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第一章　生产过程的动态特性 唐　玉　玲 3、性能指标 评价控制系统的性能指标：稳定性、准确性、快速性。这三方面在时域上体现为若干性能指标。 过程特性的类型 3 机理法建立过程数学模型 调节法的开度作阶跃变化，试验时须注意：①合理选择阶跃信号值，一般为正常信号的5％～15％；②输入信号前，被控过程必须处于相对稳定的状态；③考虑到实际被控对象的非线性，应选取不同负荷，在被控变量的不同设定值下，进行多次测试。即使在同一负荷和被控变量的同一设定值下，也要在正向和反向扰动下重复测试，以求全面掌握对象的动态特性。④试验要进行到被控变量接近稳态值，或至少要达到被控变量的变化速度已达最大值之后。 ⑤要特别注意记录下响应曲线的起始部分，如果这部分没有测出（或测准），就难以获得过程的动态特性参数。⑥实验结束、获得测试数据后，应进行数据处理，剔除明显不合理的部分。 为计算方便，取y*(t1)=0.39,y*(t2)=0.63,得 读取曲线y（t1）=0.4 y（∞）所对应的时间t1值； 读取曲线y（t2）=0.8y（∞）所对应的时间t2值； ⑶滞后时间τ对系统的影响 　　由于存在滞后，使控制作用落后于被控变量的变化，从而使被控变量的偏差增大，控制质量下降。滞后时间越大，控制质量越差。 控制通道 　　　对于扰动通道，如果存在纯滞后，相当于扰动延迟了一段时间才进入系统，而扰动在什么时间出现，本来就是无从预知的，因此，并不影响控制系统的品质。扰动通道中存在容量滞后，可使阶跃扰动的影响趋于缓和，对控制系统是有利的。 扰动通道 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 五 过程数学模型的建立 1、 过程数学模型定义 　是指表示过程的输出变量与输入变量间动态关系的数学描述。 过程的输入是控制作用u（t）或扰动作用f（t） 输出是被控变量ｙ（t）． 　　过程数学模型是研究系统行为的基础。对一些比较简单的控制系统，掌握过程的K、T、τ数据就可以了。但对于较复杂过程，若需要进行的定性分析、定量计算或应用现代控制理论的场合，就需要建立精确可靠的数学模型。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 用数学方程式来表示，如微分方程（差分方程）、传递函数、状态空间表达式等。本节所涉及的模型均为用微分方程描述的线性定常动态模型。 数学模型类型 非参数模型 用曲性或数据表格来表示，如阶跃响应曲线、脉冲响应曲线和频率特性曲线 特点：形象、清晰，易看出定性特性，但缺乏数学方程的解析性质，一般由试验直接获取。 参数模型 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2、建立数学模型的基本方法 机理分析法 原理：根据过程的工艺机理，写出各种有关的平衡方程，如物料平衡、能量平衡等，以及反映流体流动、传热、传质等基本规律的运动方程，由此获得被控对象的动态数学模型。 特点：概念明确、适用范围宽，要求对该过程机理明确。 原理：对过程的输入（包括控制变量与扰动变量）施加一定形式的激励信号，如阶跃、脉冲信号等，同时记录相关的输入输出数据，再对这些数据进行处理，由此获得对象的动态模型。 特点：无需深入了解过程机理，但适用范围小，模型准确性有限。 实验测试法 Evaluation only. C