反馈控制系统构成优化方案

图1-7所示为典型反馈控制系统的组成。一个系统主反馈回路（或通道）只有一个，而局部反馈可能有几个（图中画出一个）。各种功能不同的元件从整体上构成一个系统来完成一定的任务。

图1-7　典型反馈控制系统的组成

图1-7中各组成部分的作用如下。

（1）控制元件：用于产生系统的给定信号或输入信号。如图1-2中的指令电位器就是控制元件，恒温箱的给定温度就由指令电位器设定V1而得到。

（2）反馈元件：检测被控制量或系统输出量，并产生反馈信号。反馈元件一般用检测元件，若在主反馈通道中不设反馈元件，即主反馈信号为输出信号时，称为单位反馈。

（3）比较元件：用来比较输入与反馈信号，并得出二者的偏差信号。

（4）放大元件：把弱的信号放大以推动执行元件动作。放大元件有电气类、机械类、液压类及气动类等。

（5）执行元件：根据输入信号的要求直接对控制对象进行操作，例如液压缸、液压马达及电动机等。(www.xing528.com)

（6）控制对象：控制系统所要操纵的对象，它的输出量即为系统的被控制量，例如发动机、恒温炉等。

（7）校正元件：作用是改善系统的控制性能。

以上介绍了典型反馈控制系统的基本组成，系统各组成部分之间通过信号或变量相联系。这些信号主要有以下类别。

（1）输入信号（输入量、控制量、给定量）：广义上指输入到系统中的各种信号，包括对输出控制有害的扰动信号。

（2）输出信号（输出量、被控制量、被调节量）：输出是输入的结果。输出信号的变化规律应与输入信号之间保持确定的关系。

（3）反馈信号：输出信号经反馈元件变换后加到输入端的信号称反馈信号。若反馈信号的符号与输入信号相同，称为正反馈；反之，称为负反馈。主反馈一般是负反馈，否则偏差越来越大，系统将会失控。系统中的局部反馈，主要用来对系统进行校正等，以满足某些控制性能的要求。

（4）偏差信号：输入信号与主反馈信号之差。

（5）误差信号：输出量实际值与希望值之差。希望值通常是系统的输入量。

（6）扰动信号：偶然的无法加以人为控制的信号，称为扰动信号或干扰信号。根据产生的部位不同，分为内扰与外扰。扰动也是一种输入量，一般对系统的输出量将产生不利的影响。