《热工过程自动控制技术》课件第一.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 方框图的等效变换 变换必须是等效的，变换前后的传递函数保持不变。 1.变换原则： (1)连续汇交点上的信号可以任意交换次序。 (2)连续分支点，各自次序可以任意改变。 (3)环节前、后汇交点的移动： (4)环节前、后分支点的移动： 2.系统方框图的等效变换： * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 连续汇交点、连续分支点可任意交换次序 连续汇交点上的信号可以任意交换次序。 连续分支点，各自次序可以任意改变。 * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 环节前、后汇交点的移动 汇交点后移：汇交点移到相邻环节W(s)之后，在被移动支路中串联W(s)。 汇交点前移：汇交点移到相邻环节W(s)之前，在被移动支路中串联1/W(s)。 * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 环节前、后分支点的移动 分支点后移：分支点移到相邻环节W(s)之后，在被移动支路中串联1/W(s)。 分支点前移：分支点移到相邻环节W(s)之前，在被移动支路中串联W(s)。 * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 系统方框图的等效变换 在方框图化简过程中，必须满足： (1)正向环节的传递函数的乘积必须保持不变； (2)闭合回路中传递函数的乘积必须保持不变。 方框图简化的一般原则为移动汇交点或分支点，以减少交叉回路。 例1-6 求1-31所示系统的传递函数。 * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 例1-6 (a)前相加点后移；(b)连续相加点互换； (c)求环节并联和反馈联接的传递函数； (d)求系统总传递函数。 * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE §1-3 自动控制系统时域分析 一、概述 (一)典型输入信号： 1.典型输入信号的选取原则：P27 2.常用的典型输入信号： (二)时域性能指标： 二、控制系统的稳定性分析 三、控制系统的暂态响应分析 (一)一阶系统的暂态响应分析： (二)二阶系统的暂态响应分析： * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 时域性能指标 具有衰减振荡的单位阶跃响应曲线如图1-34所示。 1.延迟时间td：输出响应第一次达到稳态值的50%所需的时间。 2.上升时间tr：响应从零到第一次达到稳态值所需的时间。 3.峰值时间tp：输出响应超过稳态值而达到第一个峰值所需时间。 4.调整时间ts：输出量y(t)和稳态值y(∞)之间偏差达到允许范围(一般取2%或5% y(∞))并维持在此允许范围以内所需的最小时间。 5.最大超调量σp%：暂态过程中输出响应的最大值超过稳态值的百分数。即 6.振荡次数N： * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 控制系统的稳定性分析1 (一) 线性系统稳定性的概念： (1)稳定性指系统受到扰动作用后偏离原来的平衡状态，在扰动作用消失后，经过一段过渡过程时间能回复到原来的平衡状态或足够准确地回到原来的平衡状态的性能。 (2)稳定性取决于系统本身固有的特性，与扰动信号无关。 (二)稳定的充分必要条件： 系统特征方程式所有的根(即闭环传递函数的极点)全部为负实数或具有负实部的共轭复数，即所有的极点分布在s平面虚轴的左侧。 * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 控制系统的稳定性分析2 (三)劳斯稳定判据： 1．劳斯稳定判据 2．劳斯稳定判据的应用 (1)检验稳定裕量： 例1-11 (2)确定系统个别参数变化对稳定性的影响，以及为使系统稳定，这些参数应取值的范围。 例1-12 * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 劳斯稳定判据1 (1)写出给定控制系统的特征方程式 (2)列出劳斯阵列： * 重庆电力高等专科学校 CHONGQING ELECTRIC POWER COLLEGE 劳斯稳定判据2 (3)根据劳斯阵列表中第一列各元素的符号，用劳斯判据来判断系统的稳定性。 例1-7 设某系统的特征方程