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1.2 反馈与闭环控制

 老黄兄 2014-10-17

一、反馈的概念

反馈有正反馈和负反馈之分。

反馈 把取出的输出量送回输入端,并与输入信号相比较产生偏差信号的过程,称为反馈。若反馈的信号与输入信号相减,使产生的偏差越来越小,则称为负反馈;反之,则称为正反馈。

反馈控制?? 反馈控制是这样一种控制过程,它能够在存在扰动的情况下,力图减小系统的输出量与参考输入量(也称参据量)(或者任意变化的希望的状态)之间的偏差,而且其工作正是基于这一偏差基础之上的。在这里,反馈控制仅仅是对无法预计的扰动(既那些预先无法知道的扰动)而设计的,因为对于可以预计的或是已知的扰动来说,总是可以在系统加以校正的,因而对于他们的测量是完全不必要的。反馈控制 就是采用负反馈并利用偏差进行控制的过程,而且由于引入了被反馈量的反馈信息,整个控制过程成为闭合的,因此反馈控制也称为闭环控制。

凡是系统输出信号对控制作用有直接影响的系统,都称为闭环系统。

二、?反馈控制系统的基本组成

反馈控制系统是由各种结构不同的系统部件组成的。从完成“自动控制”这一职能看,一个控制系统必然包含被控对象和控制装置两个部分。控制装置由具有一定职能的各种基本元件组成的。在不同系统中,结构完全不同的元部件都可以具有相同的职能。组成系统的元部件按职能分类主要有以下几种。

测量元件:其职能是测量被控制的物理量,如果这个物理量是非电量,一般再转换为电量。

给定元件:其职能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量(即参据量)。

比较元件:把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据量进行比较,求出它们之间的偏差。

放大元件:将比较元件给出的偏差进行放大,用来推动执行元件去控制被控对象。

执行元件:直接推动被控对象,使其被控量发生变化。用来作为执行元件的有阀、电动机、液压马达等。

校正元件:亦称补偿元件,它是结构或参数便于调整的元件,用串联或反馈的方式连接在系统中,以改善系统性能。

一个典型的反馈控制系统基本组成,用“○”号代表比较元件,它将测量元件检测到的被控量与参据量进行比较,“—”号代表两者符号相反,即负反馈;“+”号代表两者符号相同,即正反馈。

信号沿箭头方向从输入端到达输出端的传输通路称前向通路;

系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称主反馈通路。

前向通路与主反馈通路共同构成主回路。此外,还有局部反馈通路以及由它构成的内回路。包含一个主反馈通路的系统称单回路系统;有两个或两个以上反馈通路的系统称多回路系统。

扰动:一般加到反馈控制系统上的外作用有两种类型,一种是有用输入,一种是扰动。有用输入决定系统被控量的变化规律,例如,参据量;而扰动是系统不希望有的外作用,它破坏有用输入对系统的控制。在实际系统中,扰动总是不可避免的,它可能作用于系统中的任何元部件上,可能同时受到几种扰动作用。

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