串联控制系统又称为串级控制系统,是由多个控制环节串联而成的一种控制系统。为使控制系统的性能达到更高的要求,通常采用副回路补偿的办法。串级系统副回路由以下几个方面构成:
信号采样器是将被控对象输出信号转换成控制系统内可处理的电信号的元件,一般采用电阻、电容、电感等形式的分压原理。信号换能器是将控制系统与被控对象之间进行信号传递的元件,通常是由电气部件传输成液压、气压等非电信号的元件,常见的有压电式换能器、液压传动式换能器等。
控制系统中最基本也是最重要的就是比例、积分和微分环节。比例环节是控制信号与偏差信号成比例的环节,常用比例控制器进行实现;积分环节是偏差信号与时间的积分,通常采用积分控制器进行实现;微分环节是偏差信号与时间的微分,常用微分控制器实现。
校正器是为了消除控制系统中的偏置误差,常见的有零点校正器、增益校正器等;调节器是在控制系统工作时不断调整的元件,可以对控制系统的稳态误差和瞬态响应等性能进行调整。调节器有手动调整器和自动调整器两种,其中最常用的是自动调整器,包括瞬态过程观测器和模型参照自适应控制器等。
执行器是将控制信号转换成被控物理量的元件,常用的有电动执行器、液压执行器等。被控对象是控制系统的目标物理量,通过执行器控制,使该物理量满足控制要求。例如,温度控制系统中的被控对象就是温度值。