控制系统

控制系统是一个涵盖众多领域且具有多种类型和应用的系统。

它包括基本概念、分类、工作原理、性能要求、应用领域等方面。

控制系统意味着通过对机器、机构或设备内的量进行控制使其达到预定的理想状态。

其分类方法多样如按控制原理分为开环和闭环控制系统开环控制精度和抑制干扰能力差闭环基于反馈原理控制性能较好按给定信号可分为恒值、随动和程序控制系统按信号处理技术分有模拟和数字控制系统。

工作原理是检测输出量实际值与给定值比较得出偏差用偏差产生控制调节作用消除偏差。

对控制系统的性能要求是动态过程平稳、响应动作快、跟踪值准确。

在应用领域工业方面对温度、流量等物理量有相应控制系统还发展出数字和过程控制系统军事技术有各种伺服、火力等控制系统。

集散控制从 20 世纪 40 年代开始使用经历三代发展DCS 系统中控制站可靠性和安全性重要操作站功能丰富人机界面友好数据通信及网络有多种标准。

编程控制方面PLC 诞生于 1968 年不断发展如今功能强大进入过程自动化领域分类多样硬件和软件都有进展未来将与其他系统集成占据重要地位。

常见控制系统有现场总线、开放式、电气等现场总线以数字信号取代模拟信号结构分散网络开放有多种标准未来标准之争会持续开放式控制系统为解决传统控制系统的缺点而产生目前存在概念不清晰等问题电气控制系统分高压和低压控制方法多样。

总之控制系统不断发展为各领域提供更高效精准的控制。

控制系统的工作过程与方式

控制系统指的是由控制对象、控制目的、控制手段等构成通过若干环节实现控制功能输入输出之间存在一定对应关系的系统。

比如日常生活中的电灯控制拨动开关灯亮或不亮声光感应开关有声音灯亮红外感应出水龙头手靠近出水宾馆自动门有人进入门开自动烘手机手靠近启动离开关闭。这些控制都有一个输入对应一个输出。

像自动门系统由传感器、控制器、执行器电动机、被控对象门组成。有人到达门前传感器发出信号控制器处理后传给执行器门打开保持一段时间后关闭。

控制系统一般分开环和闭环。开环控制系统中输出量不对控制产生影响。像普通游泳池注水控制若进水管单位时间水流量一定可通过定时器控制进水阀门。其方框图为给定时间输入给控制器控制进水阀门游泳池水位是输出。常见开环系统还有红绿灯定时控制、防盗报警、音乐喷泉控制等。比如水泵抽水控制电源控制水泵是否排水信号单向传递。普通家用电饭煲煮饭控制做饭指令输入电热盘工作或停止内锅温度变化输出是内锅温度按时间变化规律。公共汽车车门开关控制开关信号输入通过电磁阀、气动活塞控制车门开或关。

闭环控制系统中输出量返回到输入端并对控制过程产生影响。比如游泳池注水控制若进水管水压变化按时间注水可能水位达不到预期。可将输入改为设定水位增加检测装置对比实际水位和设定水位控制进水阀门。人拿杯子的动作也是类似原理通过不断观察手与杯子的距离调整动作。像家用缝纫机的缝纫速度控制、电冰箱的温度控制、走道路灯的声光控制、交通路口红绿灯自动控制等要判断是否为闭环控制系统就看输出量是否影响控制过程。

总之了解控制系统的工作过程和方式能帮助我们更好地理解和设计各种控制装置让生活更加便利和高效。