1、 项目1 单闭环直流调速系统的基本工作原理 学习目标 能正确判断单闭环直流调速系统的控制目的，正确找到其被控制对象及 被控量。 能正确判断单闭环直流调速系统的控制装置，正确找到其控制量与执行 机构。 能正确判断单闭环直流调速系统的控制方案，理解开环控制与闭环控制 方案的特点，并正确找到闭环控制方案中的反馈装置及反馈量。 通过分析，能将给定的单闭环直流调速系统的原理图绘制成系统组成框 图，并借助组成框图对控制系统的基本工作原理进行分析。 拓展能力 了解自动控制系统的基本概念及特点。 了解开环控制与闭环控制方案的特点。 理解自动控制系统各个组成部件图形化描述方法的基本原则，并掌握自 动控制系统的图
2、形化描述方法。 理解自动控制系统组成框图中各种信号流与环节功能化抽象的基本意义 。 掌握利用自动控制系统的系统组成框图来定性分析自动控制系统基本工 作原理的工作方法。 2 项目1 单闭环直流调速系统的基本工作原理 工作任务 将单闭环直流调速系统的各个物理部件按功能进行 抽象，建立图形化的功能描述。 通过对单闭环直流调速系统的控制目的、控制装置 、被控量与控制量之间关系的分析，正确找到各物 理部件之间的信号传递关系，并建立单闭环直流调 速系统的系统组成框图。 在正确建立单闭环直流调速系统组成框图的基础上 ，正确分析该自动控制系统的基本工作原理。 通过对单闭环直流调速系统基本工作原理分析的学 习，
3、掌握一般自动控制系统的工作原理的基本分析 方法，并初步形成自动控制系统问题分析的基本思 路。 3 相 关 知 识 (一)什么是自动控制系统 (二)自动控制系统的控制方案开环与闭环( 反馈)控制 1开环与闭环控制系统 2反馈(闭环)控制系统中的反馈控制类型 (1) 正反馈：反馈环节测量并返回了系统的输出信号 ，并以“加”的形式应用于控制器控制信号的计算当 中。 (2) 负反馈：反馈环节测量并返回了系统的输出信号 ，并以“减”的形式应用于控制器控制信号的计算当 中。 4 相 关 知 识 (三)自动控制系统的组成框图 1自动控制系统的组成框图 要画出一个实际自动控制系统的系统组成框图，就 必须首先明
4、确下面所给出的一些问题。 (1) 控制的目的是什么？对这个问题的回答，有助于 分析者找到被控制对象及被控量(输出量)。 (2) 控制的装置是什么？对这个问题的回答，有助于 分析者找到控制量及执行控制过程的执行元件或驱 动装置。 (3) 被控制量与控制量之间是否存在关联？对这个问 题的回答，有助于分析者找到反馈装置及反馈量。 5 相 关 知 识 2自动控制系统组成框图中的信号与环节 图1-12表示了一个典型的反馈控制系统的基本组成 模型。一般自动控制系统组成模型中大致包括两类 元素，即信号流与环节(或元件)。 1) 信号流 2) 环节或元件 6 任务 单闭环直流调速系统基本工作原理分析 任务引导
5、 所谓调速就是指通过某种方法来调节(改变)电动机的转速。 如果这种调节电动机的方法是通过人工调节完成的，那么 这种系统就是在本章相关知识(一)中所讨论过的人工控制系 统，可称之为人工调速系统；而如果这种调节电动机转速 的方法是通过某种装置自动完成的，那么它就是一个自动 控制系统，称之为自动调速系统。 调速系统可以按照电动机的类型来进行分类。即如果调节 的是直流电动机的转速，则可称这类调速系统为直流调速 系统；如果调节的是交流电动机的转速，则可称之为交流 调速系统。 对于要求广范围无级调速的系统来说，以调节电枢供电电 压的调速方式最好。减弱磁通虽然也可以平滑调速，但其 调速范围有限，往往只是配合
6、调压方案，在电动机额定转 速以上作小范围的升速。 7 任务实施 (一)任务目标 (二)任务内容 (三)知识点 (1)开环闭环控制方案。 (2)反馈类型。 (3)组成框图。 (4)信号与环节。 (四)任务实施步骤 1单闭环直流调速系统的组成框图及工作原理分析 2系统组成框图中放大器与实际调节电路(调节器)的比较 (五)任务完成报告 8 拓 展 知 识 (一)自动控制系统的分类 1按输入量变化的规律分类 1) 恒值控制系统 2) 伺服控制系统(随动系统) 3) 过程控制系统 2按系统中的参数对时间的变化规律分 类 1) 连续控制系统 2) 离散控制系统 9 拓 展 知 识 3按输出量和输入量间的关
7、系分类 1)线性控制系统 2)非线性控制系统 4按系统中的参数对时间的变化情 况分类 1)定常系统 2)时变系统 10 拓 展 知 识 (二)自动控制系统的基本要求 1自动控制系统的稳定性 2自动控制系统的动态特性(快 速性) 3自动控制系统的稳态特性(准 确性) (三)自动控制系统的分析方法 11 小 结 (1) 自动控制系统是指由机械、电气等设备所组成的， 并能按照人们所设定的控制方案，模拟人完成某项工 作任务，并达到预定目标的系统。 (2) 自动控制系统从控制方案上来说，可分为开环控制 与闭环控制。 (3) 尽管组成自动控制系统的物理装置各有不同，但究 其控制作用来看，不外乎几种基本元件或环节。对一 个实际的自动控制系统进行组成装置上的抽象，有助 于对自动控制系统的工作原理、调节过程进行分析， 也有助于为进一步分析自动控制系统性能而建立数学 模型。 (4) 自动控制系统可以从不同的角度进行分类。工业加 工设备中最为常见的系统是恒值系统与随动系统。 12 习 题 一、思考题 二、综合分析题 参见教材P22 13
