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反馈控制原理的深入探讨反馈控制原理

【摘要】:基于反馈控制原理组成的控制系统称为反馈控制系统。在反馈控制系统中,控制装置对受控对象施加控制作用,而控制装置接收的信号是被控量的反馈信号与给定值相比较产生的偏差,根据偏差值的大小产生控制作用,实现控制任务。理论上讲,人体本身就是一个具有高度复杂控制能力的反馈控制系统,人们平日任何最简单的活动都体现着反馈控制原理。

在自动控制系统中,被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以是一个恒定值,如温度、压力、转速等;也可以是一个变量,如飞机、导弹的飞行轨迹。作为对受控对象施加控制作用的控制装置,可以采用不同的原理和方式完成赋予的任务。其中,最基本的控制原理就是反馈控制原理。基于反馈控制原理组成的控制系统称为反馈控制系统。

在反馈控制系统中,控制装置对受控对象施加控制作用,而控制装置接收的信号是被控量的反馈信号与给定值相比较产生的偏差,根据偏差值的大小产生控制作用,实现控制任务。这就是反馈控制的工作原理。

反馈控制在现代工业和社会生活中的应用十分普遍。理论上讲,人体本身就是一个具有高度复杂控制能力的反馈控制系统,人们平日任何最简单的活动都体现着反馈控制原理。例如,如果将驾驶一辆汽车视为一个反馈系统,对其进行分析,首先,人要用眼睛连续目测预定的行车路线,并将信息输入大脑(给定值),然后与实际测量的行车路线相比较,获得行驶偏差,通过手来操作方向盘,调节汽车使其按照预定行车路线行驶。如图1-2所示的汽车驾驶控制系统可以用如图1-3所示的框图来表示这一控制系统的组成部分和工作原理。

图1-2 汽车驾驶示意图

图1-3 汽车驾驶控制原理框图

在这里,人是控制装置,方向盘是执行装置,汽车为受控对象,实际行车路线为被控量,预期路线为给定值。