自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門反饋控制原理

　　為了實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制任務(wù)，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(gè)有機(jī)總體，這就是自動(dòng)控制系統(tǒng).在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控對象的輸出量即被控量是要求嚴(yán)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(gè)給定規(guī)律運(yùn)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(jī)構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對被控對象進(jìn)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(tǒng)。 在反饋控制系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)對被控對象進(jìn)行控制的任務(wù)，這就是反饋控制的原理。 其實(shí)，入的一切活動(dòng)都體現(xiàn)出反饋控制的原理，人本身就是一個(gè)具有高度復(fù)雜控制能力的反饋控制系統(tǒng)。例如，人用手拿取桌上的書，汽車司機(jī)操縱方向盤駕駛汽車沿公路平穩(wěn)行駛等，這些日常生活中習(xí)以為常的平凡動(dòng)作都滲透著反饋控制的深?yuàn)W原理。下面通過解剖手從桌上取書的動(dòng)作過程，透視一下它所包含的反饋控制機(jī)理。在這里，書位置是手運(yùn)動(dòng)的指令信息，一般稱為輸入信號(hào)。取書時(shí)，首先人要用眼睛連續(xù)目測手相對于書的位置，并將這個(gè)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(chǎn)生偏差信號(hào)，并根據(jù)其大小發(fā)出控制手臂移動(dòng)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(gè)偏差存在，上述過程就要反復(fù)進(jìn)行，直到偏差減小為零，手便取到了書�？梢钥闯觯�大腦控制手取書的過程，是一個(gè)利月偏差(手與書之間距離)產(chǎn)生控制作用，并不斷使偏差減小直至消除的運(yùn)動(dòng)過程}同時(shí)，為r取得偏差信號(hào)，必須要有手位置的反饋信息，兩者結(jié)合起來，就構(gòu)成了反饋控制。顯然，反饋控制實(shí)質(zhì)上是一個(gè)按偏差進(jìn)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(gè)反饋控制系統(tǒng)時(shí)，手是被控對象，手位置是被控量(即系統(tǒng)的輸出量)，產(chǎn)生控制作用的機(jī)構(gòu)是眼睛、大腦和手臂，統(tǒng)稱為控制裝置。我們可以用系統(tǒng)方塊圖來展示這個(gè)反饋控制系統(tǒng)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(hào)相比較產(chǎn)生偏差信號(hào)的過程，稱為反饋。若反饋的信號(hào)是與輸入信號(hào)相減，使產(chǎn)生的偏差越來越小，則稱為負(fù)反饋;反之，則稱為正反饋。反饋控制就是采用負(fù)反饋并利用偏差進(jìn)行控制的過程，而且，由于引入了被控量的反饋信息.整個(gè)控制過程成為閉合過程，因此反饋控制也稱閉環(huán)控制。 在工程實(shí)踐中，為了實(shí)現(xiàn)對被控對象的反饋控制，系統(tǒng)中必須配置具有人的眼睛、大腦和手臂功能的設(shè)備，以便用來對被控量進(jìn)行連續(xù)地測量、反饋和比較，并按偏差進(jìn)行控制。這些設(shè)備依其功能分別稱為測量元件、叱較元件和執(zhí)行元件，并統(tǒng)稱為控制裝置。

　　在工業(yè)控制中，龍門刨床速度控制系統(tǒng)就是按照反饋控制原理進(jìn)行r作的。通常，當(dāng)龍門刨床加上表面不平整的毛坯時(shí)，負(fù)載會(huì)有很大的波動(dòng)，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(jìn)行控制。利用速度反饋對刨床速度進(jìn)行自動(dòng)控制的原理。刨床主電動(dòng)機(jī)SM是電樞控制的直流電動(dòng)機(jī)，其電樞電壓由晶閘管整流裝置KZ提供，并通過觸發(fā)器CF的控制電壓，來改變電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，從而改變電動(dòng)機(jī)的速度(被控量)。測速發(fā)電機(jī)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(lián)便得到偏差電壓。在這里uo是根據(jù)刨床工作情況預(yù)先設(shè)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(fù)反饋電壓。一般偏差電壓比較微弱，霰經(jīng)放大器FD放大后才能作為觸發(fā)器的控制電壓。在這個(gè)系統(tǒng)中，被控對象是電動(dòng)機(jī)，觸發(fā)器和整流裝置起了執(zhí)行控制動(dòng)作的作用，故稱為執(zhí)行元件�，F(xiàn)在具體分析一下刨床速度自動(dòng)控制的過程。當(dāng)刨床正常工作時(shí)，對于某給定電壓。電動(dòng)機(jī)必有確定的速度給定值n相對應(yīng)，同時(shí)亦有相應(yīng)的測速發(fā)電機(jī)電壓，以及相應(yīng)的偏差電壓Au和觸發(fā)器控制電壓。如果刨床負(fù)載變化，例如增加負(fù)載，將使速度降低而偏離給定值，同時(shí)，測速發(fā)電機(jī)電壓撕將相應(yīng)減小，偏差電壓將因此增大，觸發(fā)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(wǎng)升到給定值附近。負(fù)載M.在tl時(shí)突增為M2，致使電動(dòng)機(jī)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(shí)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(fù)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(diào)整給定電壓uo，便可改變刨床工作速度。因此，采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，既可以在不同負(fù)載下自動(dòng)維持刨床速度不變，也可以根據(jù)需要自動(dòng)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(fā)電機(jī))對被控量(速度)進(jìn)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(fù)反饋).經(jīng)放大器放大、變換后，執(zhí)行元件(觸發(fā)器和晶閘管整流裝置)便依據(jù)偏差電壓的性質(zhì)對被控量(速度)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，從而使偏差消失或減小到允許范圍�？梢�，這是一個(gè)由負(fù)反饋產(chǎn)生偏差，并利用偏差進(jìn)行控制直到最后消除偏差的過程，這就是負(fù)反饋控制原理，簡稱反饋控制原理。