)比較環(huán)節(jié)、控制器、執(zhí)行器,直至被控對(duì)象。
(2)反饋通道,信息流采自被控環(huán)節(jié)的輸出量,流經(jīng)反饋環(huán)節(jié),再反饋到系統(tǒng)的輸入端(比較環(huán)節(jié))。
2.環(huán)節(jié)及其作用
(1)傳感器:也稱(chēng)敏感器。實(shí)質(zhì)上是一個(gè)監(jiān)測(cè)元件。其功能與反射弧中的感受器類(lèi)似。
(2)控制器:產(chǎn)生控制器輸出信號(hào)并傳送給下一個(gè)環(huán)節(jié)。而且還要起到信號(hào)的變換與放大作用。其功能與反射弧中的神經(jīng)中樞類(lèi)似。
(3)執(zhí)行器:是控制器輸出信號(hào)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),也稱(chēng)執(zhí)行元件。電動(dòng)機(jī),是常用的執(zhí)行器之一。它根據(jù)控制器的輸出信號(hào)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象作相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行器也可稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)器。其功能與反射弧中的效應(yīng)器類(lèi)似
(4)比較環(huán)節(jié),它根據(jù)輸人量與反饋量的大小與極性,產(chǎn)生偏差,再傳給控制器。
3. 干擾因素與干擾作用
外界環(huán)境的變化會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)影響。這種外界環(huán)境的變化叫做干擾因素,干擾因素通常標(biāo)注在框圖中的被控對(duì)象上。這類(lèi)影響叫做干擾作用。
一個(gè)控制系統(tǒng)的干擾因素不止一個(gè),所有的控制系統(tǒng)的工作運(yùn)行,都會(huì)受到干擾因素的影響。干擾因素對(duì)控制系統(tǒng)的影響,有時(shí)是破壞性的,甚至是致命的。例如,過(guò)高或過(guò)低的環(huán)境溫度,可以使人生病,甚至死亡;過(guò)于惡劣的氣候條件會(huì)威脅飛機(jī)的飛行安全。
4.干擾與抗干擾性
(1)干擾
控制系統(tǒng)的外部環(huán)境或條件對(duì)系統(tǒng)的工作準(zhǔn)確性產(chǎn)生的影響。
(2) 抗干擾性
如果一個(gè)控制系統(tǒng)能夠很好地避開(kāi)或抑制干擾,使干擾對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響很小,我們就說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)抗干擾性強(qiáng)。
[典型例題分析]
1.小強(qiáng)用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高,無(wú)法自動(dòng)控制。經(jīng)檢查,恒溫箱的控制器沒(méi)有故障。參照右圖,下列故障判斷正確的是( )
a.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障
b.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障
c.熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障
d.可能是加熱器出現(xiàn)故障
解答:此題旨在考查簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析。答案:c
2.某辦公樓大廳采用自然光照明,控制系統(tǒng)如下圖,大陽(yáng)光經(jīng)過(guò)反光鏡反射到反光球面鏡上,反光球面鏡再將光線反射到大廳,從而達(dá)到采集自然光的目的。當(dāng)大陽(yáng)移動(dòng)后,光線到達(dá)反光球面鏡的位置也隨之發(fā)生偏移,相應(yīng)的傳感器就會(huì)受到光照產(chǎn)生電信號(hào),控制器根據(jù)不同傳感器送來(lái)的信號(hào)控制反光鏡作相應(yīng)的調(diào)整。( )