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ABB SK616001-B 控制系统

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更新时间:2024-01-16

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ABB SK616001-B 控制系统

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ABB SK616001-B 控制系统

开环控制系统是指一个输出只受系统输入控制的没有反馈回路的系统。在开环控制系统中,不把关于被控量的值的信息用来在控制过程中构成控制作用。其特点是施控装置指挥执行机构动作,改变被控对象的工作状态,被控量相应地发生变化,而这种变化并不再次构成施控装置动作的原因,即控制信号和被控量之间没有反馈回路。为了选择一个控制力,重要的是,要用到关于扰动对被控量影响的信息,而不是关于扰动本身的信息。所以,可以不用直接测量扰动就组织起一个控制。只要监视由扰动对被控系统造成的偏差就行了。因此,控制信号也可以由被控量离它预定值的偏差的信息产生。所有的手动控制、大多数的程控与数控机床、时间程序控制都属于开环控制。如图所示,这种系统的输入直接控制着它的输出,它的装置简单,成本较低,可以排除许多闭环控制系统中存在的稳定性问题。当扰动在某种程度上来得及影响被控系统的值之前,控制力就直接按照扰动的变化而变化。使它的控制作用受到很大的限制,精度较闭环控制系统要低。开环控制系统是输入信号不受输出信号影响的控制系统。也就是,不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统。闭环控制系统相对。控制系统中,将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程,就是反馈。系统的控制输入不受输出影响的控制系统。在开环控制系统中,不存在由输出端到输入端的反馈通路(见反馈控制系统)。因此,开环控制系统又称为无反馈控制系统。开环控制系统由控制器与被控对象组成。控制器通常具有功率放大的功能。同闭环控制系统相比,开环控制系统的结构要简单得多,同时也比较经济。 开环控制系统主要是用于增强型的系统。

由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统,又称反馈控制系统。这是一种自动控制系统,其中包括功率放大和反馈,使输出变量的值响应输入变量的值。数控装置发出指令脉冲后,当指令值送到位置比较电路时,此时若工作台没有移动,即没有位置反馈信号时,指令值使伺服驱动电动机转动,经过齿轮、滚珠丝杠螺母副等传动元件带动机床工作台移动。装在机床工作台上的位置测量元件,测出工作台的实际位移量后,后反馈到数控装置的比较器中与指令信号进行比较,并用比较后的差值进行控制。若两者存在差值,经放大器后放大,再控制伺服驱动电动机转动,直至差值为零时,工作台才停止移动。这种系统称为闭环伺服系统。

基于反馈原理建立的自动控制系统。所谓反馈原理,就是根据系统输出变化的信息来进行控制,即通过比较系统行为(输出)与期望行为之间的偏差,并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中,既存在由输入到输出的信号前向通路,也包含从输出端到输入端的信号反馈通路,两者组成一个闭合的回路。因此,反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。自动控制系统多数是反馈控制系统。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统,而把用来精确地跟随或实现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。

反馈控制系统由控制器、受控对象和反馈通路组成(见图)。图中带叉号的圆圈为比较环节,用来将输入与输出相减,给出偏差信号。这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。以炉温控制为例,受控对象为炉子;输出变量为实际的炉子温度;输入变量为给定常值温度,一般用电压表示。炉温用热电偶测量,代表炉温的热电动势与给定电压相比较,两者的差值电压经过功率放大后用来驱动相应的执行机构进行控制。

开环控制系统相比,闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中,不管出于什么原因(外部扰动或系统内部变化),只要被控制量偏离规定值,就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此,它具有抑制干扰的能力,对元件特性变化不敏感,并能改善系统的响应特性。但反馈回路的引入增加了系统的复杂性,而且增益选择不当时会引起系统的不稳定。为提高控制精度,在扰动变量可以测量时,也常同时采用按扰动的控制(即前馈控制)作为反馈控制的补充而构成复合控制系统。

半闭环控制系统:半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置,通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角,间接检测移动部件的位移,然后反馈到数控装置比较器中,与输入原指令位移值进行比较,用比较后的差值进行控制,使移动部件补充位移,直到差值消除为止的控制系统。由于半闭环控制系统将移动部件的传动丝杠螺母不包括在环内,所以传动丝杠螺母机构的误差仍会影响移动部件的位移精度,由于半闭环控制系统调试维修方便,稳定性好,目前应用比较广泛。半闭环控制系统的伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构,为大多数中小型数控机床所采用。



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