Control 版 (精华区)

发信人: balance (靖哥哥·凉风有信), 信区: Control
标  题: 控制器——系统的大脑
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年07月06日07:23:14 星期六), 站内信件


自动控制系统中控制器在整个系统中起着重要的作用，扮演着系统管理和组织核心的角
色。系统性能的优劣很大程度上取决于控制器的好坏。我们可以通过比较人工控制系统
和自动控制系统的工作原理来认清控制器的作用。
　　首先我们介绍人工控制系统，图1是恒温箱的人工控制系统的结构图。要求恒温箱中
的温度保持恒定。为了测量恒温箱中的温度，安装一个温度计来指示恒温箱中的温度，
这个温度就是系统的输出量，或称被控制量。操作者始终观察温度计的温度，当小于恒
温箱给定时，就增大加热装置的电流；相反当大于恒温箱给定时，就减小电流。这样恒
温箱就能保持给定的温度。人在这个系统中有以下的作用：
　　1．观察恒温箱中温度。
　　2．比较恒温箱中温度与给定温度的差值。
　　3．调节加热电流的大小。
图１人工控制系统结构图
　　了解了人工控制系统的原理，我们只要用一些设备模仿和代替人的智能，就可以把
它变成自动控制系统。首先用热电偶来代替温度计来测量温度的值，然后用比较放大电
路代替人对温度的比较，用电机代替人手来转动恒温箱的电流调节装置。只要放大电路
的极性和电机的转动方向合理选择，就可以完成自动控制恒温箱温度的工作。自动控制
系统的结构图如图2所示。
图２自动控制系统结构图
　　从图1和图2可以看出，人工控制系统和自动控制系统非常相似，热电偶就相当于人
的眼睛；比较电路完成人大脑的功能，电机代替人的肌体；人工控制系统和自动控制系
统虽然采用不同的装置，但是它们的原理很是相似。在自动控制系统，我们经常把比较
放大电路以及其他附加装置（主要起校正作用）称为控制器，而把执行机构（电机）和
控制对象（恒温箱）称为受控对象。这样可以得到控制系统的一般结构图：
图３控制系统一般结构图
　　从图3中可以看出控制器实际上就是代替了人工控制系统中人的大脑的作用，它根据
输入信号和反馈信号来确定控制信号。在控制系统的设计时，往往受控对象是不能够被
改变的，要想系统满足性能要求，关键是要看控制器设计的如何。一个好的控制器可以
使系统很好地工作，反之系统是不能满足要求的。这和一个头脑比较笨的人往往不如聪
明人做工作好是一样的道理。控制器有各种形式，按照信号的性质分，可以分成模拟控
制器和数字控制器两种。前者信号主要是模拟形式的；后者主要采用数字形式进行计算
，输入和输出端有D/A和A/D转换器。控制器的结构有的复杂而有的比较简单，上面恒温
箱控制中的比较放大电路就是比较简单的控制器。复杂系统的控制器往往很复杂，有的
控制器甚至就是一台计算机。
　
　

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将来我回来，每天都要牵着你的手。
这里去，那里去，坐也牵着手，走也牵着手。
吃饭牵着手，洗澡牵着手，连睡觉也要牵着手
——我要牵着你的手，一直到我们七老八十，牵到我没力为止。

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