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第7章自动控制系统的分析与调试自动控制系统的分析与调试第1页，共26页，星期日，2025年，2月5日7.1自动控制系统的分析步骤在工程技术上，经常会遇到陌生的控制系统。这时，首先是搞清自动控制系统的工作原理（定性分析），建立系统的数学模型，然后对系统进行定量的估算和分析。关于分析系统的方法在前面各章中都已作了说明，现再作一些补充的说明与分析。第2页，共26页，星期日，2025年，2月5日1.了解工作对象对系统的要求1)系统或工作对象所处的工作环境条件系统或工作对象所处的工作环境条件主要包括：?(1)电源电压及波动范围(例如三相交流电380V±10％)。(2)供电频率及波动范围(例如50Hz±1Hz)；(3)环境温度（例如-20～+40℃）；(4)相对湿度（例如≤85%）；(5)海拔高度(例如≤1000m)等。第3页，共26页，星期日，2025年，2月5日2)系统或工作对象的输出及负载能力系统或工作对象的输出及负载能力主要包括：(1)额定功率(例如60kW)及过载能力（例如+20%）；(2)额定转矩(例如100N·m)及最大转矩（例如150%额定转矩）；第4页，共26页，星期日，2025年，2月5日(3)速度：对调速系统为额定转速（例如1000r/min）、最高转速（例如120%额定转速）及最低转速（例如1％额定转速），对随动系统则为最大跟踪速度（线速度vmax及角速度ωmax，例如1m/s及100rad/s）,最低平稳跟踪速度(线速度vmin及角速度ωmin，例如1cm/s及0.01rad/s）；(4)最大位移(线位移lmax及角位移θmax)等。第5页，共26页，星期日，2025年，2月5日3)系统或工作对象的技术性能指标系统或工作对象的技术性能指标主要有：(1)稳态指标：对调速系统，主要是静差率（例如s≤0.1%）和调速范围(例如100∶1);对随动系统，则主要是阶跃信号和斜坡信号输入时的稳态误差（例如0.1mm或1μm等）。(2)动态指标：对调速系统主要是因负载转矩扰动而产生的最大动态速降Δnmax(例如10r/min)和恢复时间tf(例如0.3ms)；对跟随系统主要是最大超调量σ%（例如5％）、调节时间ts(例如1ms)以及振荡次数N（例如3次）。第6页，共26页，星期日，2025年，2月5日4)系统或设备可能具有的保护环节系统或设备可能具有的保护环节主要有：过流保护、过压保护、过载保护、短路保护、停电（或欠压）保护、超速保护、限位保护、欠流失磁保护、失步保护、超温保护和联锁保护等。5)系统或设备可能具备的控制功能系统或设备可能具备的控制功能主要有点动,自动循环,半自动循环,各分部自动循环，爬行微调，联锁，集中控制与分散控制，平稳启动、迅速制动停车，紧急停车和联动控制等。第7页，共26页，星期日，2025年，2月5日6)系统或设备可能具有的显示和报警功能系统或设备可能具有的显示和报警功能主要有电源通、断指示，开、停机指示，过载断路指示，缺相指示，风机运行指示，熔丝熔断指示和各种故障的报警指示及警铃等。7)工作对象的工作过程或工艺过程在了解上述指标和数据的同时，还应了解这些数据对系统工作质量产生的具体的影响。第8页，共26页，星期日，2025年，2月5日2.搞清系统各单元的工作原理对一个实际系统进行分析，应该先作定性分析，后作定量分析。即首先把基本的工作原理搞清楚，这可以把电路分成若干个单元，每一个单元又可分成若干个环节，这样先化整为零，弄清每个环节中每个元件的作用；然后再集零为整，抓住每个环节的输入和输出两头，搞清各单元