自动控制课件：按干扰补偿的开环控制解析

"该资源主要讲解了自动控制中的开环控制，特别是按干扰补偿的开环控制方法。这种控制策略通过测量和计算干扰信号，实时产生控制作用以补偿干扰对被控量的影响。然而，它只能补偿可测的干扰，对于不可测干扰及系统内部变化无能为力。适用于存在强烈且快速变化干扰的环境。" 自动控制是一门广泛的学科，其核心任务是使被控对象的被控量保持在期望的给定值。在这个过程中，控制系统可以分为几个关键组成部分：被控对象、测量装置、比较元件、执行元件以及可能存在的干扰源。被控对象是需要控制的实体，如水箱的水位；被控量是表征被控对象状态的物理量，如水位高度；给定值是期望达到的目标状态，如预设的水位高度。 自动控制有多种实现方式，其中开环控制是最基础的形式。开环控制可分为两类：按给定值操纵的开环控制和按干扰补偿的开环控制。前者仅根据给定值来操作，不考虑系统中的干扰，例如炉温控制系统，设定好温度后，控制系统根据设定值加热，而不考虑实际温度的变化。后者则尝试通过测量并抵消干扰来维持被控量的稳定，但这种方法仅能补偿可检测到的干扰。 按干扰补偿的开环控制在处理可测干扰时效果显著，如在工业生产过程中，如果存在可预测的扰动，如生产设备的波动，可以通过提前补偿来维持生产过程的稳定性。然而，这种控制方式的局限性在于，它不能应对不可测干扰，比如内部组件老化导致的性能变化，也无法控制受控对象自身的动态特性变化。 在实际应用中，当环境中的干扰强烈且变化快速时，采用按干扰补偿的开环控制可能更为合适。然而，为了提高控制系统的鲁棒性和适应性，通常会结合闭环控制或者复合控制，引入反馈机制以应对各种未预见的情况，确保系统的稳定性和准确性。 自动控制系统的性能要求包括准确性、稳定性、快速响应和抗干扰能力等。开环控制虽然结构简单，但在面对复杂多变的环境时，闭环控制和复合控制往往能提供更优的解决方案。理解并掌握这些基本控制方式对于设计和分析自动化系统至关重要。