時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)

——時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)《化工儀表與自動(dòng)化控制》時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)1目錄一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)

多數(shù)情況下，希望得到衰減振蕩過(guò)程，在此取這種過(guò)程形式討論控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)。

控制指標(biāo)主要有兩類,一類是時(shí)間域的單項(xiàng)指標(biāo),另一類是時(shí)間域的綜合指標(biāo)?？刂葡到y(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程是衡量品質(zhì)的依據(jù)。一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)

1.時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)

假定自動(dòng)控制系統(tǒng)在階躍輸入作用下，被控變量的變化曲線如下圖所示，這是屬于衰減振蕩的過(guò)渡過(guò)程圖7-14過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)示意圖一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)五種重要品質(zhì)指標(biāo)之一（1）最大偏差或超調(diào)量

最大偏差是指在過(guò)渡過(guò)程中，被控變量偏離給定值的最大數(shù)值。在衰減振蕩過(guò)程中，最大偏差就是第一個(gè)波的峰值。特別是對(duì)于一些有約束條件的系統(tǒng)，如化學(xué)反應(yīng)器的化合物爆炸極限、觸媒燒結(jié)溫度極限等，都會(huì)對(duì)最大偏差的允許值有所限制。超調(diào)量也可以用來(lái)表征被控變量偏離給定值的程度。（2）衰減比衰減比是衰減程度的指標(biāo)，它是前后相鄰兩個(gè)峰值的比。習(xí)慣表示為n:1，一般n取為4～10之間為宜。五種重要品質(zhì)指標(biāo)之三（3）余差當(dāng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)，被控變量所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差叫做余差，或者說(shuō)余差就是過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)的殘余偏差。有余差的控制過(guò)程稱為有差調(diào)節(jié)，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為有差系統(tǒng)。反之就為無(wú)差調(diào)節(jié)和無(wú)差系統(tǒng)。

一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)五種重要品質(zhì)指標(biāo)之二五種重要品質(zhì)指標(biāo)之四（4）過(guò)渡時(shí)間從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時(shí)止，過(guò)渡過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間叫過(guò)渡時(shí)間。一般在穩(wěn)態(tài)值的上下規(guī)定一個(gè)小范圍，當(dāng)被控變量進(jìn)入該范圍并不再越出時(shí)，就認(rèn)為被控變量已經(jīng)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值，或者說(shuō)過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)結(jié)束這個(gè)范圍一般定為穩(wěn)態(tài)值的±５％（也有的規(guī)定為±２％）。一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)五種重要品質(zhì)指標(biāo)之五（5）震蕩周期或頻率過(guò)渡過(guò)程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時(shí)間叫振蕩周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。在衰減比相同的情況下，周期與過(guò)渡時(shí)間成正比，一般希望振蕩周期短一些為好。一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)某換熱器的溫度控制系統(tǒng)在單位階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如下圖所示。試分別求出最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過(guò)渡時(shí)間（給定值為200℃）。舉例圖7-15溫度控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線

分析：過(guò)渡時(shí)間與規(guī)定的被控變量限制范圍大小有關(guān)，假定被控變量進(jìn)入額定值的±2％，就可以認(rèn)為過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)結(jié)束，那么限制范圍為200×（±2％）＝±4℃，這時(shí)，可在新穩(wěn)態(tài)值（205℃）兩側(cè)以寬度為±４℃畫(huà)一區(qū)域，上圖中以畫(huà)有陰影線的區(qū)域表示，只要被控變量進(jìn)入這一區(qū)域且不再越出，過(guò)濾過(guò)程就可以認(rèn)為已經(jīng)結(jié)束。因此，從圖上可以看出，過(guò)渡時(shí)間為22min。一、時(shí)間域的各種單項(xiàng)指標(biāo)解:

最大偏差A(yù)＝230-200＝30℃余差C＝205-200＝５℃由圖上可以看出，第一個(gè)波峰值B＝230-205＝25℃，第二個(gè)波峰值B′＝210－205＝5℃，故衰