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自动旋转门反馈控制原理

        自动旋转门反馈控制原理

  为了实现各种复杂的控制任务,首先要将破控对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机总体,这就是自动控制系统.在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度、压力、液位等,也可以要求按照某个给定规律运行,例如飞行航迹、记录曲线等而控制装置则是对 被控对象旅加控制作用的机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理组成的反馈控制系统。 在反馈控制系统中,控制装置对被控对象施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量与输入量之间的偏差,从而实现对被控对象进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。 其实,入的一切活动都体现出反馈控制的原理,人本身就是一个具有高度复杂控制能力的反馈控制系统。例如,人用手拿取桌上的书,汽车司机操纵方向盘驾驶汽车沿公路平稳行驶等,这些日常生活中习以为常的平凡动作都渗透着反馈控制的深奥原理。下面通过解剖手从桌上取书的动作过程,透视一下它所包含的反馈控制机理。在这里,书位置是手运动的指令信息,一般称为输入信号。取书时,首先人要用眼睛连续目测手相对于书的位置,并将这个信息送入大脑(称为位置反馈信息);然后由大脑判断手与书之间的距离,产生偏差信号,并根据其大小发出控制手臂移动的命令(称为控制作用或操纵量),逐渐使手与书之间的距离(即偏差)减小。显然只要这个偏差存在,上述过程就要反复进行,直到偏差减小为零,手便取到了书。可以看出,大脑控制手取书的过程,是一个利月偏差(手与书之间距离)产生控制作用,并不断使偏差减小直至消除的运动过程}同时,为r取得偏差信号,必须要有手位置的反馈信息,两者结合起来,就构成了反馈控制。显然,反馈控制实质上是一个按偏差进行控制的过程,因此,它也称为按偏差的控制,反馈控制原理就是按偏差控制的原理。
 

  人取物视为一个反馈控制系统时,手是被控对象,手位置是被控量(即系统的输出量),产生控制作用的机构是眼睛、大脑和手臂,统称为控制装置。我们可以用系统方块图来展示这个反馈控制系统的基本组成及工作原理。 通常,我们把取出输出量送回到输入端,并与输入信号相比较产生偏差信号的过程,称为反馈。若反馈的信号是与输入信号相减,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,由于引入了被控量的反馈信息.整个控制过程成为闭合过程,因此反馈控制也称闭环控制。 在工程实践中,为了实现对被控对象的反馈控制,系统中必须配置具有人的眼睛、大脑和手臂功能的设备,以便用来对被控量进行连续地测量、反馈和比较,并按偏差进行控制。这些设备依其功能分别称为测量元件、叱较元件和执行元件,并统称为控制装置。

  在工业控制中,龙门刨床速度控制系统就是按照反馈控制原理进行r作的。通常,当龙门刨床加上表面不平整的毛坯时,负载会有很大的波动,但为r保证加工精度和表面光洁度,一般不允许刨床速度变化过大,因此必须对速度进行控制。利用速度反馈对刨床速度进行自动控制的原理。刨床主电动机SM是电枢控制的直流电动机,其电枢电压由晶闸管整流装置KZ提供,并通过触发器CF的控制电压,来改变电动机的电枢电压,从而改变电动机的速度(被控量)。测速发电机TG是测量元件,用来测量刨床速度并给出与速度成正比的电压轨。然后,将地反馈到输入端并与给定电压uo反向串联便得到偏差电压。在这里uo是根据刨床工作情况预先设置的速度给定电压,它与反馈电压蜥相减便形成偏差电压,因此称为负反馈电压。一般偏差电压比较微弱,霰经放大器FD放大后才能作为触发器的控制电压。在这个系统中,被控对象是电动机,触发器和整流装置起了执行控制动作的作用,故称为执行元件。现在具体分析一下刨床速度自动控制的过程。当刨床正常工作时,对于某给定电压。电动机必有确定的速度给定值n相对应,同时亦有相应的测速发电机电压,以及相应的偏差电压Au和触发器控制电压。如果刨床负载变化,例如增加负载,将使速度降低而偏离给定值,同时,测速发电机电压撕将相应减小,偏差电压将因此增大,触发器控制电压也随之增大,从而使晶闸管整流电压u。升高,逐步使速度网升到给定值附近。负载M.在tl时突增为M2,致使电动机速度由给定值n.急剧下降。但随着Au的增大,速度很快回升,f:时速度便回升到对,它与给定值已相差无几了。反之,如果刨床速度因减小负载致使速度上升,则各电压量反向变化,速度回落过程完全一样。另外,如果调整给定电压uo,便可改变刨床工作速度。因此,采用自动控制系统,既可以在不同负载下自动维持刨床速度不变,也可以根据需要自动地改变刨床速度,其工作原理都是相同的。它们都是由测量元件(测速发电机)对被控量(速度)进行检测,并将它反馈至比较电路与给定值相减而得到偏差电压(速度负反馈).经放大器放大、变换后,执行元件(触发器和晶闸管整流装置)便依据偏差电压的性质对被控量(速度)进行相应调节,从而使偏差消失或减小到允许范围。可见,这是一个由负反馈产生偏差,并利用偏差进行控制直到最后消除偏差的过程,这就是负反馈控制原理,简称反馈控制原理。(旋转门



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