第一章(2)动态特性2(高).pptVIP

1.7由阶跃响应曲线求取对象传递函数的方法 阶跃响应曲线的测定 即在系统处于稳定工况下通过手动或摇控装置使调节阀作一次阶跃变化；与此同时，记录表记录下扰动量和被调量的变化过程。 试验中应注意以下问题： （1）扰动量的确定 阶跃响应曲线的测定 ? 扰动量应足够大，减小其它干扰信号对测试结果的相对影响。 ? 但扰动量过大会使对象本身的非线性因素增大，甚至影响设备正常运行。 ? 通常，扰动量一般为对象额定负荷下的10%—15%。 （2）保证有稳定的工况 ? 试验前应将对象调整到所需工况，并保持稳定运行一段时间。 ? 如果作负荷上升扰动试验，则应将对象输出调整到允许变动范围的下限值（或上限值）；反之亦然。 （3）扰动加入时应尽量的快。 （4）要仔细记录阶跃响应曲线的起始部分 ? 因为起始部分数据的准确性对确定对象动态特性参数的影响很大。 ? 对有自平衡能力对象，试验过程应在输出信号达到新的稳定值时结束 （5）试验应在主要运行工况下（如额定负荷、平均负荷）重复进行。 （6）应进行正反两个方向的试验，以检验对象的非线性。 （1）无迟延一阶对象 1.7.1 有自平衡对象传递函数的求取 传递函数： T—时间常数 K—放大系数 ? 求 T 和 K 的步骤： （1）作稳态值的渐近线 c(∞），则 （2）作响应曲线起始点的切线交 c(∞）线于M，则线段OM 在时间轴上的投影为时间常数 T 。 或：在响应曲线上找出 c(t1 ）= 0.632c(∞）的时间 t1 ，则 T = t1 t1 0.632c(∞） （2）有迟延一阶对象 有自平衡对象传递函数的求取 传递函数： T—时间常数 K—放大系数 τ—迟延时间 1．切线法 （1）作稳态值的渐近线 c(∞），则 （2）作响应曲线拐点P的切线交 c(∞）线于M ，交时间轴于 N 点；则迟延时间 τ = ON ，而线段 NM 在时间轴上的投影为时间常数 T。 O 2．两点法 （1） K作的求法同上 （2）使 c(t）归一化为c*(t） ： 选c*(t1）= 39%和c*(t2）= 63% 得t1 和 t2 检验标准 （3）高阶对象传递函数的求取 传递函数： 以二阶对象为例,其传递函数为： 1．切线法(一） 或 （工程中） （1） K作的求法同上 (2) 切线法的要点是过“S”形曲线的拐点 P 作切线，切线交稳态值 c*(∞）渐近线于M ，交c*(t）轴于 N 点；P 点的横坐标为ta ，纵坐标为 E 。由图2-17读出 BM 和NE 值，参阅有关数据表就可定出时间常数. (见下表） 已知ta ，和NE 值，参阅下表就可定出时间常数Ta和Tb （1）过拐点P作切线，读取BM 和 NE 的值； （2）据 NE 值查表2-1得比值 （3）解下列方程 （3）高阶对象传递函数的求取 （1） K作的求法同上 1．切线法(二） (2)由拐点 P 作切线交 c*(∞）渐近线于M ，交时间轴于L ，则: 传递函数： 标称化的单位阶跃响应曲线如图。 τ = OL 线段 LM 在时间轴上的投影 = TC n 和 T 由下列近似公式求出： 或查下表 （3）高阶对象传递函数的求取 ? K的求法同上 2．两点法 ? 作曲线 c*(∞）的水平线 ，找出 标称化的单位阶跃响应曲线如图。 传递函数： c*(t1）=0.4 c*(∞） t1 c*(t2）=0.8 c*(∞） t2 或 ? T1 和 T2 的近似公式： 0.32 t1/t2≤0.46 ? T 和 n 由下列近似公式求出： 或查下表 1.7.2 无自平衡对象传递函数的求取 传递函数： 1．一阶近似 T=？，τ=？ 无自平衡对象传递函数的求取 2．高阶近似 T=？，Ta=？ n= ? ? 读出 ta 和 c(ta）的值 ， 1.8由矩形脉冲响应曲线求取阶跃响应曲线 1).矩形脉冲对过程影响较小 阶跃响应曲线在传递函数拟合中有较为成熟的计算式可用，结合两者优势 2).矩形脉冲信号可分为两个阶跃信号之差 作为响应结果 t 时刻的阶跃响应 + to b 0 0 b to 0 -b 3) .无自平衡能力过程的矩形脉冲响应曲线 响应曲线求取对象传递函数的方法 作用到对象的扰动信号一般有： 由阶跃扰动作用下的对象的动态特性曲线,即飞升曲线。 ? 能比较直观的反映对象的动态特性 ? 特征参数直接取自记录曲线而无需经过中间转换 ? 试验方法也很简单 阶跃扰动 矩形脉冲扰动 阶跃响应曲线: 特点： 矩形脉冲曲线： 由脉冲扰动作用下的对象动态特性曲线 特点： ?间接反映对象的动态特性； ?要取得对象的传递函数，还需将该脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线，再由该等效的阶跃响应曲线取得对象的