3.2对象特性对控制质量的影响.ppt

第一节 概述 放大系数K： 在数值上等于对象稳定状态时输出变化量与输入变化量之比。描述对象转换放大的能力。 第二节 控制参数的选择 第二节 控制参数的选择 （研究对象特性对控制质量的影响） 时滞τf的存在不影响系统闭环极点的分布，因此，不影响系统稳定性。它仅表示扰动进入系统的时间先后，即不影响系统的控制品质。 * 调节器和控制对象是单回路控制系统的两个主要的组成部分 单回路控制系统原理框图 WT(S) W0(S) WZ(S) Wm(S) VT r Vm (内扰) 广义调节器 调节器 控制对象 广义控制对象 第三章 单回路控制系统 描述对象特性的特征参数是放大系数K 、时间常数T、迟延时间τ。 时间常数：是反映被控变量变化快慢的一个重要动态参数。 T=RC , 容量系数C的存在使对象表现出惯性。 迟延时间：包括纯滞后τ0和容量滞后τC两种。 知识点回顾 控制作用 被控参数 干扰作用 对象 W0λ（s） W0μ（s） 干扰通道 控制通道 多个输入量都能影响输出量（被控参数）的变化， 通常选一个可控性良好的输入量作为控制参数，其它的都作为扰动。 怎样才算“可控性良好”？ 这就需要比较不同的通道（控制通道和扰动通道）对控制质量的影响的好坏。 所以正确选择控制参数就是正确选择控制通道的问题。 本节课从研究对象特性对控制质量的影响入手，讨论选择控制通道和控制参数的一般原则。 控制器为比例控制规律，其放大系数为KP 干扰通道和控制通道的放大系数为Kf 、K0 干扰通道和控制通道的时间常数为Tf、T 控制质量是用衰减率?或衰减比n、动态偏差ym（?）、静态偏差y（?）或e（?）、过渡时间ts等指标 。 描述对象特性的特征参数是放大系数K 、时间常数T、迟延时间τ。 我们将分别研究干扰通道和控制通道的特征参数对控制质量的影响。 一、干扰通道的特征参数 对控制质量的影响 1．放大系数Kf对控制质量的影响 ∴ 在单位阶跃扰动下,系统稳态值 可用终值定理求出： 干扰通道的放大系数Kf越小 , 在扰动作用下系统的动态偏差、稳态误差(静态偏差)越小。 过程扰动通道的放大系数K f应尽可能小。 WT(S) W*0(S) VT ym （扰动） 对于给定值不变的定值控制系统，所求的即是静态偏差。 一、干扰通道的特征参数对控制质量的影响 干扰通道的放大系数Kf 越小 , 在扰动作用下系统的动态偏差、稳态误差(静态偏差)越小。 过程扰动通道的放大系数K f应尽可能小。 纯比例控制作用不能消除余差。 放大系数： 描述对象对输入转换放大的能力。 一、干扰通道的特征参数对控制质量的影响 2．时间常数Tf对控制质量的影响 设Kf =1,且扰动通道为一阶惯性环节 Tf 在分母上， Tf 越大, 则Y(S)/ F(S) 越小, 说明干扰对被控参数造成的影响越小，动态偏差越小，控制质量越好. 扰动通道的时间常数越大越好,这样可使系统的稳定性裕度提高，动态偏差减小。 n增加,使闭环系统的动态偏差减小 一、干扰通道的特征参数对控制质量的影响 过程扰动通道的时间常数Tf愈大;控制质量愈好. 扰动通道的容积愈多、愈大，则扰动对被控参数的影响愈小，控制质量愈好。 一、干扰通道的特征参数对控制质量的影响 一、干扰通道的特征参数对控制质量的影响 3．迟延时间对控制质量的影响 当扰动通道存在迟延τ时,则相当于一阶惯性环节串联了一个迟延环节 扰动通道迟延时间τ的存在仅使被调量在时间轴上平移了一个τ值即过渡过程增加了一个τ时间。并不影响系统的控制质量。 扰动通道的纯滞后不影响系统的控制质量 。 一、干扰通道的特征参数对控制质量的影响 4.扰动作用点位置的影响（以三个串联水箱为例） 扰动进入系统的位置离被控参数越远,相当于等效时间常数越大，或扰动通道的滤波环节越多，扰动对系统控制质量影响就越小。 应使扰动作用点位置远离被控参数。 二、控制通道的特征参数对控制质量的影响 （一）放大系数Ko对控制质量的影响 控制通道的放大系数KP·Ko 远大于Kf是合理的。 控制通道的放大系数K0愈大，表示控制作用愈灵敏； 但K0太大，会使控制作用过强，系统的稳定性下降； 选择控制通道的K0适当大一些，能使稳态误差较小。