雙閉環控制系統模擬控制模板設計

電子機電論文編號:JD730  附任務書, 論文字數:17984,頁數:46

目錄
前  言 1
目錄 2
第一章 Multisim7簡介 4
1.1 Multisim7基本功能 4
1.2 Multisim7基本操作 5
1.3 Multisim7電路創建 9
1.4 Multisim7操作界面 12
1.5 Multisim7儀器儀表使用 14
第二章 雙閉環控制系統 18
2.1雙閉環系統的組成原理 18
2.2 雙閉環系統的數學模型和性能分析 18
2.3啟動過程分析 20
2．4雙閉環系統的控制規律 22
第三章 單元部件設計 24
3.1 圖 24
3．2．1直流穩壓電源 25
3．2．2給定積分器 25
3．2.3轉速調節器（ASR） 31
3．2.4電流調節器（ACR） 33
第四章 Mutisim7畫電路圖及仿真 36
第五章 印制板圖 40
總  結 43
致  謝 44
參考文獻 45

前  言
.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。在自動控制系統中引入于系統的表征期望規律的變量稱為輸入變量，可以從系統測量到的用于描述系統行為的變量稱為輸出變量，兩者構成因果關系。例如，在飛機的駕駛過程中，氣流的擾動會使飛機的實際航向發生偏離，在沒有實現自動控制的情況下，通常由駕駛員通過儀表觀測飛機的航向，操縱飛機的控制部件，使實際航向盡可能與期望航向一致；若采用自動駕駛儀，則控制飛機航向的過程就可不需要駕駛員直接參與而自動地進行。其中，作為被控制量的輸出變量是飛機的實際航向，作為指令的輸入量是期望航向。
   發展狀況  人類使用自動裝置的歷史可以追溯到古代。中國古代的指南車和銅壺滴漏以及古羅馬人家庭水管系統的簡單水位調節裝置都是自動控制系統的萌芽。此后一直到18世紀工業革命開始之前僅偶爾出現一些自動裝置，如中國的水運儀象臺、歐洲古老的鐘表機構和水力及風力磨房的速度調節裝置等。在1788年英國機械師J.瓦特制造蒸汽離心調速器之后的一個半世紀中，人們開始大量采用各種自動調節裝置來解決生產和軍事中的簡單控制問題，同時還開始研究調節器的穩定性等理論問題，但尚未形成統一的理論。20世紀40年代至50年代末是趨于成熟的時期，其推動力是工業生產和軍事技術的迫切需要。這個時期內，各種類型的和相繼出現。這些系統的主要特點是單輸出和單輸入,控制功能常是局部性的,控制方式也比較簡單。60～70年代，在航天技術的需要和計算機技術的推動下,產生了,控制系統發展成多變量、多回路系統。在這個時期，等各種類型的復雜控制系統得到很大發展。70年代以來自動控制系統在結構和原理兩方面都在不斷發展。結構上從單一、局部的控制系統向多級遞階控制系統、分散控制系統、復雜大系統的控制發展。而原理方面的發展則表現為反饋概念的深化，即向適應性、學習功能和智能化方向發展。在這個過程中，微電子技術和微型計算機技術的迅速發展起了關鍵的促進作用。在此基礎上出現了，并發展成。一種功能更強自動化程度更高的也開始形成。
   分類  按控制原理的不同，自動控制系統分為和。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。基于按時序進行邏輯控制的開環控制系統稱為。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。通常大多數重要的自動控制系統都采用閉環控制的方式閉環控制系統又稱按控制和測量信號的不同，又可分為連續控制系統和離散控制系統。控制信號連續地作用于系統的，稱為連續控制系統。控制信號斷續地作用于系統的，稱為離散控制系統或。此外,在工程問題中,自動控制系統也常按所控制變量的物理屬性進行分類，如、、、等。
   組成  對于不同類型的自動控制系統，其組成方式也不相同。閉環控制系統的基本組成環節包括被控對象、測量裝置和控制器。被控對象可以是一個裝置、一部機器或一個過程。測量裝置的功能是檢測被控制量并與期望值進行比較。控制器由放大器、校正裝置和執行機構所組成，其中放大器用以提高信號的功率，校正裝置用以獲得所要求的控制特性，執行機構產生為控制系統輸出量所要求的動作。開環控制系統的基本組成環節則僅有被控對象和控制器。開環控制系統的控制器常采用。
   應用  自動控制系統已被廣泛應用于人類社會的各個領域。在工業方面，對于冶金、化工、機械制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。在此基礎上通過采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，以及具有控制與管理雙重功能的。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、、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、遙控系統和各種仿真器。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。