自动控制系统的组成及其质量指标_.ppt

衰减振荡(2) （单调过程）无振荡过程 图1-5 自动控制系统受到阶跃干扰后 衰减振荡过程质量指标 余差（e） ：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差 最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给定值的差 衰减比（n）：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比 衰减率（f）：经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比 控制（过渡过程）时间（ts）：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的5%或2%范围内所需的时间 峰值时间（tp）：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统响应的灵敏程度 二、自动控制系统的质量指标 余差（e） ：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差 最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给定值的差 二、自动控制系统的质量指标 * 1自动控制系统组成、方框图及常用术语（0.8学时）人工控制和自动控制、自控系统的组成、常用术语 2自动控制系统的分类（0.2学时）方框图的画法、自控系统的分类 3自动控制系统的质量指标（1学时）系统的静态和动态、过渡过程基本形式、品质指标 * 理解自动控制系统的组成和基本概念（本章的重点之一） * 室温自动控制系统引入新课 * 本章的重点（要求学生能够独立对系统进行分析，并画出方框图） * 分析过渡时间 * 分析该情况下的衰减比，衰减率，过渡时间，峰值时间 * 分析过渡时间 * 只有过程2是稳定的 * 系统达到稳态后，过程2比过程1更准 1.1自动控制系统的组成及其质量指标 自动控制系统组成、方框图及常用术语 　　　　　　　重点 自动控制系统的分类 自动控制系统的质量指标 　　　　　　　　　　　　　　　　　　重点 1.1.1自动控制系统组成、方框图 组成 受控对象（过程） ：工作的机器、装备或生产过程等，从传感器到执行器之间 被控量（热工参数、被控参数）：表征其工作状态的物理量如T,P,湿度,流量,液位…… 传感器（测量变送）：对被控量进行测量（转换成标准信号）的装置，成比例地转变其他物理量 控制器（调节器）：把测定值和设定值进行比较的装置 执行器（调节阀）：把调节器的指令成比例地转换为直线或角位移地装置 自动控制系统：受控对象和控制装置的总体，由控制对象和自动控制设备组成 1一温度传感器 2一热水加热器 3一温度控制器 4一电动二通阀 qa一外侵热量 θa一室内温度θb一室外温度 θc一送风温度 图1-1 室温自动控制系统 为了研究自动控制系统组成环节之间的相互影响和信号联系，通常使用自动控制系统方框图来表示自动控制系统。 自动控制系统的方框图 控制器： 执行器： 被控对象：从传感器到调节阀之间的管道设备 传感器： 控制器 执行器 被控对象 传感器 θ G e (t) p (t) q (t) θ a θ z 干扰 方框图的画法 每个方框表示组成该系统的一个环节 两个方框之间一条带有箭头的连线表示其相互关系，不表示方框之间的物料联系 每个方框都有一个输入信号和一个输出信号 控制器 执行器 被控对象 传感器 θ G e (t) p (t) q (t) θ a θ z + － 干扰 液位控制器 储罐 HT HC 差压变送器 液位调节器 执行器 控制器 执行器 被控对象 传感器 x (t) e (t) u (t) q (t) y (t) z (t) ＋ － 干扰 图1-2 室温自动控制系统框图 控制器 执行器 被控对象 传感器 θ G e (t) p (t) q (t) θ a θ z 干扰 干扰作用通过干扰通道影响被控参数，而控制作用通过控制通道影响被控参数。 系统中信号沿箭头方向前进，最后又回到原来的起点，形成一个闭合回路，这种系统叫闭环系统。 在闭环系统中，系统的输出信号 为被控参数，它通过传感器这个环节再返回到系统的输入端，与给定值 比较 ，这种将系统的输出信号引回到输入端的过程叫反馈。 被测输出信号减弱输入信号的反馈，称为负反馈；反之称正反馈。 控制器 执行器 被控对象 传感器 θ G e (t) p (t) q (t) θ a θ z 干扰 负反馈控制具有自动修正被控参数偏离给定值的能力，控制精度高，适应面广，是基本的控制系统。负反馈控制系统的工作原理是：当干扰作用 发生后，被控参数 偏离给定值，这种变化被传感器测出 并送到控制器的比较环节与给定值 比较，得出偏差 ，偏差输入到控制器中，经过控制器加工运算，输出一个和偏差 成一定关系的控制量 ，去调节执行机构，改变输入到控制对象中的能量 ，克服干扰造成的影响，使被控参数又趋于给定值。可见，负反馈控制的实质是以偏差克服偏差的控制过