A、输入量
B、输出量
C、扰动量
D、设定量
由控制器直接根据给定值控制被控制对象工作的控制系统是()控制系统。
A．顺序
B．开环
C．闭环
D．回程
下列属于开环控制系统特点的是（ ）。
A．控制作用的基础是被控量与给定值之间的偏差
B．系统被控量的反馈信息又反过来影响系统的偏差信号
C．输出量对输入产生的控制作用没有影响
D．控制作用是系统的偏差信号
控制装置与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的自动化控制过程是（ ）。
A．开环控制系统
B．闭环控制系统
C．复合控制系统
D．恒值调节系统
开环控制系统可分为（）。
主讲：第四章 电力拖动自动控制第1页，共83页。第一节 自动控制理论的一般概念第2页，共83页。闭环控制复合控制开环控制2、自动控制的基本方式：一、自动控制自动控制概述1、自动控制定义： 在没有人直接参与的情况下，采用控制装置或机械使被控制对象达到预期的目标 。第3页，共83页。二、开环控制1、定义： 如果系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，这种控制方式称为开环控制系统。 控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制。温度计 加热电阻丝u220Vk炉温开环控制系统 开关闭合后，不同的输入电压u对应于不同的温度t。第4页，共83页。给定值输出量典型开环控制的方框图控制器被控制对象扰动输出量 受控对象控制装置 (电源 )输入量(温度)扰动量开关电炉恒温箱加热电阻丝炉温开环控制系统方框图2、开环控制的方框图第5页，共83页。控制方式： 按给定值操纵。信号由给定值至输出量单向传递。一定的给定值对应一定的输出量。系统的控制精度取决于系统事先的调整精度。对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。结构简单，成本低廉，多用于系统结构参数稳定和扰动信号较弱的场合。3、开环控制系统特点： 信号从输入到输出无反馈,单向传递 结构简单 控制精度不高,无法抑制扰动第6页，共83页。例: 直流电动机转速开环控制系统输出量对输入量没有影响的系统称为开环系统 第7页，共83页。三、闭环控制1、闭环控制系统的定义和术语 定义：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。输入信号和反馈信号之差，称为误差信号，误差信号加到控制器上，以减小系统的误差，并使系统的输出量趋于所希望的值。 是指控制器与控制对象之间既有顺向作用又有反向联系的控制过程。如图示 第8页，共83页。人工直流电动机转速闭环控制系统反馈自动直流电动机转速闭环控制系统例如：直流电动机闭环调速系统第9页，共83页。主 反 馈 与输出成正比或某种函数关系，但量纲与给定 信号相同；偏 差 给定信号与主反馈信号之差的信号；控制单元 接受偏差信号，通过转换与运算，产生期望的 控制量；扰 动 对系统输出产生不利影响的信号；反馈环节 检测输出信号并转换与给定输入信号相同量纲 的信号。术 语：第10页，共83页。2、闭环控制系统的方框图 扰动被控量偏差信号 (-) 参考 输入信号r(t) 调节器(或控制器)u(t)受控系统e(t) c(t)反馈信号 控制量 给定 控制 环节 放大 元件 执行 机构 受控 对象 反馈装置 (测量元件)第11页，共83页。给定比较放大晶闸管触发整流他励直流电动机测速发电机反馈电位器例如：直流电动机自动调速系统第12页，共83页。3、闭环控制系统特点: 输出影响输入，所以能削弱或抑制干扰；低精度元件可组成高精度系统；因为可能发生超调，振荡，所以稳定性很重要。第13页，共83页。开环 优点：结构简单，成本低廉，工作稳定，当输入信号和 扰动能预先知道时，控制效果较好。缺点：不能自动修正被控制量的偏离，系统的元件参 数变化以及外来的未知扰动对控制精度影响较大。闭环 优点：具有自动修正被控制量出现偏离的能力，可以修 正元件参数变化及外界扰动引起的误差，控制精度高。 缺点：被控量可能出现振荡，甚至发散。4、开环控制与闭环控制的比较第14页，共83页。四、复合控制 它是把按偏差控制与按扰动控制结合起来，对于主要扰动采用适当的补偿装置实现按扰动控制，同时再组成反馈控制系统实现按偏差控制，以消除其余扰动产生的偏差。按扰动补偿 输入信号 (-) 电压放大器功率放大器 电动机测速发电机电压放大器电阻R电动机速度复合控制系统方框图第15页，共83页。稳定性 被控制信号能跟踪已变化的输入信号，从一种状态到另一种状态，如果能做到，我们就认为该系统是稳定的，这是对反馈控制系统提出的最基本要求。 快速性对过渡过程的形式和快慢提出要求，一般称为动态性能。准确性在参考输入信号作用下，当系统达到稳态后，其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。五、对自动控制系统的要求第16页，共83页。稳定性：是保证控制系统正常工作的先决条件。快速性：动态性能，有指标。准确性：稳态（过度结束后的）值应尽量与期望值一致。tnn1(a)0(b)nt0n0n1t0n(c)n0t(e)n1n0t(d)n0n1n0t(f) (a)、(b)非周期振荡；(c)发散振荡；(d)、(e)收敛振荡；(f)等幅振荡。第17页，共83页。第二节 特种电机第18页，共83页。 旋转变压器是一种结构和制造工艺都十分精细的控制电机，其精度很高。 旋转变压器主要有正余弦旋转变压器和线性旋转变压器两种。正余弦旋转变压器主要用于要求坐标变换、三角运算的场合，线性旋转变压器主要用于要求将转角转换成电信号的场合。 旋转变压器实质是二次绕组（转子绕组）可以旋转的特殊变压器。当一次绕组（定子绕组）接单相交流电源励磁，转子转过不同的角度时，定、转子绕组之间的磁耦合关系随之改变，使旋转变压器的输出电压与转子的转角具有某种函数关系。一、旋转变压器第19页，共83页。正余弦旋转变压器结构原理图 旋转变压器分为定子和转子两大部分，一般制成两极电机。定、转子铁心采用高导磁率的软磁材料或硅钢片叠成。定、转子铁心的槽中均嵌有在空间位置上互差90电角度、参数完全相同的两套绕组。定子上的两套绕组表示为 其有效匝数均为N1。转子上的两套绕组表示为Z1Z2和Z3Z4，其有效匝数为N2，如图所示。 1、基本结构第20页，共83页。2、正余弦旋转变压器的工作原理 正余弦旋转变压器的转子输出电压与转子转角 呈正弦或余弦关系，它可用于坐标变换、三角运算、单相移相器、角度数字转换、角度数据传输等场合。正余弦旋转变压器的工作原理如图所示。 在定子绕组D1D2施以交流励磁电压 ，则建立磁通势F而产生脉振磁场，当转子在原来的基准电气零位逆时针转过 角度时，则图中的转子绕组Z1Z2、Z3Z4中所产生的电压分别为第21页，共83页。 由上式，称转子的Z1Z2绕组为余弦绕组、称Z3Z4绕组为正弦绕组。 为了使正余弦旋转变压器负载时的输出电压不畸变，仍是转角的正余弦函数，则希望转子正余弦绕组的负载阻抗相等；希望定子上的D3D4绕组自行短接，以补偿由于负载电流引起的与F垂直的会引起输出电压畸变的磁通势，因此D3D4绕组也称补偿绕组。 第22页，共83页。 自整角机在自动控制系统中用做角度的传、输、指示或变换，通常将两台或多台相同的自整角机组合起来使用。 自整角机有力矩式和控制式两种，其用途不同。力矩式自整角机用做远距离转角指示，控制式自整角机可以将转角转换成电信号。 二、自整角机第23页，共83页。1定子；2转子；3阻尼绕组；4电刷；5接线柱；6滑环 接触式自整角机结构示意图 自整角机的结构分成定子和转子两大部分，接触式自整角机结构如图所示。定、转子之间的气隙较小。定、转子铁心均由高导磁率、低损耗的薄硅钢片叠成。力矩式自整角机的转子多采用两极的凸极结构，对频率较高、规格较大的力矩式自整角机采用隐极结构。控制式自整1、自整角机结构 角机的接收机转子采用隐极结构。通常，定子铁心槽内嵌有、接成星形的三相对称绕组，称之为整步绕组。转子铁心槽内嵌有单相绕组，称之为励磁绕组。励磁绕组通过滑环和电刷装置与外电路连接。第24页，共83页。2、力矩式自整角机的工作原理 力矩式自整角机的工作原理可以由图来说明。图中，由结构、参数均相同的两台自整角机构成自整角机组，一台用来发送转角信号，称自整角发送机，用ZLF表示；另一台用来接收转角信号，称为自整角接收机，用ZLJ表示。两台自整角机中的整步绕组均接成星形，三对相序相同的相绕组分别连接成回路。两台自整角机转子中的励磁绕组接在同一个单相交流电源上。 力矩式自整角机的原理图 第25页，共83页。 在励磁绕组中通入单相交流电流时，两台自整角机的气隙中
与开环控制系统相比较，闭环控制系统通常对（）进行直接或间接地测量，通过反馈环节去影响控制信号。
控制系统方框图中与对象相连的信号有（）
自动控制系统按给定信号的不同可分为恒值控制系统、随动控制系统和（）。
开环控制系统的特征是系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，输出量（）控制。
能够实现自动控制任务，由（）等组成的系统称为自动控制系统。