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反饋控制系統(tǒng)的基本組成
反饋控制系統(tǒng)是由各種結(jié)構(gòu)不同的元部件組成的。從完成“自動控制”這一職能來看,一個系統(tǒng)必然
包含被控對象和控制裝置兩大部分,而控制裝置是由具有一定職能的各種基本元件組成的。在不同系統(tǒng)
中,結(jié)構(gòu)完全不同的元部件卻可以具有相同的職能,因此,將組成系統(tǒng)的元部件按職能分類主要有以下幾
種:
測量元件其職能是檢測被控制的物理量,例如,測速發(fā)電機(jī)用于檢測電動機(jī)軸的速度
并轉(zhuǎn)換為電壓;電位器、旋轉(zhuǎn)變壓器或自整角機(jī)用于檢測角度并轉(zhuǎn)換為電壓;熱電偶用于
檢測溫度并轉(zhuǎn)換為電壓等。
給定元件其職能是給出與期望的被控量相對應(yīng)的系統(tǒng)輸入量(即參據(jù)量)。
比較元件其職能是把測量元件檢測的被控量實(shí)際值與給定元件給出的參據(jù)量進(jìn)行
比較,求出它們之間的偏差。常用的比較元件有差動放大器、機(jī)械差動裝置、電橋電路等
放大元件其職能是將比較元件給出的偏差信號進(jìn)行放大,用來推動執(zhí)行元件去控
制被控對象。電壓偏差信號,可用電子管、晶體管,集成電路、晶閘管等組成的電壓放大級
和功率放大級加以放大。
執(zhí)行元件其職能是直接推動被控對象,使其被控量發(fā)生變化。用來作為執(zhí)行元件的
有閥、電動機(jī)、液壓馬達(dá)等。
校正元件也叫補(bǔ)償元件,它是結(jié)構(gòu)或參數(shù)便于調(diào)整的元部件,用串聯(lián)或反饋的方式
連接在系統(tǒng)中,以改善系統(tǒng)的性能。最簡單的校正元件是由電阻、電容組成的無源或有源網(wǎng)絡(luò),
復(fù)雜的則用電子計算機(jī)。
一般,加到反饋控制系統(tǒng)上的外作用有兩種類型,一種是有用輸入,一種是擾動。有
用輸入決定系統(tǒng)被控量的變化規(guī)律,例如參據(jù)量I而擾動是系統(tǒng)不希望有的外作用,它破
壞有用輸入對系統(tǒng)的控制。在實(shí)際系統(tǒng)中,擾動總是不可避免的,而且它可以作用于系統(tǒng)
中的任何元部件上,也可能一個系統(tǒng)同時受到幾種擾動作用。電源電壓的波動,環(huán)境溫度、
壓力以及負(fù)載的變化,飛行中氣流的沖擊,航海中的波浪等,都是現(xiàn)實(shí)中存在的擾動。