2控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性及其傳遞函數(shù)的求取兩點(diǎn)法、課件

第二章控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

及其傳遞函數(shù)的求取一、被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

二、對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求取（重點(diǎn)）

第二章控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

及其傳遞函數(shù)的求取一1被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的概念被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：是指其輸入信號(hào)變化時(shí)，輸出隨時(shí)間變化的規(guī)律被調(diào)量干擾作用熱工對(duì)象W0λ（s）W0μ（s）干擾通道控制通道輸入控制作用控制通道干擾通道被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的概念被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：被調(diào)量干擾作用熱工2被控對(duì)象的分類有自平衡能力的被控對(duì)象無(wú)自平衡能力的被控對(duì)象多容對(duì)象單容對(duì)象被控對(duì)象的分類有自平衡能力的被控對(duì)象無(wú)自平衡能力的被控對(duì)象多3單容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

單容被控對(duì)象：

是指只有一個(gè)貯存物質(zhì)或能量的容積。這種對(duì)象用一階微分方程式來(lái)描述。單容被控對(duì)象可分為有自平衡單容對(duì)象和無(wú)自平衡單容對(duì)象兩大類。單容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性單容被控對(duì)象：41.有自平衡的單容對(duì)象

μ12Fh1.有自平衡的單容對(duì)象μ12Fh5說(shuō)明：被控對(duì)象受到擾動(dòng)后平衡被破壞，不需外來(lái)的調(diào)節(jié)作用，而依靠被調(diào)量自身變化使對(duì)象重新恢復(fù)平衡的特性，稱為對(duì)象的自平衡特性。被控對(duì)象具有慣性，慣性也是很重要的一種動(dòng)態(tài)特性。

說(shuō)明：被控對(duì)象受到擾動(dòng)后平衡被破壞，不需外來(lái)的調(diào)節(jié)作用，而依6特征參數(shù)

1．放大系數(shù)K

∵

h(∞)＝KΔμ0

K＝h(∞)/Δμ0

物理意義：K在數(shù)值上等于對(duì)象的輸出穩(wěn)態(tài)值與輸入穩(wěn)態(tài)值之比，

有時(shí)也稱靜態(tài)放大系數(shù)。

特征參數(shù)1．放大系數(shù)KK＝h7特征參數(shù)2．時(shí)間常數(shù)T

當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入后，輸出(被調(diào)量)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的63.2%所需的時(shí)間，就是時(shí)間常數(shù)T

T越小，表示對(duì)象慣性越小，輸出對(duì)輸入的反應(yīng)越快。

特征參數(shù)2．時(shí)間常數(shù)T當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入后，輸出8特征參數(shù)對(duì)

h(t)=K·Δμ0（1－e－t/T）微分時(shí)間常數(shù)T的物理意義：當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入后，被調(diào)量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間就是時(shí)間常數(shù)

響應(yīng)曲線在起始點(diǎn)切線的斜率

特征參數(shù)對(duì)h(t)=K·Δμ0（1－e－t/T）微分時(shí)間9特征參數(shù)3．自平衡率

定義為:一般用穩(wěn)態(tài)時(shí)的自平衡率來(lái)近似代替即:物理意義:被控參數(shù)每變化1個(gè)單位所能克服的擾動(dòng)量

特征參數(shù)3．自平衡率定義為:一般用穩(wěn)態(tài)時(shí)的自平衡率來(lái)近似104．飛升速度

特征參數(shù)響應(yīng)速度(飛升速度)是指在單位階躍擾動(dòng)作用下，被調(diào)量的最大變化速度，即:

4．飛升速度特征參數(shù)響應(yīng)速度(飛升速度)是指在單112.無(wú)自平衡的單容對(duì)象

Fhμ流出量Q2由水泵強(qiáng)制打出。Q2的大小決定于水泵的容量和轉(zhuǎn)速，而與水槽水位的高低無(wú)關(guān)

流出側(cè)阻力可認(rèn)為是無(wú)限大，也就是說(shuō)它的流出側(cè)沒(méi)有自平衡

2.無(wú)自平衡的單容對(duì)象Fhμ流出量Q2由水泵強(qiáng)制打出。Q212特征參數(shù)

當(dāng)對(duì)象受到階躍擾動(dòng)輸入后，輸出達(dá)到和輸入相同數(shù)值Δμ0時(shí)所需的時(shí)間，就是飛升時(shí)間Ta。

積分時(shí)間越大，被調(diào)量(輸出)的變化越慢，輸出對(duì)輸入的反應(yīng)越慢

特征參數(shù)當(dāng)對(duì)象受到階躍擾動(dòng)輸入后，輸出達(dá)到和輸入相同13特征參數(shù)(2)飛升速度ε

傳遞函數(shù)可以寫作：

積分環(huán)節(jié)特征參數(shù)(2)飛升速度ε傳遞函數(shù)可以寫作：積分環(huán)節(jié)14特征參數(shù)（3）自平衡率ρ

∵在無(wú)自平衡能力單容對(duì)象中其流出側(cè)阻力Rs＝∞

∴其自平衡率為：

特征參數(shù)（3）自平衡率ρ∵在無(wú)自平衡能力單容對(duì)象中其流出側(cè)15多容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

多容對(duì)象指有兩個(gè)或更多貯存能量或物質(zhì)的容積，有幾個(gè)容積就需用幾階微分方程式描述。

可分為有自平衡多容對(duì)象和無(wú)自平衡多容對(duì)象兩大類。多容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性多容對(duì)象指有兩個(gè)或更多貯161.有自平衡的多容對(duì)象

主水槽

前置水槽

控制閥

中間閥

流出閥

1.有自平衡的多容對(duì)象主水槽前置水槽控制閥中間閥流17自平衡雙容對(duì)象階躍響應(yīng)控制閥開度

各閥門流量前置水槽水位

主水槽水位

控制閥

中間閥

流出閥

自平衡雙容對(duì)象階躍響應(yīng)控制閥開度各閥門流量前置水槽水位主18特征參數(shù)

多容有自平衡能力的對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可用兩組三個(gè)參數(shù)描述即：容積遲延時(shí)間τC、時(shí)間常數(shù)TC及放大系數(shù)K平衡率ρ、飛升速度ε和遲延時(shí)間τ(包括純遲延τ0和容積遲延τC)特征參數(shù)多容有自平衡能力的對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可用兩19特征參數(shù)時(shí)間常數(shù)TC

容量遲延時(shí)間τC

時(shí)間常數(shù)TC和容量遲延時(shí)間τC的求取：

特征參數(shù)時(shí)間常數(shù)TC容量遲延時(shí)間τC時(shí)間常數(shù)TC和容量遲20多容有自平衡對(duì)象可用下列傳遞函數(shù)表示：

多容有自平衡對(duì)象可用下列傳遞函數(shù)表示：212.無(wú)自平衡能力多容對(duì)象

自平衡單容對(duì)象無(wú)平衡單容對(duì)象2.無(wú)自平衡能力多容對(duì)象自平衡單容對(duì)象無(wú)平衡單容對(duì)象22無(wú)自平衡能力多容對(duì)象KμQ0μ_Q1h1h2自平衡單容對(duì)象無(wú)平衡單容對(duì)象無(wú)自平衡能力多容對(duì)象KμQ0μ_Q1h1h2自平衡單容對(duì)象無(wú)23階躍響應(yīng)

階躍響應(yīng)24特征參數(shù)

Ta、和、可用下列傳遞函數(shù)表示:

多容無(wú)自平衡能力的對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可用兩組參數(shù)描述：

特征參數(shù)Ta、和、可用下列傳遞函數(shù)表示:25具有純遲延的對(duì)象

容積遲延:在多容對(duì)象中，由于容積增多而產(chǎn)生容積滯后。純遲延：由于信號(hào)的傳遞產(chǎn)生的滯后叫傳遞滯后。對(duì)象即有純遲延又有容積遲延，那么我們通常把這兩種遲延加在一起，統(tǒng)稱為遲延，用τ來(lái)表示即τ＝C＋0

具有純遲延的對(duì)象容積遲延:在多容對(duì)象中，由于容積增純遲延：26純遲延KμQ0μe-τsQ1Q0_Q2hQ1具有純遲延的對(duì)象

純遲延KμQ0μe-τsQ1Q0_Q2hQ1具有純遲延的對(duì)象27階躍響應(yīng)曲線階躍響應(yīng)

階躍響應(yīng)曲線階躍響應(yīng)28傳遞函數(shù)

特征參數(shù)

可用三個(gè)參數(shù)描述即K、T、0

W1(s)—無(wú)純遲延時(shí)傳遞函數(shù)

傳遞函數(shù)特征參數(shù)可用三個(gè)參數(shù)描述即K、T、0W1(s29總結(jié)①有自平衡能力對(duì)象單容對(duì)象：雙容對(duì)象：

多容對(duì)象：

若近似認(rèn)為，T1=

T2=…

=Tｎ=T

，則或

總結(jié)①有自平衡能力對(duì)象30②無(wú)自平衡能力對(duì)象單容對(duì)象：雙容對(duì)象：

多容對(duì)象：

若近似認(rèn)為，T1=

T2=…

=Tｎ=T

，則或

總結(jié)②無(wú)自平衡能力對(duì)象總結(jié)31③對(duì)象具有純遲延

無(wú)純遲延時(shí)其傳遞函數(shù)為W1(s)

總結(jié)③對(duì)象具有純遲延無(wú)純遲延時(shí)其傳遞函數(shù)為W1(s)總結(jié)32熱工對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性一般具有以下特點(diǎn)：

(1)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性是不振蕩的。(2)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性在干擾發(fā)生的開始階段有遲延和慣性。(3)在階躍響應(yīng)曲線的最后階段，被調(diào)量可能達(dá)到新的平衡(有自平衡能力)；也可能不斷變化而不再平衡下來(lái)(無(wú)自平衡能力)，但其變化速度趨于穩(wěn)定。(4)描述對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的特征參數(shù)有放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T(無(wú)自平衡能力用積分時(shí)間Ta)、遲延時(shí)間(包括純遲延和容積遲延)或另一組參數(shù)飛升速度ε、自平衡率ρ和遲延時(shí)間τ。熱工對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性一般具有以下特點(diǎn)：(1)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性是33基本方法：

理論建模法

測(cè)試建模法（實(shí)驗(yàn)法）

經(jīng)典辨識(shí)法

現(xiàn)代辨識(shí)法

脈沖響應(yīng)法

階躍響應(yīng)法

對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求取(重點(diǎn))

基本方法：理論建模法測(cè)試建模法經(jīng)典辨識(shí)法現(xiàn)代辨識(shí)法脈34對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求取(重點(diǎn))

實(shí)際上主要借助于實(shí)驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行確定，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)加工和處理，最后得到控制對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的近似數(shù)學(xué)表達(dá)式，即傳遞函數(shù)。

對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求取(重點(diǎn))實(shí)際上主要借助于實(shí)驗(yàn)35一、階躍響應(yīng)曲線的測(cè)試

對(duì)象記錄儀表輸入變送器輸出變送器tX(t)0其它參數(shù)ty(t)0一、階躍響應(yīng)曲線的測(cè)試對(duì)象記錄輸入變送器輸出變送器tX(t36八項(xiàng)注意1、試驗(yàn)前應(yīng)將對(duì)象調(diào)整到適當(dāng)?shù)某跏紶顟B(tài)；2、試驗(yàn)加擾動(dòng)前要保證系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；3、保證擾動(dòng)信號(hào)大小適當(dāng)（一般約為額定負(fù)荷10%~20%）；4、階躍信號(hào)加入時(shí)間的確定（一般為t/2）；5、仔細(xì)記錄響應(yīng)曲線的起始和漸近穩(wěn)定階段；6、應(yīng)具有復(fù)現(xiàn)性；7、注意對(duì)象的非線性（上行、下行兩方向特性）；8、盡可能多記錄一些參數(shù)信息，供分析時(shí)參考。八項(xiàng)注意1、試驗(yàn)前應(yīng)將對(duì)象調(diào)整到適當(dāng)?shù)某跏紶顟B(tài)；37二、控制對(duì)象的近似傳遞函數(shù)

（一）有自平衡能力的對(duì)象

1.無(wú)遲延一階對(duì)象切線法2.有遲延一階對(duì)象切線法和兩點(diǎn)法3．二階對(duì)象4.高階對(duì)象

二、控制對(duì)象的近似傳遞函數(shù)（一）有自平衡能力的對(duì)象38(1)切線法(1)切線法39

增益K的確定參數(shù)的求取

時(shí)間常數(shù)T的確定方法一：過(guò)拐點(diǎn)做切線，相交線段在時(shí)間軸上的投影方法二：響應(yīng)曲線上找y(t1)＝0.632y(∞)的時(shí)間t1，則時(shí)間常數(shù)T＝t1-t0

增益K的確定參數(shù)的求取時(shí)間常數(shù)T的確定方法一：過(guò)拐點(diǎn)做切40(2)兩點(diǎn)法

有自平衡能力有遲延一階對(duì)象：第一步：確定增益K

(2)兩點(diǎn)法有自平衡能力有遲延一階對(duì)象：第一步：確定增益K41(2)兩點(diǎn)法第二步：標(biāo)么化

把y(t)轉(zhuǎn)換成它的無(wú)量綱形式y(tǒng)*(t)，即：y*(t)＝y(tǒng)(t)/y(∞)(2)兩點(diǎn)法第二步：標(biāo)么化把y(t)轉(zhuǎn)換成它的無(wú)量42(2)兩點(diǎn)法選定兩個(gè)時(shí)刻t1和t2，其中t2＞t1≥τ，從測(cè)試結(jié)果中讀出y*(t1)和y*(t2)并寫出聯(lián)立方程：

解出參數(shù)Tc及τ值如下：

(2)兩點(diǎn)法選定兩個(gè)時(shí)刻t1和t2，其中t2＞t43為了計(jì)算方便，一般取y*(t1)=0.39、y*(t2)＝0.63，則可得計(jì)算參數(shù)TC和τ的公式：

τ＝2t1-t2TC=2(t2-t1)亦取y*(t1)=0.39、y*(t2)＝0.55，用t3＝0.8TC+τ

和t4＝2TC+τ

兩點(diǎn)的y*(t)值進(jìn)行檢驗(yàn)，則準(zhǔn)確的TC和τ應(yīng)有y*(t3)=0.63、y*(t4)＝0.87為了計(jì)算方便，一般取y*(t1)=0.39、y*(t244二、無(wú)自平衡能力對(duì)象無(wú)自平衡能力對(duì)象選定的傳遞函數(shù)形式為：

或階躍響應(yīng)曲線：

二、無(wú)自平衡能力對(duì)象無(wú)自平衡能力對(duì)象選定的傳遞函數(shù)形式45二、無(wú)自平衡能力對(duì)象1.當(dāng)對(duì)象的階數(shù)n<6時(shí)一般用一階積分的多容對(duì)象環(huán)節(jié)描述

傳遞函數(shù)為：（1）（2）n

123456y(ta)/oh

0．3680．271

0．224

0．195

0．175

0．161

nT＝ta/n

（3）二、無(wú)自平衡能力對(duì)象1.當(dāng)對(duì)象的階數(shù)n<6時(shí)一般用一階積分的46二、無(wú)自平衡能力對(duì)象2.當(dāng)對(duì)象的階數(shù)n≥6時(shí)一般用有遲延的一階積分環(huán)節(jié)描述

傳遞函數(shù)為：

（1）τ＝ta（2）二、無(wú)自平衡能力對(duì)象2.當(dāng)對(duì)象的階數(shù)n≥6時(shí)一般用有遲延的一47第二章控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

及其傳遞函數(shù)的求取一、被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

二、對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求?。ㄖ攸c(diǎn)）

第二章控制對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

及其傳遞函數(shù)的求取一48被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的概念被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：是指其輸入信號(hào)變化時(shí)，輸出隨時(shí)間變化的規(guī)律被調(diào)量干擾作用熱工對(duì)象W0λ（s）W0μ（s）干擾通道控制通道輸入控制作用控制通道干擾通道被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的概念被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：被調(diào)量干擾作用熱工49被控對(duì)象的分類有自平衡能力的被控對(duì)象無(wú)自平衡能力的被控對(duì)象多容對(duì)象單容對(duì)象被控對(duì)象的分類有自平衡能力的被控對(duì)象無(wú)自平衡能力的被控對(duì)象多50單容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

單容被控對(duì)象：

是指只有一個(gè)貯存物質(zhì)或能量的容積。這種對(duì)象用一階微分方程式來(lái)描述。單容被控對(duì)象可分為有自平衡單容對(duì)象和無(wú)自平衡單容對(duì)象兩大類。單容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性單容被控對(duì)象：511.有自平衡的單容對(duì)象

μ12Fh1.有自平衡的單容對(duì)象μ12Fh52說(shuō)明：被控對(duì)象受到擾動(dòng)后平衡被破壞，不需外來(lái)的調(diào)節(jié)作用，而依靠被調(diào)量自身變化使對(duì)象重新恢復(fù)平衡的特性，稱為對(duì)象的自平衡特性。被控對(duì)象具有慣性，慣性也是很重要的一種動(dòng)態(tài)特性。

說(shuō)明：被控對(duì)象受到擾動(dòng)后平衡被破壞，不需外來(lái)的調(diào)節(jié)作用，而依53特征參數(shù)

1．放大系數(shù)K

∵

h(∞)＝KΔμ0

K＝h(∞)/Δμ0

物理意義：K在數(shù)值上等于對(duì)象的輸出穩(wěn)態(tài)值與輸入穩(wěn)態(tài)值之比，

有時(shí)也稱靜態(tài)放大系數(shù)。

特征參數(shù)1．放大系數(shù)KK＝h54特征參數(shù)2．時(shí)間常數(shù)T

當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入后，輸出(被調(diào)量)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的63.2%所需的時(shí)間，就是時(shí)間常數(shù)T

T越小，表示對(duì)象慣性越小，輸出對(duì)輸入的反應(yīng)越快。

特征參數(shù)2．時(shí)間常數(shù)T當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入后，輸出55特征參數(shù)對(duì)

h(t)=K·Δμ0（1－e－t/T）微分時(shí)間常數(shù)T的物理意義：當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入后，被調(diào)量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間就是時(shí)間常數(shù)

響應(yīng)曲線在起始點(diǎn)切線的斜率

特征參數(shù)對(duì)h(t)=K·Δμ0（1－e－t/T）微分時(shí)間56特征參數(shù)3．自平衡率

定義為:一般用穩(wěn)態(tài)時(shí)的自平衡率來(lái)近似代替即:物理意義:被控參數(shù)每變化1個(gè)單位所能克服的擾動(dòng)量

特征參數(shù)3．自平衡率定義為:一般用穩(wěn)態(tài)時(shí)的自平衡率來(lái)近似574．飛升速度

特征參數(shù)響應(yīng)速度(飛升速度)是指在單位階躍擾動(dòng)作用下，被調(diào)量的最大變化速度，即:

4．飛升速度特征參數(shù)響應(yīng)速度(飛升速度)是指在單582.無(wú)自平衡的單容對(duì)象

Fhμ流出量Q2由水泵強(qiáng)制打出。Q2的大小決定于水泵的容量和轉(zhuǎn)速，而與水槽水位的高低無(wú)關(guān)

流出側(cè)阻力可認(rèn)為是無(wú)限大，也就是說(shuō)它的流出側(cè)沒(méi)有自平衡

2.無(wú)自平衡的單容對(duì)象Fhμ流出量Q2由水泵強(qiáng)制打出。Q259特征參數(shù)

當(dāng)對(duì)象受到階躍擾動(dòng)輸入后，輸出達(dá)到和輸入相同數(shù)值Δμ0時(shí)所需的時(shí)間，就是飛升時(shí)間Ta。

積分時(shí)間越大，被調(diào)量(輸出)的變化越慢，輸出對(duì)輸入的反應(yīng)越慢

特征參數(shù)當(dāng)對(duì)象受到階躍擾動(dòng)輸入后，輸出達(dá)到和輸入相同60特征參數(shù)(2)飛升速度ε

傳遞函數(shù)可以寫作：

積分環(huán)節(jié)特征參數(shù)(2)飛升速度ε傳遞函數(shù)可以寫作：積分環(huán)節(jié)61特征參數(shù)（3）自平衡率ρ

∵在無(wú)自平衡能力單容對(duì)象中其流出側(cè)阻力Rs＝∞

∴其自平衡率為：

特征參數(shù)（3）自平衡率ρ∵在無(wú)自平衡能力單容對(duì)象中其流出側(cè)62多容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性

多容對(duì)象指有兩個(gè)或更多貯存能量或物質(zhì)的容積，有幾個(gè)容積就需用幾階微分方程式描述。

可分為有自平衡多容對(duì)象和無(wú)自平衡多容對(duì)象兩大類。多容被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性多容對(duì)象指有兩個(gè)或更多貯631.有自平衡的多容對(duì)象

主水槽

前置水槽

控制閥

中間閥

流出閥

1.有自平衡的多容對(duì)象主水槽前置水槽控制閥中間閥流64自平衡雙容對(duì)象階躍響應(yīng)控制閥開度

各閥門流量前置水槽水位

主水槽水位

控制閥

中間閥

流出閥

自平衡雙容對(duì)象階躍響應(yīng)控制閥開度各閥門流量前置水槽水位主65特征參數(shù)

多容有自平衡能力的對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可用兩組三個(gè)參數(shù)描述即：容積遲延時(shí)間τC、時(shí)間常數(shù)TC及放大系數(shù)K平衡率ρ、飛升速度ε和遲延時(shí)間τ(包括純遲延τ0和容積遲延τC)特征參數(shù)多容有自平衡能力的對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可用兩66特征參數(shù)時(shí)間常數(shù)TC

容量遲延時(shí)間τC

時(shí)間常數(shù)TC和容量遲延時(shí)間τC的求取：

特征參數(shù)時(shí)間常數(shù)TC容量遲延時(shí)間τC時(shí)間常數(shù)TC和容量遲67多容有自平衡對(duì)象可用下列傳遞函數(shù)表示：

多容有自平衡對(duì)象可用下列傳遞函數(shù)表示：682.無(wú)自平衡能力多容對(duì)象

自平衡單容對(duì)象無(wú)平衡單容對(duì)象2.無(wú)自平衡能力多容對(duì)象自平衡單容對(duì)象無(wú)平衡單容對(duì)象69無(wú)自平衡能力多容對(duì)象KμQ0μ_Q1h1h2自平衡單容對(duì)象無(wú)平衡單容對(duì)象無(wú)自平衡能力多容對(duì)象KμQ0μ_Q1h1h2自平衡單容對(duì)象無(wú)70階躍響應(yīng)

階躍響應(yīng)71特征參數(shù)

Ta、和、可用下列傳遞函數(shù)表示:

多容無(wú)自平衡能力的對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性可用兩組參數(shù)描述：

特征參數(shù)Ta、和、可用下列傳遞函數(shù)表示:72具有純遲延的對(duì)象

容積遲延:在多容對(duì)象中，由于容積增多而產(chǎn)生容積滯后。純遲延：由于信號(hào)的傳遞產(chǎn)生的滯后叫傳遞滯后。對(duì)象即有純遲延又有容積遲延，那么我們通常把這兩種遲延加在一起，統(tǒng)稱為遲延，用τ來(lái)表示即τ＝C＋0

具有純遲延的對(duì)象容積遲延:在多容對(duì)象中，由于容積增純遲延：73純遲延KμQ0μe-τsQ1Q0_Q2hQ1具有純遲延的對(duì)象

純遲延KμQ0μe-τsQ1Q0_Q2hQ1具有純遲延的對(duì)象74階躍響應(yīng)曲線階躍響應(yīng)

階躍響應(yīng)曲線階躍響應(yīng)75傳遞函數(shù)

特征參數(shù)

可用三個(gè)參數(shù)描述即K、T、0

W1(s)—無(wú)純遲延時(shí)傳遞函數(shù)

傳遞函數(shù)特征參數(shù)可用三個(gè)參數(shù)描述即K、T、0W1(s76總結(jié)①有自平衡能力對(duì)象單容對(duì)象：雙容對(duì)象：

多容對(duì)象：

若近似認(rèn)為，T1=

T2=…

=Tｎ=T

，則或

總結(jié)①有自平衡能力對(duì)象77②無(wú)自平衡能力對(duì)象單容對(duì)象：雙容對(duì)象：

多容對(duì)象：

若近似認(rèn)為，T1=

T2=…

=Tｎ=T

，則或

總結(jié)②無(wú)自平衡能力對(duì)象總結(jié)78③對(duì)象具有純遲延

無(wú)純遲延時(shí)其傳遞函數(shù)為W1(s)

總結(jié)③對(duì)象具有純遲延無(wú)純遲延時(shí)其傳遞函數(shù)為W1(s)總結(jié)79熱工對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性一般具有以下特點(diǎn)：

(1)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性是不振蕩的。(2)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性在干擾發(fā)生的開始階段有遲延和慣性。(3)在階躍響應(yīng)曲線的最后階段，被調(diào)量可能達(dá)到新的平衡(有自平衡能力)；也可能不斷變化而不再平衡下來(lái)(無(wú)自平衡能力)，但其變化速度趨于穩(wěn)定。(4)描述對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的特征參數(shù)有放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T(無(wú)自平衡能力用積分時(shí)間Ta)、遲延時(shí)間(包括純遲延和容積遲延)或另一組參數(shù)飛升速度ε、自平衡率ρ和遲延時(shí)間τ。熱工對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性一般具有以下特點(diǎn)：(1)對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性是80基本方法：

理論建模法

測(cè)試建模法（實(shí)驗(yàn)法）

經(jīng)典辨識(shí)法

現(xiàn)代辨識(shí)法

脈沖響應(yīng)法

階躍響應(yīng)法

對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求取(重點(diǎn))

基本方法：理論建模法測(cè)試建模法經(jīng)典辨識(shí)法現(xiàn)代辨識(shí)法脈81對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求取(重點(diǎn))

實(shí)際上主要借助于實(shí)驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行確定，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)加工和處理，最后得到控制對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的近似數(shù)學(xué)表達(dá)式，即傳遞函數(shù)。

對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的求取(重點(diǎn))實(shí)際上主要借助于實(shí)驗(yàn)82一、階躍響應(yīng)曲線的測(cè)試

對(duì)象記錄儀表輸入變送器輸出變送器tX(t)0其它參數(shù)ty(t)0一、階躍響應(yīng)曲線的測(cè)試對(duì)象記錄輸入變送器輸出變送器tX(t83八項(xiàng)注意1、試驗(yàn)前應(yīng)將對(duì)象調(diào)整到適當(dāng)?shù)某跏紶顟B(tài)；2、試驗(yàn)加擾動(dòng)前要保證系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；3、保證擾動(dòng)信號(hào)大小適當(dāng)（一般約為額定負(fù)荷10%~20%）；4、階躍信號(hào)加入時(shí)間的確定（一般為t/2）；5、仔細(xì)記錄響應(yīng)曲線的起始和漸近穩(wěn)定階段；6、應(yīng)具有復(fù)現(xiàn)性；7、注意對(duì)象的非線性（上行、下行兩方向特性）；8、盡可能多記錄一些參數(shù)信息，供分析時(shí)參考。八項(xiàng)注意1、試驗(yàn)前應(yīng)將對(duì)象調(diào)整到適當(dāng)?shù)某跏紶顟B(tài)；84二、控制對(duì)象的近似傳遞函數(shù)

（一）有自平衡能力的對(duì)象

1.無(wú)遲延一階對(duì)象切線法2.有遲延一階對(duì)象切線法和兩點(diǎn)法3．二階對(duì)象4.高階對(duì)象

二、控制對(duì)象的近似傳遞函數(shù)（一）有自平衡能力的對(duì)象85(1)切線法(1)切線法86

增益K的確定參數(shù)的求取

時(shí)間常數(shù)T的確定方法一：過(guò)拐點(diǎn)做切線，相交線段在時(shí)間軸上的投影方法二：響應(yīng)曲