过控课件第1讲.pptVIP

衰减比 n 和衰减率ψ 是表示系统稳定程度的指标。n大于1，则系统是稳定的。随着n的增大，过渡过程逐渐由衰减振荡趋向于单调过程。 试验证明：衰减比在 4: 1到10:1之间时，过渡过程的衰减程度合适，过渡过程较短。 衰减比n与衰减率ψ之间有简单的对应关系： n = 4:1~10:1 就相当于ψ = 75 %～90% y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t 最大动态偏差是控制系统动态准确性指标。 2）最大动态偏差A和超调量σ 最大动态偏差表示系统瞬间偏离给定值的最大程度。即: A = ymax - r 图1.3 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t A 有时也采用超调量σ来表示被控参数偏离设定值的程度， σ的定义是第一个波振幅与最终稳态值y(∞)之比。即 图1.3 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t 3）余差C 过渡过程结束后，被控参数的稳态值y(∞)与设定值之间的残余偏差叫做余差，也称静差。是衡量控制系统稳态准确性的指标。 C= y(∞) - r 图1.3 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t 4）调节时间Ts和振荡频率ω Ts是指从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间。当被控参数与稳态值间的偏差进入稳态值的±5% （或±2%）范围内，就认为过渡过程结束。 图1.3 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 y(∞) Tp TS T t 调节时间和振荡频率是衡量控制系统快速性的指标。 过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期T ，其倒数称为振荡频率 f = 1/ T 图1.3 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 y(∞) Tp TS T t 另外还有峰值时间Tp（又称上升时间），是指过渡过程开始，至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。也是衡量控制系统快速性的指标。 图1.3 闭环控制系统对设定值的阶跃扰动的响应曲线 y r y1 y3 C y(∞) Tp TS T t [例] 某换热器的温度控制系统给定值为200 ℃。 在阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所示。试求最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间。 解： 最大偏差 A = 230-200 = 30℃ 余差 C= 205-200 = 5℃ 衰减比 n = y1: y3 = 25:5 = 5:1 振荡周期 T = 20 – 5 = 15 （min） 设被控变量进入稳态值的土2％，就认为过渡过程结束，则误差区域=205 ×（ ± 2％）＝ ± 4.1℃ 在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃画一区域（阴影线）。曲线进入时间点 Ts = 22min 控制系统的单项品质指标小结 稳定性 衰减比n = 4:1~10:1最佳 准确性 余差C小好 最大偏差 A 小好 快速性 过渡时间 Ts 短好 振荡周期 T 短好 各品质指标之间既有联系、又有矛盾。例如，过分减小最大偏差，会使过渡时间变长。因此，应根据具体工艺情况分清主次，对生产过程有决定性意义的主要品质指标应优先予以保证。 1.3.2.4影响控制系统过渡过程品质的主要因素 控制系统的过渡响应品质指标主要取决于系统结构和系统中各环节的特性。 从第二章开始，将分别讨论控制系统各环节的特性、各种系统结构的特性及设计方法。 给定值 被控量 干扰f 控制器 传感器 执行器 被控对象 + e 实测值 － 学习本课程的目的 了解工艺参数的基本测量方法和测量仪表的工作原理，能正确使用自动化仪表。 理解自控系统的工作原理及各环节的作用，能设计出合理的自动控制方案。 掌握基本控制规律及其控制器参数对被控过程的影响，能对自动控制系统进行调试和维护。 1．一个控制系统的基本组成环节为控制器、变送器、被控对象和 四个部分。 2．基于“集中管理、分散控制”的理念， 系统实行分层结构，将控制故障风险分散、管理功能集中，得到了广泛的应用。 3. 如果按系统的结构特点进行分类，过程控制系统可以分为前馈控制系统、反馈控制系统 和 系统。 1. 温度控制系统给定值为300 ℃。 在阶跃干扰作用