第一章自动控制系统基本研讨.pptVIP

余差的幅值与系统的放大倍数及输入信号的幅值有关。在工程上，有些被控变量的控制精度要求较高，应尽量减小余差。由于物理极限的限制，理论上，余差不可能为零；实际上，当余差很小时，可以认为是一个无差系统。有些被控变量，如有些液位量，可以允许有一定的余差。 5、过渡时间tS 过渡时间已定义为当过渡过程曲线进入最终稳态值附近的一定范围内，就不再超出这个范围的时刻。一般可以认为到了这个时刻，过渡过程就基本结束了。这个一定的范围一般定为新稳态值的5％或3％。过渡时间tS是衡量过渡过程快速性的重要指标。tS越小，快速性越好，能够适应干扰频繁出现的场合；如tS较大，有可能第一个过渡过程尚未结束，第二个干扰又出现了，多个干扰的作用叠加，有可能使系统的控制不能满足生产的要求。 6、其他指标 衡量控制系统过渡过程性能的还有其他一些指标。如：振荡周期，它是同方向两个波峰或波谷之间的时间间隔；振荡周期的倒数就是振荡频率；峰值时间是指过渡过程达到第一个波峰所花的时间，也叫做上升时间。另外，还有一些综合评价指标，如对偏差的平方进行积分的ISE指标等等。但工程上很少采用。 上述各种性能指标，其重要程度各不相同，且相互之间既有矛盾又有联系。在实际使用中，要综合考虑过程的快速性、稳定性和准确性。这主要取决于被控对象工艺上的要求，要一切从实际出发，不要过分追求高性能指标。 习题及思考题 教材第16－17页： 第4、6、9、11、18、21题。 练习本上请写明班级、学号、姓名。 每次布置的练习请在下次课交给老师。 请大家课外多做练习，因为考试卷的覆盖面很广，只要是与讲过的内容有关的习题，即使未布置，课外也要练习。 常用函数的拉普拉斯变换 阶跃函数： 设函数f（t）为符合如下条件的阶跃函数： f（t）＝0 （t＜0） （2－4） f（t）=A=常数 （ t ≥0） 该函数的拉普拉斯变换用 〔f（t）〕表示，得： （2-5） 当A=l时，称阶跃函数为单位阶跃函数，记为u（t），此时的拉普拉斯变换为： （2-6） 阶跃函数是过程控制中涉及最多的一种函数，这里我们仅介绍这一种。 第五节 控制系统分类 一、各种分类方法 二、按给定值分类 一、各种分类的方法  （l）如果按被控变量可划分为：温度、压力、液位、流量和成分等控制系统。这是一种常见的分类。 （2）如果按被控系统中控制仪表及装置所用的动力和传递信号的介质可划分为：气动、电动、液动、机械式等控制系统。如图l－4所示就是一个机械式液位控制系统；图1-5所示是一个电动式液位控制系统；如果图l－5中的LT和LC用气动仪表代替，阀门也采用气动的，就构成气动控制系统。 （3）如果按被控制对象可划分为：流体输送设备、传热设备、精馏塔和化学反应器控制系统等。 （4）按调节器的控制规律可划分为：比例控制、积分控制、微分控制、比例积分控制、比例微分控制、比例积分微分控制等。 （5）按系统功能与结构可划分为：单回路简单控制系统；串级、比值、选择性、分程、前馈和均匀等常规复杂控制系统；解耦、预测、推断和自适应等先进控制系统和程序控制系统等。 （6）按给定值的变化情况可划分为：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 二、按给定值分类 l、定值控制系统 2、随动控制系统 3、程序控制系统 l、定值控制系统 定值控制系统是一类给定值保持不变或很少调整的控制系统。这类控制系统的给定值一经确定后就保持不变直至外界再次调整它。化工、医药、冶金、轻工等生产过程中有大量的温度、压力、液位和流量需要恒定，是采用定值控制最多的领域，也是本课程的重点内容。图1-1的室温控制系统和图1-5的液位控制系统都是定值控制系统的例子。 2、随动控制系统 如果控制系统的给定值不断随机地发生变化，或者跟随该系统之外的某个变量而变化，则称该系统为随动控制系统。由于系统中一般都存在负反馈作用，系统的被控变量就随着给定值变化而变化。 随动控制的应用有雷达系统、火炮系统等。化工医药生产中串级控制系统的副回路、比值控制系统中的副流量回路也是随动控制系统。对于图1-l的室温控制系统，如要求室温在夏天始终比室外温度低10℃，则加一个室外温度仪表，测得的值用于原控制系统的给定值，即为一个随动控