化工自动化及表 第一章 自动控制系统基本概念.ppt

100第一章 101章节结构 教学要求 110第一节 111自动检测 112联锁保护 113自动操纵 114自动控制 114自动控制a 11e 11e第一节小结1 120第二节 121人工控制 121自动控制 121系统组成 122方块图 122 1221对象a 1221b 1221c 1221d 1222测量元件a 1222b 1222c 1223控制器a 1223b 1223c 1224调节阀a 1224b 1224c 1225注意 1225a 1225b 1225c 1225d 1226开环与闭环A 1226B 1227反馈A 1227B 1227c 例： 130第三节 131分类 132分类 133分类 133a 133b 133c 140第四节 141静态与动态a 141b 141c 142过渡过程a 142b 142d 142e 142f 142g 142h 142i 142j 142k 143品质指标a 143b 143过渡时间b 143余差c 143偏差d 143衰减比e 143振荡周期f 143振荡次数g 143上升时间h 14e小结I P12例题： P16 №22： P16№22： 144影响因素a 150第五节 150图 150流程图 151图形符号1 151图形符号2 151图形符号3 150图 152字母代号1 152字母代号2 152字母代号2 150图 153仪表位号1 §1 思考题 §1复习与作业 等幅振荡过程介于不稳定与稳定之间，一般也认为是不稳定过渡过程，实际生产中一般不采用，只有在某些控制质量要求不高的场合，如果允许被控变量在工艺许可的范围内振荡时 (例如位式控制)，这种过渡过程的形式才可以采用。 被控变量 t0 时间 t 过渡过程分类 发散的过渡过程，又称为不稳定过渡过程 衰减的过渡过程，又称为稳定过渡过程 等幅的过渡过程，也认为是不稳定的过渡过程 §1-4 自动控制系统的过渡过程和品质指标 三、控制系统的品质指标 控制系统的过渡过程是衡量控制系统品质的依据。由于在多数情况下，由于自动控制系统的过渡过程基本上都是衰减振荡过程，所以以衰减振荡的过渡过程为例来分析自动控制系统的品质指标。 假定系统在阶跃输入作用下被控变量的变化如图所示，属于衰减振荡过程。图中横坐标为时间t ，纵坐标为被控变量y。 t＝t0之前，系统稳定，且被控变量等于给定值； t＝t0时刻，在外加阶跃输入作用下，系统的被控变量开始按衰减振荡的规律变化； 经过相当长时间后，t＝∞，被控变量y逐渐稳定在一定值。 t0 时间 t 被控变量 y 为了直观起见，将被控变量曲线图进行简化： 时间 t 0 △y y §1-4 自动控制系统的过渡过程和品质指标 控制系统的品质指标: （1）过渡时间 TS （2）余差 C （3）最大偏差A（或超调量B） （4）衰减比n （5）振荡周期T（或振荡频率ω） （7）振荡次数 （8）上升时间 t0 时间 t 被控变量 y 时间 t §1-4 自动控制系统的过渡过程和品质指标 1. 过渡时间 TS 从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时，过渡过程所经历的时间叫过渡时间，用 TS 表示。 严格地讲，要完全达到新的平衡状态需要无限长的时间。实际上，由于仪表灵敏度的限制，当被控变量接近稳态值时，指示值就基本上不再改变了。一般是在稳态值的上下规定一个范围( ±5％ 或±2％) ，当被控变量进入这一范围不再越出时，就认为被控变量已经达到新的稳态值，过渡过程已经结束。 时间 t 被控变量 y ±2% TS 过渡时间短，表示过渡过程进行得比较迅速，这种情况下，即使干扰频繁出现，系统也能适应，系统控制质量就高；反之，过渡时间过长，第一个干扰引起的过渡过程尚未结束，第二个干扰就已经出现，这样，几个干扰的影响叠加起来，就可能使系统满足不了生产的要求。 §1-4 自动控制系统的过渡过程和品质指标 时间 t 被控变量 y C 2. 余差 C 当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差，如图中 “C” 所示。 或者说，余差就是过渡过程终了时的残余偏差。 余差C ＝ 新的稳态值 － 给定值 由此可见，余