自动化控制系统(什么是自动化控制系统)

一、自动化控制系统是怎么定义的

自动控制系统（automaticcontrolsystems）是实现自动化的主要手段，简称自控系统，是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。

一、自控系统的构成：

自动控制系统主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。

二、自控系统的分类：

1、按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。

1）、开环控制系统

在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。

2）、闭环控制系统

闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。

2、按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

1）、恒值控制系统

给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。

2）、随动控制系统

给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。

3）、程序控制系统

给定值按一定时间函数变化。如程控机床。

三、自控系统的应用：

自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域。

在工业方面，对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量，包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等，都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统，以及具有控制与管理双重功能的过程控制系统。在农业方面的应用包括水位自动控制系统、农业机械的自动操作系统等。

在军事技术方面，自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面，除了各种形式的控制系统外，应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。

此外，在办公室自动化、图书管理、交通管理乃至日常家务方面，自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展，自动控制系统的应用领域还在不断扩大，几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。

二、自动化中的控制系统有什么

自动化控制系统按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统在开环控制系统中，系统输出只受输入的控制，控制精度和抑制干扰的特性都比较差。开环控制系统中，基于按时序进行逻辑控制的称为顺序控制系统；由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。闭环控制系统闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。恒值控制系统给定值不变，要求系统输出量以一定的精度接近给定希望值的系统。如生产过程中的温度、压力、流量、液位高度、电动机转速等自动控制系统属于恒值系统。随动控制系统给定值按未知时间函数变化，要求输出跟随给定值的变化。如跟随卫星的雷达天线系统。程序控制系统给定值按一定时间函数变化。如程控机床。

三、自动化控制系统有哪些

自动化控制中有八大常见控制系统，分别是：反馈控制、前馈控制、顺序控制、比值控制系统、串级控制系统、超驰控制系统、程序控制系统以及批量控制系统。

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1、反馈控制（FeedbackControl）

反馈控制也称闭环（closed－loop）控制。如同流量及压力控制一样，操作端控制信号的变化经由系统后作为传感器的测量值从检测端返回，这种控制系统称为反馈控制。在自动控制中，反馈控制使用得最广泛，抗外部干扰的能力强，能实现稳定控制。反馈控制中通常会选用傻瓜式PID调节器或能适应各种复杂工况的人工智能调节器。

2、前馈控制（FeedforwordControl）

用于热过程或传送装置等过程响应时间长、外部干扰大的情况。前馈控制与上面提到的反馈控制结合使用，在温度发生变化之前检测外部干扰（此时为水的流量变化），在反馈控制前修正控制信号，所以也称为超前动作。前馈控制通常由单回路调节器和加减法数学运算器构成，选择适合的调节器、整定最佳PID参数和数学运算器系数对提升前馈控制系统控制效果很重要。

3、顺序控制（SequenceControl）

要在水槽中获得温水，将热水进水阀打开一段时间后关闭，再将冷水进水阀打开一段时间后关闭，虽然温度不那么精确。也可以获得温水。像这样将一系列的ON／OFF操作进行自动化控制称为顺序控制，即“按照事先确定的顺序进行的控制”。该控制既没有目标值也没有修正动作，不受外部干扰。

4、比值控制系统

将多种流体按比例混合时，使用比值控制系统（RatioControl）。比值运算的例子请参照流量的比值运算示例。

5、串级控制系统

利用主调节器和从动调节器将过程变量不同的回路进行组合，将主调节器的输出连接到从动调节器的设定上，这种控制系统称为串级控制系统。串级（Cascade）有一连串过程的意思。作为基本条件，从动调节回路的系统响应比主调节回路快。对于燃料压力的变化等从属端的外部干扰，可以尽早修正。

6、超驰控制系统

超驰控制系统（OverrideControl）是自动选择多个调节器的输出信号，进而对过程进行控制的方式。如图所示，在确保燃烧器燃料压力最低的同时，在进行流量控制的回路中，自动选择压力调节器和流量调节器中控制输出较大的一个，对调节阀进行控制。该控制回路也称为自动选择（AUTO－selector）控制。

7、程序控制系统

程序控制系统（ProgramControl）是按照事先确定好的时间计划来改变设定值的控制系统。使用程序设定器或者具有设定变更功能的程序调节器，主要适用于煅烧炉等设备中。

8、批量控制系统

批量控制系统（BatchControl）主要用于装填设备，如将汽油或煤油等装载到油罐车中的装车设备，主要功能是当装填量达到设定值后，自动停止。高性能批处理调节器具备初始速度设定、预先定量设定等功能。批量控制系统通常由带批量控制的流量积算仪完成，相关信息在流量积算仪产品页面详细讲解：

①初始速度设定是指开始注入时为了避免喷嘴尖端因静电而产生火花，在喷嘴尖端接触液体前，进行小流量注入功能的设定。

②预先定量设定是指在达到一定量的累积值时，减少充填流量，以防止过度注入的功能的设定。