自動控制系統(tǒng)的分類和品質指標

任務1.2自動控制的分類和品質指標項目一單回路控制系統(tǒng)的分析與實現(xiàn)主講人：李玉娜部門：動力工程系自動控制的分類及品質指標自動控制系統(tǒng)的分類自動控制系統(tǒng)的品質指標主目錄2自動控制系統(tǒng)的分類第一部分02開環(huán)（前饋）調節(jié)系統(tǒng)：01閉環(huán)（反饋）調節(jié)系統(tǒng)：自動控制系統(tǒng)的分類1.按控制系統(tǒng)所采用的控制方式分分類(a)(b)03復合調節(jié)系統(tǒng)：按輸入信號補償(a)按擾動作用補償(b)42.按調節(jié)系統(tǒng)閉環(huán)回路的數目分分類自動控制系統(tǒng)的分類一個被調量（1）單回路調節(jié)系統(tǒng)：除被調量外還有另外的輔助信號（2）多回路調節(jié)系統(tǒng)：5程序調節(jié)系統(tǒng)給定值是預先已規(guī)定好的已知函數定值調節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)中給定值為恒定值隨動調節(jié)系統(tǒng)給定值是根據事先不能確定的一些隨機因素來改變。3.按給定值的變化規(guī)律分010302自動控制系統(tǒng)的分類6自動控制系統(tǒng)的品質指標第二部分0102靜態(tài)與動態(tài)靜態(tài)：被控參數不隨時間變化。過程是暫時的、相對的和有條件的。動態(tài)：被控參數隨時間變化的狀態(tài)。自動控制系統(tǒng)的品質指標1.自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)8自動控制系統(tǒng)的品質指標1.自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)控制過程：控制干擾控制靜態(tài)新的靜態(tài)動態(tài)動態(tài)9自動控制系統(tǒng)的品質指標2.自動控制系統(tǒng)的過渡過程自動控制系統(tǒng)的過渡過程指自動控制系統(tǒng)在動態(tài)過程中，被控量是不斷變化的，這種隨時間而變化的過程。生產過程總是希望被控參數保持不變，然而這時很難辦到的。原因是干擾的客觀存在，系統(tǒng)受到干擾后，被控參數就要變化。10自動控制系統(tǒng)的品質指標（1）單調過程在給定值的某一側做緩慢變化，最后能回到給定值，如圖(a)所示。11（2）非周期發(fā)散過程在給定值的某一側，逐漸偏離給定值，而且隨時間t的變化，偏差越來越大，永遠回不到給定值，如圖(b)所示。自動控制系統(tǒng)的品質指標（3）

衰減振蕩過程被控變量在給定值附近上下波動，但振幅逐漸減小，最終能回到給定值，如圖(c)所示。12（4）等幅振蕩過程被控變量在給定值附近上下波動且振幅不變，最終也不能回到給定值，如圖(d)所示。自動控制系統(tǒng)的品質指標被控變量在給定值附近來回波動，而且振幅逐漸增大，偏離給定值越來越遠，如圖（e）所示。13（5）發(fā)散振蕩過程不穩(wěn)定的過渡過程如：非周期發(fā)散過程、等幅震蕩過程、發(fā)散震蕩過程所示。

是絕對不能采用的。穩(wěn)定的過渡過程如：單調過程和衰減震蕩過程。

是所希望的。以上5種過程可歸納為兩類：自動控制系統(tǒng)的品質指標等幅震蕩過程是介于穩(wěn)定和不穩(wěn)定過渡過程之間的一種臨界狀態(tài)。也可采用。14第一類第二類自動控制系統(tǒng)的品質指標使被控對象的被控變量按給定值變化?？刂凭_度是衡量自動控制系統(tǒng)技術性能的重要尺度。工程上常從“穩(wěn)”、“快”、“準”三個主要方面來要求。153.

1對控制系統(tǒng)的要求控制系統(tǒng)任務：3.自動控制系統(tǒng)的品質指標自動控制系統(tǒng)的品質指標3.2品質指標為評定衰減振蕩過程的質量，常用五個品質指標：16自動控制系統(tǒng)的品質指標(1)最大偏差A（超調量B）----“穩(wěn)”yt0ABC17A：瞬間被控變量偏離給定值的最大值emaxB：B=A-C，C：新的穩(wěn)態(tài)值。表征被控變量偏離給定值的程度，A越大，偏離越大，對生產越不利。工藝上對最大偏差有所限制。自動控制系統(tǒng)的品質指標(2)衰減比n----“穩(wěn)”yt0BB’18過渡過程曲線上同方向相鄰兩波峰（或波谷）值之比n=B/B‘習慣用n:1表示，一般要求n=4~10（經驗值）n>1，衰減振蕩；n→1，接近等幅振蕩；n<1，發(fā)散振蕩。n越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定；n→∞，接近于非振蕩衰減。表示衰減程度的指標。自動控制系統(tǒng)的品質指標(3)余差C----“準”yt019過渡過程終了時，被控變量所達到的新穩(wěn)態(tài)值與給定值之差，即靜差。C=y(∞)-X反映了控制的精確程度，希望余差足夠小。C≠0，有余差，有差調節(jié)，有差系統(tǒng)。C=0，無余差，無差調節(jié)，無差系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)的品質指標(4)過渡時間Ts----“快”yt0Ts20系統(tǒng)從受到干擾作用發(fā)生變化開始，到建立新平衡所需時間Ts。反映了克服干擾的能力。一般認為被控變量進入新穩(wěn)態(tài)值的±5%范圍內就已達到。Ts越小，表示系統(tǒng)恢復穩(wěn)定快。Ts越大，表示系統(tǒng)恢復穩(wěn)定慢。自動控制系