電子控制

又稱自控電路。主要分兩類：①按預先設定的順序逐一進行操作的順序控制；②將動作結果與目標值進行比較，判斷控制是否正確，並對動作加以修正，如此反覆進行，使最後輸出達到與目標值相一致的反饋控制。對於複雜過程的自動化，常實行多種組合的綜合控制。順序控制　順序控制需要不同種類的元器件，主要有開關、繼電器和定時器等。開關實現動作的起動和停止，動作又需保持或恢復，從而確保動作、檢測、定時、步進、保護等的實際需要。控制用的開關電路有有觸點(電磁)、無觸點電路(半導體)及各種傳感器開關電路，還要有具有存儲功能的自保電路，以及在條件未全部具備前處於抑制動作的聯鎖電路等。順序控制基本上是按“開(on)”和“關(off)”動作構成。如將on–off變成0和1，就可用邏輯運算來描述，還可用邏輯(布爾)代數的邏輯運算法則來進行邏輯關係的變換。讓順序電路工作的控制器稱順序控制器，也稱可編程控制器(PC)，是用計算機或微機處理器控制內部的無觸點電路、定時器和計數器的動作。其電路結構如圖1所示，由存儲器、運算控制、輸入輸出轉換和輸入輸出組成。存儲器是存儲動作次序的程序，運算控制器是對存入的各種運算和對外部設備發出動作指令，輸入部分是讀入輸入信號，輸出部分則是發出動作信號，通過轉換部分與控制相連接。順序控制的應用十分廣泛，大到發電系統、流水作業自動化系統等複雜系統，小到自動洗衣機、電飯鍋等家用電器，都普遍使用了順序控制的方法。反饋控制　控制系統中需要將被控量的一部分連續或間斷地取出，並反饋到輸入端與目標值進行比較並反覆修正，最後使控制量與目標值相一致。為了瞭解輸入、輸出與信號的傳送狀態，常用框圖來表示。圖2所示的為反饋控制的閉合迴路。將輸出信號(被控量)與目標值比較後的差值送入控制裝置，產生被控對象的操作量，並使被控對象達到目標值。被控對象同時有擾亂控制系統正常工作的外來影響，這些外來干擾一般由於反饋的作用，可得到穩定的控制。反饋控制如果按控制量分類，當控制量是温度、流量、壓力、液壓等，常用於控制工業過程的狀態，稱過程控制。當控制量是位置、角度、方位等的控制則稱伺服控制。如果按目標值的時間變化來區分，則有目標值不隨時間變化的恆值控制和隨時間變化的隨動控制(如跟蹤控制、程序控制等)，以及按反饋性質而分的自力控制和非自力控制等。計算機控制　被控制的對象通過傳感器取得信號，計算機經綜合判斷後進行控制。計算機與外部設備的相互連接上使用了各種接口。計算機控制從小到使用簡單程序和4比特微處理器的控制；大到鐵道的自動運行系統和無人倉庫管理系統，以及發展到將生產線、管理、設計的技術信息和辦公室自動化系統用網絡聯接起來，使整個工廠構成計算機輔助綜合系統(CIM)。控制系統的特性　對控制目標的輸入和輸出參數，對控制對象作出數學描述，然後具體確定微分方程中所含的係數(參數)。很多場合下，對不同的控制對象，以各種輸入反覆進行響應實驗，根據所得數據，確定這些未知參數，對系統進行標定。如果要了解控制系統中出現干擾或目標值迅速改變時，控制量隨時間的變化，則需要了解圖2中的各方框的傳遞函數的數學表達。傳遞函數説明輸入信號如何被傳遞到輸出端而成為輸出信號，它由輸入信號與輸出信號之比來描述。對被控對象給予控制信號的動作時，在時間上有連續和不連續之分。連續控制如比例、積分、微分(PID)等；不連續控制常用開關的通斷形式來控制，這種不連續動作簡單但精度不高。描述控制系統的特性時，實際情況是不論何種設計或經過充分長的時間，兩者仍然會存在一定偏差，稱之為穩態誤差。降低穩態誤差是系統設計的重要指標，常用提高反饋系統的增益或利用積分環節來改善。當然，穩態誤差以怎樣的速度減小反映了系統的快速響應能力。另一個重要指標是系統的穩定性，穩定性是指當系統加入能量有限的輸入時，保證系統不發散的一種性質，因此需要根據穩定條件來進行系統穩定的判別。 ^[1]