0.1.4智能仪表与过程控制.pptx

智能仪表与过程控制;课程专业;;过程控制系统的过渡过程

控制系统的输入变化后，系统从原来的平衡状态，经过动态过程到达新的平衡状态的动态历程称为系统的过渡过程。系统的过渡响应受内部和外部两种因素的影响。

;内部因素：系统特性

系统的特性是由系统中各环节的特性和系统的结构所决定的。

外部因素：输入信号

在系统特性一定的情况下，被控变量随时间的变化规律取决于系统的输入信号。

生产中，出现的干扰信号是随机的。但在分析和设计控制系统时，为了充分体现系统的特性和分析方便，常选择一些特定的输入信号，其中常用的是阶跃信号和正弦信号。;阶跃信号的输入突然，对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效地克服这种干扰，那么对其它比较缓和的干扰也能很好地克服。

阶跃信号的形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。故更多使用阶跃信号。;在阶跃输入的扰动作用下，定值控制系统过渡过程有四种形式：;③等幅振荡过程

被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度保持不变。

④振荡发散过程

被控变量来回波动，且波动幅度逐渐变大，离给定值越来越远。

;衰减比n和衰减率ψ是表示系统稳定程度的指标。n大于1，则系统是稳定的。随着n的增大，过渡过程逐渐由衰减振荡趋向于单调过程。设第一个波振幅为y1、第三个波振幅为y3。

试验证明：衰减比在4:1到10:1之间时，过渡过程的衰减程度合适，过渡过程较短。

衰减比n与衰减率ψ之间有简单的对应关系：

n=4:1~10:1就相当于ψ=75%～90%;最大动态偏差是控制系统动态准确性指标。;有时也采用超调量σ来表示被控参数偏离设定值的程度，σ的定义是第一个波振幅与最终稳态值y(∞)之比。即;3）余差C

过渡过程结束后，被控参数的稳态值y(∞)与设定值之间的残余偏差叫做余差，也称静差。是衡量控制系统稳态准确性的指标。;4）调节时间Ts和振荡频率ω

Ts是指从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间。当被控参数与稳态值间的偏差进入稳态值的±5%（或±2%）范围内，就认为过渡过程结束。;调节时???和振荡频率是衡量控制系统快速性的指标。

过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期T，其倒数称为振荡频率

f=1/T;另外还有峰值时间Tp（又称上升时间），是指过渡过程开始，至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。也是衡量控制系统快速性的指标。;;谢谢观看