文档介绍：自动化概论(PPT35页)
前馈控制系统/反馈控制系统/复合控制系统
λ
扰动通道
调节通道
前馈调节器
y
“扰动调节”或“扰动补偿”
开环控制系统
优点
缺点
-
r
λ
扰动通道
调节通道
调节器
测量变送自动化概论(PPT35页)
前馈控制系统/反馈控制系统/复合控制系统
λ
扰动通道
调节通道
前馈调节器
y
“扰动调节”或“扰动补偿”
开环控制系统
优点
缺点
-
r
λ
扰动通道
调节通道
调节器
测量变送
调节机构
y
“按偏差调节”
闭环控制系统
优点
缺点
前馈控制系统/反馈控制系统/复合控制系统
-
r
λ
扰动通道
调节通道
调节器
测量变送
调节机构
y
调节通道
前馈调节器
前馈控制系统/反馈控制系统/复合控制系统
◆自动控制系统调节品质的优劣,表示了控制系统克服外来干扰能力的大小。
◆常把对阶跃干扰的反映作为判别系统抗干扰能力好坏的标准。
◆一个控制系统的调节品质,可用控制系统在受到单位阶跃输入作用后,被调量在控制过程中的变化曲线来分析。
综合性能指标
单项性能指标
时域指标
频域指标
静态偏差y()或e()
最大动态偏差ym或超调量
衰减率衰减比n
控制过程时间ts
其它指标
调节时间tS
静态偏差
y()或e()
最大动态偏差ym或超调量
衰减率衰减比n
()或e()
静态偏差是指被调量的稳态值与给定值的长期偏差。e()=r()—y()
静态偏差是衡量控制系统准确性的重要指标之一,它反映了控制系统的调节精度。
(调节时间)ts
对于定值控制系统,控制过程时间是指阶跃响应曲线由开始起到最后一次进入偏离稳态值为±△范围,并且以后不再越出此范围的时间即
t≥ts时|y(t)-y(∞)|≤△,△=5%或2%(5%y1或2%y1)
对于随动控制系统,控制过程时间是指被调量与其稳态值之差不超过稳态值的±5%或±2%所需要的时间,就认为控制过程已经结束。即
t≥ts时y(t)-y(∞)≤±5%y(∞)或±2%y(∞)
在定值控制系统中,常用最大动态偏差ym这个指标来衡量被调量偏离给定值的程度。
ym=y1+y(∞)
随动控制系统常用超调量这个指标来衡量被控制量偏离给定值的程度。超调量σ可定义为:
哈尔滨电力职业技术学院
衰减比n
衰减率是指每经过一个波动周期,被调量波动幅值减少的百分数。
式中y1—偏离稳态值的第一个波峰幅值;
y3—偏离稳态值的第三个波峰幅值。
它常被工程上用来描述过渡过程为衰减振荡时的衰减速度。
若<0,则调节过程是发散振荡,这种系统是不稳定的。
若=0,则调节过程是等幅振荡,这种系统处于边界稳定。
若0<<1,则调节过程是衰减振荡,这种系统是稳定的。可以应用。
若=1,则调节过程是不振荡的衰减过程(非周期过程),这种系统稳定。
在0<≤1的范围内,的数值还可表明系统稳定裕量(富裕量或贮备量)的大小,一般取=~。
衰减比n是指振荡过程的第一个波的振幅y1与第三个波的振幅y3之比,
即n=y1/y3
它也是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标,反映了振荡的衰减程度。
n<1表示系统不稳定的,振幅愈来愈大;
n=1表示为等幅振荡;
n>1表示系统稳定;
n=4表示系统为4:1的衰减振荡。
在定值控制系统中,突出的要求是克服扰动的性能。
在随动控制系统中突出的要求是跟踪性能。
衡量控制系统调节品质的优劣可以归纳为三个方面即稳定性,准确性、快速性。
调节器的控制规律中最基本的作用是:
比例(P)、积分(I)和微分(D)作用
常用的调节器按其控制规律可分为:
比例调节器(P)、
比例积分调节器(PI)、
比例微分调节(PD)、
比例积分微分调节器(PID)
哈尔滨电力职业技术学院
(P作用)
动态方程式:
传递函数为:
比例作用的比例系数
特点为:
(1)无惯性、无迟延、动作快,而且调节动作的方向正确,在控制系统中是促使控制过程稳定的因素;
(2)有差作用
哈尔滨电力职业技术学院
(I作用)
动态方程式:
传递函数为:
积分速度
特点为:
(1)控制过程结束时,被调量与其给定值之间没有稳态偏差(无差调节);
(2)积分作用在控制系统中是使控制过程振荡的因素,很少单独使用
哈尔滨电力职业技术学院
3.