、毕业设计说明范文

122.

1.自动检测的任务自动检测的任务主要有两种，一是将被测参数直接测量并显示出来，以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况，即通常而言的自动检测或自动测试；二是用作自动控制系统的前端系统，以便根据参数的变化情况做出相应的控制决策，实施自动控制

2.自动检测技术主要的研究内容自动检测技术的主要研究内容包括测量原理、测量方法、测量系统、及数据处理

3.测量系统确定了被测量的测量原理和测量方法后，就要设计或选用装置组成测量系统目前的测量系统从信息的传输形式看，主要有模拟式和数字式两种1）模拟式测量系统模拟量测试系统是由传感器，信号调理器，显示、记录装置和（或）输出装置组成2）数字式测量系统数字式测量系统目前主要是带微机的测量系统，是由传感器、信号调理器、输入接口、中央处理器组件、输出接口和显示记录等外围设备组成

4.检测技术的特点1）实时性强2）精确度高3）可靠性高4）通道多5）功能强检测技术的基本概念检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科广义的讲，检测技术是自动化技术四个支柱之一，从信息科学角度考察，检测技术任务寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号，以及确定二者间的定性、定量关系；从反映某一信息的多种信号表现中挑选出在所处条件下最为合适的表现形式，以及寻求最佳采集、变换、处理、传输、存贮、显示等方法和相应的设备信息采集是指，自然界诸多被检查与测量量中提取有用信息信息变换是将所提取出的有用信息进行电量形式幅值、功率等的转换信息处理的任务，视输出环节的需要，可将变换后的电信号进行数字运算、模拟量-数字量变换等吃力信息传输的任务是在排除干扰的情况下经济的、准确无误的把信息进行远、近距离的传递虽然检测技术服务的领域非常广泛，但是从这门课程的研究内容来看，不外乎是传感器技术、误差理论、测试计量技术、抗干扰技术以及电量间互相转换的技术等提高自动检测系统的检测分辨率、精度、稳定性和可靠性是本门技术的研究课题和方向自动检测技术已成为一些发达国家的最重要的热门技术之一，它可以给人们带来巨大的经济效益并促进科学技术飞跃发展，因此在国民经济中占有极其重要的地位和作用自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸多系统的总称.在上述系统中，都包含有被测量，敏感元件和电子测量电路，它们之间的区别仅在于输出单元如果输出单元是显示器或记录器，则该系统叫做自动测量系统;如果输出单元是计数器或累加器，则该系统叫做自动计量系统，如果输出单元是报警器，则该系统是自动保护系统或自动诊断系统;如果输出单元是处理电路，则该系统是部分数据分析系统、自动管理系统或自动控制系统

2.1传感器与传感器的分类

一、传感器传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置这一概念包含下面四个方面的含义1）传感器是测量装置，能完成信号获取任务2）它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量3）它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、吃力、显示等等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量4）输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度

二、传感器的组成传感器的功用是一感二传，即感受被测信息，并传送出去传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成

1.敏感元件它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件

2.转换元件敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参数量

3.转换电路上述电路参数接入转换电路，便可转换成电路参数量实际上，有些传感器很简单，有些则较复杂，也有些是带反馈的闭环系统最简单的传感器由一个敏感元件组成,它感受被测量时直接输出电量，如热电偶有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块是敏感元件,压电片是转换元件有些传感器转换元件不只一个，要经过若干次转换由于传感器空间限制等其他原因，转换电路常装入电箱中然而，因为不少传感器要在通过转换电路之后才能输出电量信号，从而决定了转换电路是传感器的组成部分之

一三、传感器的分类目前传感器主要有四种分类方法根据传感器工作原理分类方法;根据传感器能量转换情况分类法；根据传感器转换原理分类法和按照传感器的使用分类法

2.2测量方法

一、直接测量在使用测量仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算，就能直接表示测量的结果，称为直接测量这种测量方法这种测量方法是工程上广泛采用的方法

二、间接测量在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值代入函数关系式，经过计算得到所需结果，这种测量称为间接测量间接侧来那个多用于科学实验中的实验室测量，工程测量中亦有应用

三、联立测量在应用仪表进行测量时，若被测物理量必须经过求解联立方程才能得到最后的结果，则称这样的测量为联立测量在进行联立测量时，一般需要改变测试条件，才能获得一组联立方程所需要的数据它只是用于科学实验或特殊场合

四、偏差式侧量在测量过程中，用仪表指针位移决定被测量的测量方法，称为偏差式测量法应用这种方法进行测量时，标准量具不装在仪表内，而是事先用标准量具对仪表刻度进行校准；在测量时，输入被测量，按照仪表指针在标尺上的示值，决定被测量的数值采用这种方法进行测量，测量过程比较简单、迅速但是，测量结果的精度低这种测量方法广泛适用于工程测量

五、零位式测量在侧来那个过程中，用指零位仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态;在测量系统达到平衡时，用已知的基准量决定被测未知量的测量方法，称为零位式测量法

六、微差式测量微差式测量法是综合了偏差式测量法与零位式测量法的优点而提出的测量方法微差式测量法的优点是反应快，而且测量精度高，特别适用于在线控制参数的检测

2.4传感器的基本特性、精确度与精确度有关的指标有三个精密度、准确度和精确度1）精密度它说明测量传感器输出值的分散性，即对某一稳定的被测量，由同一个测量者，用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的分散程度例如，某测温传感器的精密度为

0.5C,即表示多次测量结果的分散程度不大于

0.5C精密度是随机误差大小的标志，精密度越高，意味着随机误差小但必须注意，精密度与准确度是两个概念，精密度高不一定准确度高2）准确度它说明传感器输出值与真值的偏离程度例如，某流量传感器的输出值与真值偏离

0.3ni3/s准确度是系统误差大小的标志，准确度高意味着系统误差小同样，准确度高不定精密度高3）精确度它是精密度和准确度两者的总和，精确度高表示精密度和准确度都比较高在最简单的情况下，可取两者的代数和精确度常以测量误差的相对值表示

三、传感器的静态输出-输出特性静态特性是指输入的被测参数不随时间而变化,或随时间变化很缓慢时，传感器的输出量与输入量的关系1）线性度2）灵敏度3）灵敏度和分辨力4）迟滞5）重复性

2.

5.1温标及测温方法温度是表征物体或系统的冷热程度的物理量温度单位是国际单位制中七个基本单位之一，从能量角度来看，温度是描述系统不同自由度间能量分配状况的物理量;从热平衡观点来看，温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量，；从分子的物理学的角度来看，温度反映了系统内部分子无规则运动的剧烈程度1）温标为了保证温度量值的统一，必须建立一个用来衡量温度高低的标准尺度，这个标准尺度称为温标温标又分为三个温标温度的高低必须用数字来说明，温标就是温度的一种数值表示方法，并给出了温度数值化的一套规则和方法，同时明确了温度的测量单位人们一般是借助于随温度变化而变化的物理量来定义温度数值，建立温标和制造各种各样的温度检测仪表温标分为以下几种

一、经验温标借助某一种物质的物理量与温度变化的关系,用实验的方法或经验公式所确定的温标称为经验温标常有摄氏温标、华氏温标和列氏温标

1.摄氏温标摄氏温标是把标准大气压下的冰点定为0摄氏度，把水的沸点定为100摄氏度的一种温标在0摄氏度到100摄氏度之间进行100等分，每一等分为一摄氏度，单位符号为°C

2.华氏温标华氏温标是以当地的最低气温为零度（起点），人体温度为100度，中间等分为100等分，每一等分为华氏一度每一等分称为一华氏温度单位符号为F

3.列氏温标列氏温标规定标准大气压下纯水的冰熔点为0度，水沸点为100度中间等分为80等分，每一等分为列氏一度单位符号为R

二、热力学温标1848年威廉.汤姆首先提出以热力学第二定律为基础建立起来的温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标因是开尔文总结出来的，故又称为开尔文温标，用符号K表示由于热力学中的卡诺热机是一种理想的机器，实际上能够实现卡诺循环的可逆热机是没有的所以说，热力学温标是一种理想的温标，但是是不可能实现的温标

三、国际实用温标为了解决国际上温度标准的统一问题及实用方便，国际上协商决定，建立一种既能体现热力学温度，又使用方便、容易实现的温标，这就是国际实用温标，又称为国际温标温度检测的主要方法及分类温度检测方法一般可以分为两大类,即接触测量法和非接触式测量法接触式测量法是测温敏感元件直接与被测介质接触是被测介质与测温敏感元件进行充分的热交换，使两者具有同一温度，达到侧来那个的目的非接触测量法是利用物质的热辐射原理，测温敏感元件不与被测介质接触通过辐射和对流实现热交换达到测量目的压力检测

一、概述压力是工业生产中的重要参数之一，为了保证生产政党运行，必须对压力进行监测和控制，但需说明的是，这里所说的压力，实际上是物理概念中的压强，即垂直作用在单位面积上的力在压力测量中，常用绝对压力、表压力、负压力或真空度之分所谓绝对压力是指被测介质作用在容器单位面积上的全部压力，用符号pj表示用来测量绝对压力的仪表称为绝对压力表地面上的空气柱所产生的平均压力称为大气压力，用符号pq表示用来测量大气气压力的仪表叫气压表绝对压力与大气压力之差称为表压力，用符号pb表示即pb=pj-pq当绝对压力值小于大气压力值时，表压力为负值（即负压力），此负压力值的绝对值，称为真空度，用符号PZ表示用来测量真空度的仪表称为真空表既能测量压力值又能测量真空度的仪表叫压力真空表

二、压力的测量与压力计的选择压力测量原理可分为液柱式、弹性式、电阻式、电容式、电感式和振频式等等压力计测量压力范围宽广可以从超真空如133X10-13Pa直到超高压280MPa压力计从结构上可分为实验室型和工业应用型压力计的品种繁多因此根据被测压力对象很好地选用压力计就显得十分重要

1.就地压力指示当压力在

2.6Kpa时,可采用膜片式压力表、波纹管压力表和波登管压力表如接近大气压的低压检测时，可用膜片式压力表或波纹管式压力表

2.远距离压力显示若需要进行远距离压力显示时，一般用气动或电动压力变压器，也可用电气压力传感器当压力范围为140~280MPa时，则应采用高压压力传感受器当高真空测量时可采用热电真空计

3.多点压力测量进行多点压力测量时，可采用巡回压力检测仪若被测压力达到极限值需报警的，则应选用附带报警装置的各类压力计正确选择压力计除上述几点考虑外，还需考虑以下几点

（1）量程的选择根据被测压力的大小确定仪表量程对于弹性式压力表，在测稳定压力时，最大压力值应不超过满量程的3/4；测波动压力时，最大压力值应不超过满量程的2/3最低测量压力值应不低于全量程的1/3O2精度选择根据生产允许的最大测量误差，以经济、实惠的原则确定仪表的精度级一般工业用压力表

1.5级或

2.5级已足够,科研或精密测量用

0.5级或

0.35级的精密压力计或标准压力表3使用环境及介质性能的考虑环境条件恶劣，，如高温、腐蚀、潮湿、振动等，被测介质的性能，如温度的高低、腐蚀性、易结晶、易燃、易爆等等，以此来确定压力表的种类和型号4压力表外形尺寸的选择现场就地指示的压力表一般表面直径为6100mm,在标准较高或照明条件关差的场合用表面直径为62006250mm的，盘装压力表直径为6150mm,或用矩形压力表常用弹性式压力表规格见表2TT3

三、压力传感器压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分，由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出，给显示仪表显示压力值，或供控制和报警使用

1.应变式压力传感器应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随压力所产生的应变而变化

2.压电式压力传感器压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应，目前广泛使用的压电材料有石英和钛酸钢等，当这些晶体受压力作用发生机械变形时，在其相对的两个侧面上产生异性电荷，这种现象称为“压电效应”

3.光导纤维压力传感器光导纤维压力传感器与传统压力传感器相比，有其独特的优点:利用光波传导压力信息,不受电磁干扰，电气绝缘好,耐腐蚀,无电火花,可以在高压、易燃易爆的环境中测量压力、流量、液位等它灵敏高度，体积小，可挠性好，可插入狭窄的空间是进行测量，因此而得到重视，并且得到迅速发展

四、压力变送器需要在控制室内显示压力的仪表，一般选用压力变送器或压力传感器，对于爆炸危险场所，常选用气动压力变送器、防爆型电动n型或in型压力变送器；对于微压力的测量，可采用微差压变送器；对粘稠、易堵、易结晶和腐蚀强的介质，宜选用带法兰的膜片式压力变送器；在大气腐蚀场所及强腐蚀性等介质测量中，还可选用1151系列或820系列压力变送器压力变送器测量部分的测压敏感元件所产生的测量力的大小范围约为50~100,最高不超过150N根据这一要求，敏感元件的选择依据由制成的波纹管，其结构原理如图2TT2所示当被测压力p进入测量室后，经测量波纹管转换成测量力，通过推杆用在主杠杆上，传递到气动转换部分测量中、高压

2.5lOMPa,1060MPa）〜〜的敏感元件一般采用铭钗钢制成的包端管，它的测量原理是利用包端管末端产生的径向分力,通过推杆2作用在主杠杆3的下端,带动变送器的气动转换部分动作热电偶和热电阻的应用原理热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器它的主要特点是测量精度高，性能稳定其中伯热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪

1.热电阻测温原理及材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是柏和铜，此外，现在已开始采用甸、银、镐和铐等材料制造热电阻

2.热电阻的结构1精通型热电阻工业常用热电阻感温元件电阻体的结构及特点见表从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一节.2铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件电阻体、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为巾最小可达6mm与普通型热电阻相比，它有下列优点

①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小;

②机械性能好、耐振，抗冲击；

③能弯曲，便于安装

④使用寿命长3端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度4隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量

3.热电阻测温系统的组成热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成必须注意以下两点

①热电阻和显示仪表的分度号必须一致

②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法具体内容参见本篇第三章2铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件电阻体、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为62~68mm,最小可达6mm与普通型热电阻相比，它有下列优点:

①体积小,内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小;

②机械性能好、耐振，抗冲击；

③能弯曲，便于安装

④使用寿命长3端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度4隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器它的主要特点是测量精度高，性能稳定其中伯热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪

1.热电阻测温原理及材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是伯和铜，此外，现在已开始采用甸、银、镒和钱等材料制造热电阻

2.热电阻的结构1精通型热电阻工业常用热电阻感温元件电阻体的结构及特点见表2-1-11从热电阻的测温原理可知，被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的，因此，热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制，有关具体内容参见本篇第三章第一

73.2铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件电阻体、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为巾268mli1,最小可达6mm〜与普通型热电阻相比，它有下列优点

①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小;

②机械性能好、耐振，抗冲击；

③能弯曲，便于安装

④使用寿命长3端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度4隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸隔爆型热电阻可用于Bia B3c级区内具有爆炸危险场所的温〜度测量

3.热电阻测温系统的组成热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成必须注意以下两点

①热电阻和显示仪表的分度号必须一致

②为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法具体内容参见本篇第三章2铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件电阻体、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，如图2-1-7所示，它的外径一般为“2~68mm,最小可达6mm与普通型热电阻相比，它有下列优点:

①体积小,内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小;

②机械性能好、耐振，抗冲击；

③能弯曲，便于安装

④使用寿命长主干课程电路原理、电子技术基础、计算机技术（语言、软件基础、硬件基础、单片机）、信号与系统、电磁场理论与应用、自动控制原理、电机学、电力电子技术、电气测量、电力拖动与控制等就业方向适合到国民经济各部门从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发等方面的工作，也能在科研院所、高等学校从事电气信息与自动化技术相关的研究开发、技术引进与改造及教学工作3端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面，其结构如图2-1-8所示它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度4隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值，为此更换新的电阻体为好，若采用焊接修理，焊后要校验合格后才能使用PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展长期以来，PLC始终处于电气自动化领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与DCS和工业PC形成了三足鼎力之势，同时，PLC也承受着来自其他技术产品的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击目前，全世界PLC生产厂家约200家，生产300多种产品国内PLC市场仍以国外产品为主，如三菱，GE,A-B,OMRON的产品经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规范的生产能力和品牌产品，可以说PLC在我国尚未形成制造生产业化在PLC应用方面，我国是很活跃的，应用的行业也很广，专家估计，2000年PLC的国内市场销量为15-20万套，约25—35亿元人民币，年增长率约为20%o预计到2005年全国PLC需求量将达到25万套左右，约35—45亿元人民币PLC市场反映了全世界制造业的状况，2000后大幅度下滑但是，按照AutomationResearch Corp的预测，尽管全球经济下滑，PLC市场将会复苏，估计全球PLC市场在2000年为76亿美元，到2005年底将回到76亿美元，并继续略微增长微型化、网络化、PC化和开放性是PLC未来发展的主要方向在基于PLC自动化的早期，PLC体积大而且价格昂贵但是最近几年，微型PLC已经出现，价格只有几百欧元，随着软PLC控制组态软件的进一步完善和发展，安装有软PLC组态软件和PC-based控制的市场份额将逐步达到增长当前，过程控制领域最大的发展趋势之一就是Ethernet技术的扩展，PLC也不例外现在越来越多的PLC供应商开始提供Ethernet接口可以相信，PLC将继续向开放式控制系统方向转移,尤其是基于工业PC的控制系统本专业培养掌握电气自动化技术必备的基础理论知识和专业技能，具有良好的职业道德和较强的电气技术应用能力，从事电气设备安装、检测、调试、维护和管理工作的高等技术应用型人才毕业后可到企事业单位从事电气技术、工厂供配电、自动控制及计算机应用等方面的运行、维护、测试和管理等工作电气自动化这个专业使我了解到许多从没有知道过得知识，电气自动化这门技术包括了很多专业的知识，然而，我在这里写的也只是这门技术所包含的一部分的专业知识，主要和这门技术比较更贴近的专业知识，这门技术用在很多的工作岗位上，还有通过自动检测系统，我们了解到温度和大气压是怎么来进行检测的，使我了解了我们所测量的温度是用什么符号表示的，也还了解到夜里检测是怎么一回事，是怎么来测量大气压，使我知道了用什么样的仪器来测量大气压的，还知道压力分几种，我从论文中通过自动控制系统，学习到什么样的机器或者是我们生活中的一些我们常用到的机器，它们需要一个控制系统来控制这些机器工作，在很多科学领域都是需要自动控制系统来操作，所以，通过写论文使我学习到了很多东西，学习到电气自动化包括很多专业的知识，电气自动化这个专业应用的很广泛，在许多的工业上，用到很多电气自动化的专业知识，所以我会在以后的实践中学习更多的有关于电气自动化方面的知识，会在以后的生活实践中把这个专业的知识很好的运用到这里面a）自动控制与自动控制系统

一、自动控制的基本概念在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术得到了广泛的应用所谓自动控制,是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或给定信号变化规律去变化的过程如图1T所示图中，控制装置和受控对象为物理装置，而给定值和被控量均为一定形式的物理量自动控制系统由控制装置和受控对象构成对自动控制系统的性能进行分析和设计则是自动控制原理的主要任务给定值控制装置受控对象被控量图自动控制示意图

二、自动控制系统的基本构成及控制方式

1.开环控制控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制开环控制的特点是系统结构和控制过程很简单，但抗扰能力差、控制精度不高，故一般只能用于对控制性能要求较低的场合

2.闭环控制控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统闭环控制系统又被称为反馈控制或按偏差控制闭环控制系统是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的，故这种控制常称为按偏差控制，或称反馈控制此类系统包括了两种传输信号的通道由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通道称为反馈通道闭环系统能减小或消除作用，但若设计调试不当，易产生震荡设置不能正常工作自动控制原理中所讨论的系统主要是闭环控制系统

3.复合控制反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制前馈补偿控制，则在测量出外部作用的基础上，力成与外部作用相反的控制量，该控制量与相应的外部作用共同作用的结果，使被控量基本不受影响，即在偏差产生之前就进行了防止偏差产生的控制在这不控制方式中，由于被控量对控制过程不产生影响，故它也属于开环控制前馈未偿控制与反馈控制相结合，就构成了复合控制复合控制有两种基本形式按布入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿控制的复合控制，如图控制器前馈控制检测元件受控对象给定值被控量a按输入前馈补偿的复合控制前馈控制受控对象检测元件控制器扰动给定值被控量（b）按扰动前馈补偿的复合控制自动控制系统的分类自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种2）线性系统和非线性系统由线性微分方程或线性差分方程所描述的系统为线性系统；由非线性方程所描述的系统称为非线性系统3）定常系统和事变系统从系统的数学模型来看，若微分方程的系数不是时间变量的函数则称此类系统为定常系统否则称为是事变系统若系统既是线性的又是定常的，则称之为线性定常系统4）连续系统、离散系统和采样系统从系统中的信号来看，若系统各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量，则称此系统为连续系统，若系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，如脉冲或数码信号，则称之为离散系统若系统中既有模拟量也有离散信号，则又称为采样系统5）恒值系统、随动系统和程序控制系统若系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服骚动，使被控量保持恒值，此类系统称为恒值系统若系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值的变化，则此类系统称为随动系统若系统的给定值按照一定时间函数变化，并要求被控量随之变化，则此类系统称为程序控制系统此外，根据组成系统的物理部件的类型，可分为机电控制系统、液压控制系统、气动系统以及生物系统等根据系统的的被控量，又可分为位置控制系统、速度系统、温度控制系统等对控制系统性能的要求一个理想的控制系统，在其控制过程中应始终使被控量等于给定值但是，由于系统中储能元件的存在以及能源功率的限制，使得运动部件的加速度受到限制，其速度和位置难以瞬时变化所以，当给定值变化时，被控量不可能立即等于给定值，而需要经过一个过渡过程，即瞬态过程所谓瞬态过程就是指系统受到外加信号作用后，被控量随时间变化的全过程瞬态过程可以反映系统内在性能的好坏，而常见的评价系统优劣的性能指标也是从瞬态过程定义出来的对系统性能的基本要求有三个方面i.稳定性稳定性是这样来表述的系统受到外作用后，其瞬态过程的震荡倾向和系统恢复平衡的能力如果系统受到外作用力后，经过一段时间，其被控量可以达到某一稳定状态，则称系统是稳定的，否则不稳定的2快速性快速性是通过瞬态过程时间长短来表征的，过渡过程时间越短，表明快速性越好，反之亦然快速表明了系统输出Ct对输入r t响应的快慢程度系统响应越快，说明系统的输出复现输入信号的能力越强3准确性准确性是由输入给定值与输出响应的终值之间的差值来。