自動控制裝置

1. 自動控制系統的工作原理是什麼

原理：對生產中某些關鍵性參數進行自動控制，使它們在受到外界干擾(擾動) 的影響而偏離正常狀態時,能夠被自動地調節而回到工藝所要求的數值范圍內。自動控制系統分為開環和閉環，具體為：

閉環自動控制系統原理：閉環控制也就是（負）反饋控制，原理與人和動物的目的性行為相似，系統組成包括感測器（相當於感官），控制裝置（相當於腦和神經），執行機構（相當於手腿和肌肉）。感測器檢測被控對象的狀態信息（輸出量）,並將其轉變成物理（電）信號傳給控制裝置。控制裝置比較被控對象當前狀態（輸出量）對希望狀態（給定量）的偏差，產生一個控制信號，通過執行機構驅動被控對象運動，使其運動狀態接近希望狀態。

開環自動控制系統原理：按照事先確定好的程序，依次發出信號去控制對象。按信號產生的條件，開環控制有時限控制，次序控制，條件控制。20世紀80年代以來，用微電子技術生產的可編程序控制器在工業控制（電梯，多工步機床，自來水廠）中得到廣泛應用。當然，一些復雜系統或過程常常綜合運用多種控制類型和多類控製程序。

(1)自動控制裝置擴展閱讀：

自動控制系統應用：在工業方面，對於冶金、化工、機械製造等生產過程中遇到的各種物理量，包括溫度、流量、壓力、厚度、張力、速度、位置、頻率、相位等，都有相應的控制系統。在此基礎上通過採用數字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數字控制系統，以及具有控制與管理雙重功能的過程式控制制系統。在農業方面的應用包括水位自動控制系統、農業機械的自動操作系統等。

在軍事技術方面，自動控制的應用實例有各種類型的伺服系統、火力控制系統、制導與控制系統等。在航天、航空和航海方面，除了各種形式的控制系統外，應用的領域還包括導航系統、遙控系統和各種模擬器。

此外，在辦公室自動化、圖書管理 、交通 管 理乃至日常家務方面，自動控制技術也都有著實際的應用。隨著控制理論和控制技術的發展，自動控制系統的應用領域還在不斷擴大，幾乎涉及生物、醫學、生態、經濟、社會等所有領域。

參考資料來源：

網路-自動控制技術

網路-自動控制系統

2. 自動控制系統主要由哪幾部分組成各組成部分有什麼功能

自動控制系統主要由：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。

控制器：可按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置。

被控對象：一般指被控制的設備或過程為對象，如反應器、精餾設備的控制，或傳熱過程、燃燒過程的控制等。從定量分析和設計角度，控制對象只是被控設備或過程中影響對象輸入、輸出參數的部分因素，並不是設備的全部。

執行機構：使用液體、氣體、電力或其它能源並通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。

變送器：作用是檢測工藝參數並將測量值以特定的信號形式傳送出去，以便進行顯示、調節。在自動檢測和調節系統中的作用是將各種工藝參數如溫度、壓力、流量、液位、成分等物理量變換成統一標准信號，再傳送到調節器和指示記錄儀中，進行調節、指示和記錄。

(2)自動控制裝置擴展閱讀

系統分類

一、按控制原理的不同，自動控制系統分為開環控制系統和閉環控制系統。

1、開環控制系統

在開環控制系統中，系統輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環控制系統中，基於按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統；由順序控制裝置、檢測元件、執行機構和被控工業對象所組成。主要應用於機械、化工、物料裝卸運輸等過程的控制以及機械手和生產自動線。

2、閉環控制系統

閉環控制系統是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統進行控制，可獲得比較好的控制性能。閉環控制系統又稱反饋控制系統。

二、按給定信號分類，自動控制系統可分為恆值控制系統、隨動控制系統和程序控制系統。

1、恆值控制系統

給定值不變，要求系統輸出量以一定的精度接近給定希望值的系統。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自動控制系統屬於恆值系統。

2、隨動控制系統

給定值按未知時間函數變化，要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛星的雷達天線系統。

3、程序控制系統

給定值按一定時間函數變化。如程式控制機床。

3. 自動控制主要裝置

自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、回設備或生產過程的某個工作狀態答或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制是相對人工控制概念而言的。

自動控制技術的研究有利於將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來並大大提高控制效率。自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支[1] 。基礎的結論是由諾伯特·維納，魯道夫·卡爾曼提出的。

4. 一個自動控制系統有哪幾部分組成

自動控制系統主要由：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。

控制器：可按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置。

被控對象：一般指被控制的設備或過程為對象，如反應器、精餾設備的控制，或傳熱過程、燃燒過程的控制等。從定量分析和設計角度，控制對象只是被控設備或過程中影響對象輸入、輸出參數的部分因素，並不是設備的全部。

執行機構：使用液體、氣體、電力或其它能源並通過電機、氣缸或其它裝置將其轉化成驅動作用。

變送器：作用是檢測工藝參數並將測量值以特定的信號形式傳送出去，以便進行顯示、調節。在自動檢測和調節系統中的作用是將各種工藝參數如溫度、壓力、流量、液位、成分等物理量變換成統一標准信號，再傳送到調節器和指示記錄儀中，進行調節、指示和記錄。

(4)自動控制裝置擴展閱讀

自動控制系統的三大發展方向

1、現場匯流排控制系統

現場匯流排控制系統（FCS）是連接現場智能設備和自動化控制設備的雙向串列、數字式、多節點通信網路。它也被稱為現場底層設備控制網路。

目前，以現場匯流排為基礎的FCS發展很快，但FCS發展還有很多工作要做，如統一標准、儀表智能化等。可以確定的是，結合DCS、工業乙太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。

2、工業PC控制系統

由於PC機的開放性，具有豐富的硬體資源、軟體資源和人力資源，並且具有成本低的特點，基於PC（包括嵌入式PC）的工業控制系統，正以每年20%以上的速率增長，基於PC的工業控制技術成為本世紀初的主流技術之一。

3、智能管控一體化系統集成

隨著計算機技術、通信技術和控制技術的發展，傳統的控制領域正經歷著一場前所未有的變革，開始向網路化方向發展。對諸如圖像、語音信號等大數據量、高速率傳輸的要求，催生了當前在商業領域風靡的乙太網與控制網路的結合。

這股工業控制系統網路化浪潮又將諸如嵌入式技術、多標准工業控制網路互聯、無線技術等多種當今流行技術融合進來，從而拓展了工業控制領域的發展空間，帶來新的發展機遇。

5. 什麼是自動控制

自動控制（復automatic control）是指在沒制有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制是相對人工控制概念而言的。

自動控制技術的研究有利於將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來並大大提高控制效率。自動控制是工程科學的一個分支。

(5)自動控制裝置擴展閱讀

在現代科學技術的眾多領域中，自動控制技術起著越來越重要的作用。自動控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（稱控制裝置或控制器），

使機器，設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控制量）自動地按照預定的規律運行。

自動控制理論是研究自動控制共同規律的技術科學。它的發展初期，是以反饋理論為基礎的自動調節原理，

主要用於工業控制，二戰期間為了設計和製造飛機及船用自動駕駛儀，火炮定位系統，雷達跟蹤系統以及其他基於反饋原理的軍用設備，進一步促進並完善了自動控制理論的發展。

6. 自動控制技術是什麼

1. 自動控制技術，是20世紀發展最快、影響最大的技術之一，也是21世紀最重要的高技術之一。今天，技術、生產、軍事、管理、生活等各個領域，都離不開自動控制技術。就定義而言，自動控制技術是控制論的技術實現應用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統，來完成某種控制任務，保證某個過程按照預想進行，或者實現某個預設的目標。

2. 折疊原理分析,從控制的方式看，自動控制系統有閉環和開環兩種。

3. 折疊閉環控制,閉環控制也就是(負)反饋控制，原理與人和動物的目的性行為相似，系統組成包括感測器(相當於感官)，控制裝置(相當於腦和神經)，執行機構(相當於手腿和肌肉)。感測器檢測被控對象的狀態信息(輸出量),並將其轉變成物理(電)信號傳給控制裝置。控制裝置比較被控對象當前狀態(輸出量)對希望狀態(給定量)的偏差，產生一個控制信號，通過執行機構驅動被控對象運動，使其運動狀態接近希望狀態。在實際中，閉環(反饋)控制的方法多種多樣，應用於不同領域和各個方面，當前廣泛應用並快速發展的有:最優控制，自適應控制，專家控制(即以專家知識庫為基礎建立控制規則和程序)，模糊控制，容錯控制，智能控制等。

4. 折疊開環控制,開環控制也叫程序控制，這是按照事先確定好的程序，依次發出信號去控制對象。按信號產生的條件，開環控制有時限控制，次序控制，條件控制。20世紀80年代以來，用微電子技術生產的可編程序控制器在工業控制(電梯，多工步機床，自來水廠)中得到廣泛應用。當然，一些復雜系統或過程常常綜合運用多種控制類型和多類控製程序。

5. 折疊技術運用，隨著電子計算機技術和其他高技術的發展，自動控制技術的水平越來越高，應用越來越廣泛，作用越來越重要。尤其是在生產過程的自動化、工廠自動化、機器人技術、綜合管理工程、航天工程、軍事技術等領域，自動控制技術起到了關鍵作用。

7. 求水位自動控制裝置的原理圖

水位自動控制裝置（液位自動控制）的原理圖如下：

工作過程：

假定由於某一因素使得疏水生成量突然增大，那麼系統原有的平衡被破壞，加熱器內水位上升，相應地信號筒內水位也上升，使得槽孔處汽體的通流面積減小，調節管路內汽相流量減小，液相流量增大，導致調節閥喉部汽相通流面積減小，疏水有效通流面積增大，從而疏水排出量不斷增大，最後在新的水位高度上建立平衡，反之亦然。控制系統的調節過程可分為減壓、抽吸、控制3個不同環節。

(7)自動控制裝置擴展閱讀

1、減壓環節：

疏水從加熱器排出經疏水管路進人調節閥，在收縮段內加速，壓力降低到喉部混合點壓力的過程，稱為減壓環節。減壓環節的計算任務是根據控制環節的疏水流量分配，確定出喉部混合點的壓力。在其它條件不變的情況下，減小節流閥開度，能降低混合點處的壓力。

2、抽吸環節：

根據信號筒感受到的加熱器內水位訊號，調節汽體和一部分疏水按一定比例混合，經調節管路到達調節閥喉部混合點的過程，稱為抽吸環節。抽吸環節是根據減壓環節獲得的壓力降，求出調節管路內的汽液兩相流量。

3、控制環節：

兩股流體在調節閥喉部相互作用後混合，壓力迅速降低，而後在擴張段內充分迴流，壓力有所升高的過程，稱為控制環節。控制環節是確定疏水流量在調節閥前疏水管路及調節管路內的分配比例，以滿足系統管路內的壓力平衡。

由於兩股流體的相互作用發生在調節閥喉部處很短的距離內，且汽液兩相間存在著極其復雜的傳熱傳質過程，液體內蒸時由於相間熱阻的存在，汽液兩相間達到熱平衡需要一定的時間。汽化速率的大小與閃蒸時液體的過熱度、傳熱系數、傳熱面積及流型都有關系，在計算時必須做一些簡化處理。

8. 自動控制系統的分類和組成是什麼

1分類

自動控制系統按其控制對象的不同分為兩大類。一類具有運動性質，需由電動機拖動來實現，稱為運動控制系統（或稱傳動控制系統），而將運動控制系統的工作過程稱為運動控制；另一類的控制對象是如溫度、壓力、流量、物料、成分、液位和酸鹼度等工業生產過程中的量，比如精餾塔中化工產品的生產控制、鍋爐中的蒸汽溫度的控制等，控制這類對象的自動控制系統稱為過程式控制制系統，而將過程式控制制系統的工作過程稱為過程式控制制。一般，過程式控制制中常常伴有物體的流動和能量的流動，控制好物量流和能量流的大小，可以達到過程式控制制目標的要求。運動控制的執行元件是電動機，過程式控制制的執行元件是調節閥。無論是運動控制還是過程式控制制，它們均適用於相同的自動控制理論。

但是，由於被控對象不相同的特點，兩類控制系統在響應特性上也呈現出不同的特徵。例如，運動控制系統的調節時間短、響應速度快；而過程式控制制系統中常常含有大慣性環節、大延時環節等，調節時間長，響應速度慢。在應用控制理論解決具體控制問題時，會存在一定的差異。在這兩大類控制系統中，根據控制對象的具體要求、輸入信號的特徵、信號傳輸過程是否連續、參數是否時變、系統中是否含有非線性元件等，還可將控制系統作進一步的分類。

2組成

為了描述自動控制系統的組成，常將系統中完成不同功能的部分用所謂的「環節」一詞來描述。一般的控制系統包括的環節如圖4-14所示。

1）給定環節

給定輸入量通過給定環節作用於系統。例如，有的控制系統用給定電位器將電壓信號作用於控制系統，為了減小給定電位器在開關閉合瞬間將一個恆值的電壓信號突然作用於控制系統而對控制系統造成較大的沖擊，有時給定環節還利用積分器逐漸增加作用信號。

圖4-14自動控制系統組成框圖

2）比較環節

比較環節完成將給定量與反饋量相比較的功能。完成給定量減反饋量運算的，須將反饋量與給定量接成相反的極性，使反饋量的作用削弱給定量，稱為負反饋比較。反之，若完成給定量加反饋量運算的，反饋量的極性須與給定量的極性相同，即反饋量的作用增大了給定量，則是正反饋比較。在多閉環控制系統中，為了得到好的響應性能，有時將某個內環接成正反饋，而外環則都接成負反饋。

3）放大環節

閉環控制系統是靠給定量與反饋量的差值信號實現對輸出量控制的。由於差值信號很小（無差系統為0），直接加在控制設備上不足以使系統工作，須經放大環節將信號放大。

4）執行環節

執行環節又稱執行機構，由它的動作使被控量得到控制，是控制系統的末端環節。運動控制系統中的執行元件常常是各類電動機，由電動機的旋轉或直線運動來拖動負載，過程式控制制系統中的執行元件一般是調節閥，自動調節閥門的開度能夠控制管道中流體的流量或壓力，實現對被控對象的控制。

5）控制環節

控制環節有時又稱校正環節或控制器、調節器等，是人為設置的環節。設置該環節的目的是為了取得好的控制效果。好的控制效果是指輸出量跟隨輸入量變化得更快、更穩、更精確。

6）被控對象

被控對象也稱控制對象，是指受系統控制的物理量。被控對象常被選為輸出量。例如，速度控制系統的被控對象應選為電動機的運行速度，溫度控制系統的控制對象應選為被控制的溫度。

7）反饋環節

反饋環節將檢測到的被控量反饋傳輸到輸入端，與給定量進行比較以實現閉環控制。有的系統將被測量直接接入比較環節，稱為單位反饋。

8）擾動環節

自動控制系統在運行過程中，不可避免會受到環境、設備自身等各種因素的影響、擾動。

9. 控制,自動控制,自動控制系統三個概念的區別和聯系

控制就是通過一定的技術手段實現特定的目的或達到一定的效果。可內以是手動或自動。

自動控制：容是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。自動控制是相對人工控制概念而言的。
自動控制系統：是在無人直接參與下可使生產過程或其他過程按期望規律或預定程序進行的控制系統。自動控制系統是實現自動化的主要手段。自動控制系統主要由：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。

10. 什麼是自動控制技術

自動控制技術是20世紀發展最快、影響最大的技術之一，也是21世紀最重要的高技術之一。
自動控制技術是控制論的技術實現應用，是通過具有一定控制功能的自動控制系統，來完成某種控制任務，保證某個過程按照預想進行，或者實現某個預設的目標。
自動控制技術：
1、原理分析：
從控制的方式看，自動控制系統有閉環和開環兩種。
2、閉環控制：

閉環控制也就是（負）反饋控制，原理與人和動物的目的性行為相似，系統組成包括感測器（相當於感官），控制裝置（相當於腦和神經），執行機構（相當於手腿和肌肉）。感測器檢測被控對象的狀態信息（輸出量）,並將其轉變成物理（電）信號傳給控制裝置。控制裝置比較被控對象當前狀態（輸出量）對希望狀態（給定量）的偏差，產生一個控制信號，通過執行機構驅動被控對象運動，使其運動狀態接近希望狀態。在實際中，閉環（反饋）控制的方法多種多樣，應用於不同領域和各個方面，當前廣泛應用並快速發展的有：最優控制，自適應控制，專家控制（即以專家知識庫為基礎建立控制規則和程序），模糊控制，容錯控制，智能控制等。

3、開環控制：

開環控制也叫程序控制，這是按照事先確定好的程序，依次發出信號去控制對象。按信號產生的條件，開環控制有時限控制，次序控制，條件控制。20世紀80年代以來，用微電子技術生產的可編程序控制器在工業控制（電梯，多工步機床，自來水廠）中得到廣泛應用。當然，一些復雜系統或過程常常綜合運用多種控制類型和多類控製程序。

4、技術運用：
隨著電子計算機技術和其他高技術的發展，自動控制技術的水平越來越高，應用越來越廣泛，作用越來越重要。尤其是在生產過程的自動化、工廠自動化、機器人技術、綜合管理工程、航天工程、軍事技術等領域，自動控制技術起到了關鍵作用。