自动控制原理解析：从相平面图到时间解

"自动控制原理ppt" 本PPT主要讲解了自动控制的相关概念和方法，特别是如何从相平面图求解时间解。在自动控制技术中，核心任务是使被控对象的被控量跟随给定值变化，维持系统稳定。在讲解过程中，通过水位自动控制系统的例子，形象地阐述了自动控制系统的构成和任务。 首先，自动控制的任务是通过控制装置使得被控对象的物理参量（如水位、温度等）达到预设的给定值。以水位自动控制系统为例，控制器、气动阀门和浮子共同构成了控制系统，用于维持水箱水位恒定。被控量是水位高度，控制器则是比较和调整装置，浮子作为测量装置来检测当前水位。 接着，PPT介绍了自动控制的基本方式，即开环控制和闭环控制。开环控制系统中，控制信号仅基于给定值，不考虑反馈。例如，炉温控制系统，根据预设的炉温给定值，通过定时开关控制电阻丝加热，不考虑实际炉温与给定值的偏差。这种系统简单，但对干扰的抵抗能力较弱。 另一方面，闭环控制系统通过比较被控量与给定值之间的偏差进行调整，增强了系统的稳定性。在这个系统中，测量元件测量被控量，比较元件比较给定值与实测值，执行元件则根据偏差产生控制作用。这样的设计使得系统能自动纠正偏差，适应干扰变化。 对于相平面图求时间解的部分，这是一种分析动态系统的方法。相轨迹上的点移动到另一点所需的时间可以通过积分计算，虽然这个过程通常是近似的。这涉及到微分方程的解，对于非线性系统尤其重要，因为它可以帮助我们理解系统的动态行为并设计控制器参数。 自动控制原理涉及被控对象、控制装置、被控量、给定值、测量和比较等关键元素，以及开环和闭环控制策略。相平面分析法则是研究系统动态特性和设计控制器的重要工具。通过学习这部分内容，可以深入理解自动控制系统的运作机制，并掌握如何利用数学工具解决实际工程问题。