被控对象分析.ppt

* * * * * * (2) 阶跃响应曲线法 两点法的特点 计算简单，精度较切线法高。 单凭两个孤立点的数据进行拟合，而没有顾及整个测试曲线的形态。 两个特定点的选择具有某种随机性，因此所得结果的可靠性也值得怀疑。 * 2.3 被控过程参数对控制性能的影响 静态增益（放大系数）的影响 时间常数的影响 纯滞后时间的影响 * 2.3.1 放大系数的影响 放大系数在数值上等于控制对象处于稳态时，输出变化量与输入变化量之比； 放大系数是描述对象静态特性的参数； 控制通道放大系数 愈大，表示控制作用愈强。但放大系数太大，会使控制作用对被控变量的影响过强，难以保证闭环系统有足够的稳定裕度。 扰动通道的放大系数 往往与扰动作用值 一起考虑。在对系统进行分析时，应该着重考虑（ ）乘积大的扰动，必要时应设法消除这种扰动。如采用前馈作用。 * 2.3.2 时间常数的影响 一般是因为物料或能量的传递需要克服阻力而引起的，反映被控量变化快慢的动态参数。 数值上等于当过程受到阶跃输入作用后，被控量保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。 或：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新稳态值的63.2%所需时间。 * 2.3.2 时间常数的影响 （一）控制通道 主要影响控制过程的快慢， 越大，则过渡过程越缓慢平稳，系统越易稳定。 如有多个时间常数，则最大的时间常数决定过程的快慢。时间常数拉得越开，则越接近一阶环节，系统越易稳定。 目前，被控过程多在向大型化方向发展，时间常数相应加大。这样一来，整个控制系统得以简化而且单台设备也易于控制，生产波动小，稳定性增加。 * 2.3.2 时间常数的影响 （二）干扰通道 如果 ，则 等效于一个滤波器，能使过渡过程的波形趋于平缓；反之成为一个微分器，将使波形更为陡峭。 的比值越大，过渡过程的品质越好。 * 2.3.3 纯滞后时间的影响 纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的，是反映对象动态特性的另一个重要参数。 纯滞后 的存在不利于控制。当 ≤0.3时，系统较易控制， ＞0.5则需要复杂控制系统或特殊控制规律。单独讨论纯滞后时间是没有意义的。 扰动通道的纯滞后 不影响系统的控制质量，仅使扰动的发生推迟而已。 * 第二讲 小结 2.1 被控过程特性 自衡与非自衡过程、单容与多容过程、反向特性 工业过程典型模型 2.2 被控过程建模方法 机理法、测试法 2.3 被控过程参数对控制性能的影响 静态增益(放大系数)、时间常数、纯滞后时间 * 作业 P93: 1.5 P94: 1.9 * * * * * * * * * * * * 对象的阶跃响应曲线 直观地反映对象的动态特性 直接来自原始的记录曲线，无需转换 实验也比较简单 从响应曲线中也易于直接求出其对应的传递函数 * 对象的阶跃响应曲线 直观地反映对象的动态特性 直接来自原始的记录曲线，无需转换 实验也比较简单 从响应曲线中也易于直接求出其对应的传递函数 * * * * * * * * * * 过 程 控 制 系 统 主讲人：钱艳平 2010.09 * 第二讲 被控过程建模及分析 2.1 被控过程特性 2.2 被控过程建模方法 2.3 被控过程参数对控制性能的影响 * 第二讲 被控过程建模及分析 过程控制中，被控过程多种多样，如锅炉、液体储罐、加热器、压力容器、球磨机……等等形形色色的生产设备。 * 第二讲 被控过程建模及分析 如能掌握过程动态特性（即被控过程的数学模型），将为取得良好的过程控制性能打下基础。 被控过程的数学模型是指被控过程在输入（控制量或扰动量）作用下，其输出（被控量）随输入变化的定量数学函数关系。常用传递函数表示。 * 2.1 被控过程特性 2.1.1 自衡过程与非自衡过程 当扰动发生后，无须外加任何控制作用，过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。称该类被控过程为自衡过程。 当扰动发生后，被控量不断变化，最后不再平衡下来，则该过程无自衡能力，称非自衡过程。 * 2.1 被控过程特性 2.1.2 单容和多容过程 被控过程都具有一定储存物料或能量的能力，其储存能力的大小称为容量。 单容过程，是指只有一个储蓄容量的过程对象。 若被控过程由多个容积构成，则称为多容过程。 * 2.1 被控过程特性 2.1.2 单容和多容过程 常见自衡过程单容或多容数学模型： 常见非自衡过程单容或多容数学模型： * 2.1 被控过程特性 2.1.3 特殊过程特性 严重的非线性、不稳定过程 反向特性过程 响应曲线在一段时间内变化方向与其他时间相反。最典型的是锅炉汽包液位的反向特性过程：