自动控制是指在没有人参与的情况下，利用外部设备和装置使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。例如，化学反应炉的温度或者压力自动维持恒定；磨矿粒度的自动维持和调节以及浮选流程中药剂制度的自动调节等。

自动控制理论发展初期主要是为了满足工业需求，以反馈理论和传递函数为基础，称为经典控制理论。随着电子技术的发展，为适应航空航天的发展，在经典控制理论基础上逐渐发展出一种针对多变量参数系统的最优问题的控制理论——现代控制理论。

目前，控制理论正在向智能控制理论深入发展。在选矿领域，越来越多的研究人员将模糊理论、专家系统和人工神经网络应用在磨矿、浮选等流程中，取得良好的效果。

1.1.1　自动控制系统的原理

控制理论基础就是反馈控制理论，在各种控制系统中，要使被控量保持恒定值，必须对被控量的波动变化进行反馈，即将被控量实时值采集，与预先设定值进行对比计算其偏差大小，然后控制器根据偏差调节执行机构，使被控量逐步接近设定值，该被控量采集过程称为反馈，带有反馈的控制系统称为反馈控制系统，也可称为闭环控制系统。

若反馈信号与输入信号相减，使产生的偏差越来越小，则称为负反馈；若反馈信号与输入信号相加，使产生的误差增加，则称为正反馈。

一个典型的反馈控制系统的基本组成可用图1-1所示的方块图表示。图中，用“○”代表比较元件，它将测量元件检测到的被控量与输入量进行比较；“-”号表示两者符号相反，即负反馈；“+”号表示两者符号相同，即正反馈。信号从输入端沿箭头方向到达输出端的传输通路称前向通路；系统输出量经测量元件反馈到输入端的传输通路称主反馈通路。前向通路与主反馈通路共同构成主回路。此外，还有局部反馈通路以及由它构成的内回路。只包含一个主反馈通路的系统称单回路系统；含有两个或两个以上反馈通路的系统称为多回路系统。

图中输入量即为设定的目标值，使我们所期望的被控量需要稳定的状态；放大元件是将输入量与反馈量误差放大的装置，一般来说是放大电路，可将0～10mV的电压信号放大至0～10V；执行部件是可以调节的装置，通过调节执行部件可以改变被控量的大小，如阀门的开度和电机的频率；测量元件是能够采集被控量数值的装置，如浓度仪、粒度计等。

一般来说，加到反馈控制系统上的外作用有两种类型：一种是有用输入，另一种是扰动。有用输入决定系统被控量的变化规律，如输入量；而扰动是系统不希望有的外作用，它破坏有用输入对系统的控制。在实际系统中，扰动总是不可避免的，而且它可以作用于系统中的任何元部件上，也可能一个系统同时受到几种扰动作用。电源电压的波动、环境温度、压力以及负载的变化、飞行中气流的冲击、航海中的波浪等，都是现实中存在的扰动。

1.1.2　自动控制系统的要求

虽然不同行业有不同类型的控制系统，并且每个系统的要求也不相同，但综合来说，可以归结为稳定性、快速性和准确性。

（1）稳定性

稳定性是保证控制系统正常运行的先决条件。一个稳定的系统，当被控量与目标值产生偏差时，经过一定的过渡调整时期后系统可以自行消除这样的误差。在选矿行业中存在很多大惯性的控制对象，例如，浮选槽的矿浆浓度调节过程，当调节开始后，由于浮选槽的容量较大，且矿物颗粒的分散过程较长，则存在被检测量的变化滞后于调节阀门动作的现象，这就使得调节滞后，要使被控量恢复至设定值，则需要一定的调节时间，这个过程称为过渡过程，过渡过程根据不同控制对象长短不一，但在任何系统中都存在该过程。

如果经过一段时间的调节，被控量可以恢复到设定值，我们称该系统为稳定系统；反之则为不稳定系统。

（2）快速性

为了很好地完成控制任务，控制系统对调节的速度还有一定要求，如在磷矿加温浮选过程中，需要利用蒸汽对浮选矿浆进行加温处理，如果温度的调节过程过长，则会导致在很长一段时间内的浮选槽矿浆温度整体偏高或者偏低，恶化捕收剂等浮选药剂的作用效果。

（3）准确性

当控制系统的调节过程结束后，被控量的稳定值与设定值之间会存在一定误差，该误差称为稳态误差，该误差值的大小是衡量控制系统精确度的重要标志。 kXBtXmbq9ORJ9mYVWvrxlUqfogp8ghHjTznRg66GiFmNbIbS/SSgFaGKRlt2EhPx