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自動旋轉門反饋控制原理

        自動旋轉門反饋控制原理

  為了實現各種復雜的控制任務,首先要將破控對象和控制裝置按照一定的方式連接起來,組成一個有機總體,這就是自動控制系統.在自動控制系統中,被控對象的輸出量即被控量是要求嚴格加以控制的物理量,它可以要求保持為某一恒定值,例如溫度、壓力、液位等,也可以要求按照某個給定規律運行,例如飛行航跡、記錄曲線等而控制裝置則是對 被控對象旅加控制作用的機構的總體,它可以采用不同的原理和方式對被控對象進行控制,但最基本的一種是基于反饋控制原理組成的反饋控制系統。 在反饋控制系統中,控制裝置對被控對象施加的控制作用,是取自被控量的反饋信息,用來不斷修正被控量與輸入量之間的偏差,從而實現對被控對象進行控制的任務,這就是反饋控制的原理。 其實,入的一切活動都體現出反饋控制的原理,人本身就是一個具有高度復雜控制能力的反饋控制系統。例如,人用手拿取桌上的書,汽車司機操縱方向盤駕駛汽車沿公路平穩行駛等,這些日常生活中習以為常的平凡動作都滲透著反饋控制的深奧原理。下面通過解剖手從桌上取書的動作過程,透視一下它所包含的反饋控制機理。在這里,書位置是手運動的指令信息,一般稱為輸入信號。取書時,首先人要用眼睛連續目測手相對于書的位置,并將這個信息送入大腦(稱為位置反饋信息);然后由大腦判斷手與書之間的距離,產生偏差信號,并根據其大小發出控制手臂移動的命令(稱為控制作用或操縱量),逐漸使手與書之間的距離(即偏差)減小。顯然只要這個偏差存在,上述過程就要反復進行,直到偏差減小為零,手便取到了書??梢钥闯?,大腦控制手取書的過程,是一個利月偏差(手與書之間距離)產生控制作用,并不斷使偏差減小直至消除的運動過程}同時,為r取得偏差信號,必須要有手位置的反饋信息,兩者結合起來,就構成了反饋控制。顯然,反饋控制實質上是一個按偏差進行控制的過程,因此,它也稱為按偏差的控制,反饋控制原理就是按偏差控制的原理。
 

  人取物視為一個反饋控制系統時,手是被控對象,手位置是被控量(即系統的輸出量),產生控制作用的機構是眼睛、大腦和手臂,統稱為控制裝置。我們可以用系統方塊圖來展示這個反饋控制系統的基本組成及工作原理。 通常,我們把取出輸出量送回到輸入端,并與輸入信號相比較產生偏差信號的過程,稱為反饋。若反饋的信號是與輸入信號相減,使產生的偏差越來越小,則稱為負反饋;反之,則稱為正反饋。反饋控制就是采用負反饋并利用偏差進行控制的過程,而且,由于引入了被控量的反饋信息.整個控制過程成為閉合過程,因此反饋控制也稱閉環控制。 在工程實踐中,為了實現對被控對象的反饋控制,系統中必須配置具有人的眼睛、大腦和手臂功能的設備,以便用來對被控量進行連續地測量、反饋和比較,并按偏差進行控制。這些設備依其功能分別稱為測量元件、叱較元件和執行元件,并統稱為控制裝置。

  在工業控制中,龍門刨床速度控制系統就是按照反饋控制原理進行r作的。通常,當龍門刨床加上表面不平整的毛坯時,負載會有很大的波動,但為r保證加工精度和表面光潔度,一般不允許刨床速度變化過大,因此必須對速度進行控制。利用速度反饋對刨床速度進行自動控制的原理。刨床主電動機SM是電樞控制的直流電動機,其電樞電壓由晶閘管整流裝置KZ提供,并通過觸發器CF的控制電壓,來改變電動機的電樞電壓,從而改變電動機的速度(被控量)。測速發電機TG是測量元件,用來測量刨床速度并給出與速度成正比的電壓軌。然后,將地反饋到輸入端并與給定電壓uo反向串聯便得到偏差電壓。在這里uo是根據刨床工作情況預先設置的速度給定電壓,它與反饋電壓蜥相減便形成偏差電壓,因此稱為負反饋電壓。一般偏差電壓比較微弱,霰經放大器FD放大后才能作為觸發器的控制電壓。在這個系統中,被控對象是電動機,觸發器和整流裝置起了執行控制動作的作用,故稱為執行元件?,F在具體分析一下刨床速度自動控制的過程。當刨床正常工作時,對于某給定電壓。電動機必有確定的速度給定值n相對應,同時亦有相應的測速發電機電壓,以及相應的偏差電壓Au和觸發器控制電壓。如果刨床負載變化,例如增加負載,將使速度降低而偏離給定值,同時,測速發電機電壓撕將相應減小,偏差電壓將因此增大,觸發器控制電壓也隨之增大,從而使晶閘管整流電壓u。升高,逐步使速度網升到給定值附近。負載M.在tl時突增為M2,致使電動機速度由給定值n.急劇下降。但隨著Au的增大,速度很快回升,f:時速度便回升到對,它與給定值已相差無幾了。反之,如果刨床速度因減小負載致使速度上升,則各電壓量反向變化,速度回落過程完全一樣。另外,如果調整給定電壓uo,便可改變刨床工作速度。因此,采用自動控制系統,既可以在不同負載下自動維持刨床速度不變,也可以根據需要自動地改變刨床速度,其工作原理都是相同的。它們都是由測量元件(測速發電機)對被控量(速度)進行檢測,并將它反饋至比較電路與給定值相減而得到偏差電壓(速度負反饋).經放大器放大、變換后,執行元件(觸發器和晶閘管整流裝置)便依據偏差電壓的性質對被控量(速度)進行相應調節,從而使偏差消失或減小到允許范圍??梢?,這是一個由負反饋產生偏差,并利用偏差進行控制直到最后消除偏差的過程,這就是負反饋控制原理,簡稱反饋控制原理。(旋轉門



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