自动控制系统的组成：详解及应用

控制系统会完成一定的功能，某种特定功能的完成是由控制系统中的多个组成部分共同完成的。控制系统中的这些组成部分的作用和具体要求是各不相同的。认识和掌握控制系统的组成对于分析和设计控制系统有着重要的意义。

控制系统的组成：检测元件、整定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件、能源元件。

1.检测元件（又称测量元件）

（1）作用：检测被控量或某些中间变量的值，可与相关元器件构成反馈装置。

1）被检测的量是电量，一般用电阻、电位器、电流互感器测量。即检测元件是电阻、电位器、电流互感器。

2）被检测的量是非电量，则用相应的传感器（或称变送器、变换器）将非电量转换为电量，以便于信号处理和控制，这就是非电量的检测技术。

被检测量是温度时，检测元件是热电偶、热电阻等。

被检测量是位移、速度、加速度时，检测元件是位移、速度、加速度传感器。

被检测量是转速时，检测元件是测速发电机、光电脉冲发生器等。

被检测量是角位移时，检测元件是电位器、自整角机或旋转变压器等。

（2）要求：检测元件性能的好坏、准确度的高低、稳定与否、及时性的快慢直接影响到整个控制系统的控制性能和精度，因此检测元件是控制系统满足控制要求并达到控制目的的基本条件和关键因素。

对检测元件的要求：①性能可靠、稳定；②准确度高，不易受外界环境影响；③所测信号中噪声极小。

2.整定元件（又称给定元件）

（1）作用：给出与被控量期望值相对应的输入量。

（2）要求：①输出信号准确、稳定；②精度等级至少比控制精度高一级。

3.比较元件（又称误差检测器）

（1）作用：将检测元件检测到的被控量的实际值与整定元件提供的整定值进行比较，求出它们之间的偏差。

常用的比较元件有：差动放大器、机械的差动装置等。(www.xing528.com)

（2）要求：性能可靠，工作稳定，快速性好。

4.放大元件

（1）作用：放大比较元件的输出信号，产生足够大的功率去推动执行元件以便控制被控对象。

常用的放大元件有：电子放大器、机械放大器、液压放大器等。

（2）要求：①工作可靠，性能稳定；②线性度好，失真率小，抗干扰能力强。

5.执行元件

（1）作用：直接推动被控对象，达到控制目的。

（2）要求：动作可靠，快速性好，时滞效应微弱。

6.校正元件

（1）作用：改善控制系统的性能。

（2）要求：快速性好，灵活性强。

7.能源元件

（1）作用：给控制器或放大元件提供能源。

（2）要求：性能稳定，工作可靠，抗干扰能力强。

应当指出，对于实际的控制系统的一个组成部分可以起到一个或几个元件的作用，可以根据实际情况进行选择。

在设计控制系统时，首先要解决的是被控量的检测问题，即如何选择经济耐用、精度合乎要求的传感器；其次，要考虑系统的校正问题，即采用什么样的校正方式（串联、并联、反馈方式，一般采用串联方式）以及校正元件的配置等问题。