控制系統是由「控制主體」、「控制客體」、「控制媒體」組成的具有自身目標和功能的管理系統。控制系統意味著透過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構或其他設備內任何感興趣或可變的量。為了實現自動控制的基本任務,必須對系統在控制過程中表現出來的行為提出要求;對控制系統的基本要求,通常是透過系統對特定輸入訊號的反應來滿足的。
本教學操作環境:windows7系統、Dell G3電腦。
控制系統是指由控制主體
、控制客體
和控制媒體
組成的具有自身目標和功能的管理系統。
控制系統意味著透過它可以按照所希望的方式保持和改變機器、機構或其他設備內任何感興趣或可變的量。控制系統同時是為了使被控制對象達到預定的理想狀態而實施的。控制系統使被控制對象趨於某種需要的穩定狀態。
例如,假設有一個汽車的驅動系統,汽車的速度是其加速器位置的函數。透過控制加速器踏板的壓力可以保持所希望的速度(或可以達到所希望的速度變化)。這個汽車驅動系統(加速器、汽化器和引擎車輛)便組成一個控制系統。
分類
#依照有無回饋分類
無回饋稱為開環控制系統(open-loop control system),這種系統的輸入直接供給控制器,並透過控制器對受控物件產生控製作用。其主要優點是結構簡單、價格便宜、容易維修;缺點是精確度低,容易受環境變化(例如電源波動、溫度變化等)的干擾。
有回饋稱為閉迴路控制系統(closed-loop control system),輸入與回授訊號比較後的差值(即偏差訊號)加給控制器,然後再調節受控對象的輸出,從而形成閉迴路控制迴路。所以,閉環系統又稱為回授控制系統,這種回授稱為負回授。與開環系統相比,閉迴路系統具有突出的優點,包括精度高、動態性能好、抗干擾能力強等。它的缺點是結構比較複雜,價格比較貴,對維修人員要求較高。
依據採用的訊號處理技術不同分類
#類比控制系統,採用類比技術處理訊號的控制系統稱為模擬控制系統。
數位控制系統,採用數位技術處理訊號的控制系統稱為數位控制系統。
根據輸入量是否恆定分類
#輸入量是恆定的,這種控制系統我們一般稱之為恆值控制系統,如恆速馬達、恆溫熱爐等。
輸出量隨著輸入量的變化而變化,這種控制系統稱為隨動系統。例如飛彈自動瞄準系統等。
效能要求
為了實現自動控制的基本任務,必須對系統在控制過程中表現出來的行為提出要求。對控制系統的基本要求,通常是透過系統對特定輸入訊號的反應來滿足的。例如,以單位階躍訊號的過渡過程及穩態的一些特徵值來表示。在確保穩定性的前提下,要求系統的動態性能和穩態性能好,即:
#動態過程平穩(穩定性);
反應動作要快(快速性);
#追蹤值要準確(準確度)。
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