1、自動控制系統的分類

    自動控制系統按其控制對象的不同分為兩大類。一類具有運動性質，需由電動機拖動來實現，稱為運動控制系統（或稱傳動控制系統），而將運動控制系統的工作過程稱為運動控制；另一類的控制對象是如溫度、壓力、流量、物料、成分、液位和酸堿度等工業生產過程中的量，比如精餾塔中化工產品的生產控制、鍋爐中的蒸汽溫度的控制等，控制這類對象的自動控制系統稱為過程控制系統，而將過程控制系統的工作過程稱為過程控制。

    一般，過程控制中常常伴有物體的流動和能量的流動，控制好物量流和能量流的大小，可以達到過程控制目標的要求。運動控制的執行元件是電動機，過程控制的執行元件是調節閥。無論是運動控制還是過程控制，它們均適用于相同的自動控制理論。

    但是，由于被控對象不相同的特點，兩類控制系統在響應特性上也呈現出不同的特征。例如，運動控制系統的調節時間短、響應速度快；而過程控制系統中常常含有大慣性環節、大延時環節等，調節時間長，響應速度慢。在應用控制理論解決具體控制問題時，會存在一定的差異。在這兩大類控制系統中，根據控制對象的具體要求、輸入信號的特征、信號傳輸過程是否連續、參數是否時變、系統中是否含有非線性元件等，還可將控制系統作進一步的分類。

    2、自動控制系統的組成

    為了描述自動控制系統的組成，常將系統中完成不同功能的部分用所謂的“環節”一詞來描述。一般的控制系統包括的環節如圖4-14所示。

    1）給定環節

    給定輸入量通過給定環節作用于系統。例如，有的控制系統用給定電位器將電壓信號作用于控制系統，為了減小給定電位器在開關閉合瞬間將一個恒值的電壓信號突然作用于控制系統而對控制系統造成較大的沖擊，有時給定環節還利用積分器逐漸增加作用信號。

    2）比較環節

    比較環節完成將給定量與反饋量相比較的功能。完成給定量減反饋量運算的，須將反饋量與給定量接成相反的極性，使反饋量的作用削弱給定量，稱為負反饋比較。反之，若完成給定量加反饋量運算的，反饋量的極性須與給定量的極性相同，即反饋量的作用增大了給定量，則是正反饋比較。在多閉環控制系統中，為了得到好的響應性能，有時將某個內環接成正反饋，而外環則都接成負反饋。

    3）放大環節

    閉環控制系統是靠給定量與反饋量的差值信號實現對輸出量控制的。由于差值信號很小（無差系統為0），直接加在控制設備上不足以使系統工作，須經放大環節將信號放大。

    4）執行環節

    執行環節又稱執行機構，由它的動作使被控量得到控制，是控制系統的末端環節。運動控制系統中的執行元件常常是各類電動機，由電動機的旋轉或直線運動來拖動負載，過程控制系統中的執行元件一般是調節閥，自動調節閥門的開度能夠控制管道中流體的流量或壓力，實現對被控對象的控制。

    5）控制環節

    控制環節有時又稱校正環節或控制器、調節器等，是人為設置的環節。設置該環節的目的是為了取得好的控制效果。好的控制效果是指輸出量跟隨輸入量變化得更快、更穩、更精確。

    6）被控對象

    被控對象也稱控制對象，是指受系統控制的物理量。被控對象常被選為輸出量。例如，速度控制系統的被控對象應選為電動機的運行速度，溫度控制系統的控制對象應選為被控制的溫度。

    7）反饋環節

    反饋環節將檢測到的被控量反饋傳輸到輸入端，與給定量進行比較以實現閉環控制。有的系統將被測量直接接入比較環節，稱為單位反饋。

    8）擾動環節

    自動控制系統在運行過程中，不可避免會受到環境、設備自身等各種因素的影響、擾動。