控制理论研究的对象是系统。例如,一部蒸汽机是个系统,一个加热炉是个系统,某产品的生产与销售过程也是个系统等。
若依给定指令操纵系统的某个物理量(称为受控量),使之发生变化,则称这些指令是控制。若指令是由机械或仪表实现,而不是人工完成,则称该控制为自动控制,否则称为人工控制。为说明自动控制问题,仅举以下两例加以说明。
例1.2.1 加热炉的温度控制。
在冶金、化工及各种工业中,加热炉的温度控制是十分重要的,依工艺要求,各种加热炉的控制也不相同。如均热炉、退火炉等,一般要求炉膛中温度开始按某种曲线上升,到一定温度后维持一段时间,然后降温。这里要求炉膛中温度跟踪一条给定曲线。在这个系统中,受控量是炉膛中温度,因此需随时测量炉膛温度,并与给定曲线相比较,这是决定控制(或指令)的依据。控制手段可以是加热炉的进口燃料,然后由操作工人完成,这是人工控制。也可由仪表或计算机完成,这样构成炉温的自动控制。
家用的空调器及冰箱,都是典型的温度自动控制系统,其控制手段是开关压缩机的电源。例1.2.2 离心调速器。蒸汽机正常运转的基本要求是维持转速恒定。离心调速器是利用离心力来量测与调节蒸汽机的转速。当蒸汽机的转速过高时,它带动某机械装置使进入蒸汽机的蒸汽量减小,以降低转速,否则,使蒸汽量增大i以提高转速。这样离心调速器就完成了蒸汽机转速的自动控制。
从现代化工业生产到人们的日常生活中,自动控制系统是大量存在的,利用机械、仪表、计算机代替人们的逻辑判断及操纵作用,保证了生产、生活的正常运行。
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