自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類和品質(zhì)指標(biāo)

任務(wù)1.2自動(dòng)控制的分類和品質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目一單回路控制系統(tǒng)的分析與實(shí)現(xiàn)主講人：李玉娜部門：動(dòng)力工程系自動(dòng)控制的分類及品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)主目錄2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類第一部分02開(kāi)環(huán)（前饋）調(diào)節(jié)系統(tǒng)：01閉環(huán)（反饋）調(diào)節(jié)系統(tǒng)：自動(dòng)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(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)：按輸入信號(hào)補(bǔ)償(a)按擾動(dòng)作用補(bǔ)償(b)42.按調(diào)節(jié)系統(tǒng)閉環(huán)回路的數(shù)目分分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類一個(gè)被調(diào)量（1）單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)：除被調(diào)量外還有另外的輔助信號(hào)（2）多回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)：5程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)給定值是預(yù)先已規(guī)定好的已知函數(shù)定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)中給定值為恒定值隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)給定值是根據(jù)事先不能確定的一些隨機(jī)因素來(lái)改變。3.按給定值的變化規(guī)律分010302自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類6自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)第二部分0102靜態(tài)與動(dòng)態(tài)靜態(tài)：被控參數(shù)不隨時(shí)間變化。過(guò)程是暫時(shí)的、相對(duì)的和有條件的。動(dòng)態(tài)：被控參數(shù)隨時(shí)間變化的狀態(tài)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)8自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)控制過(guò)程：控制干擾控制靜態(tài)新的靜態(tài)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)9自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)2.自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程指自動(dòng)控制系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，被控量是不斷變化的，這種隨時(shí)間而變化的過(guò)程。生產(chǎn)過(guò)程總是希望被控參數(shù)保持不變，然而這時(shí)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(shù)就要變化。10自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)（1）單調(diào)過(guò)程在給定值的某一側(cè)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(guò)程在給定值的某一側(cè)，逐漸偏離給定值，而且隨時(shí)間t的變化，偏差越來(lái)越大，永遠(yuǎn)回不到給定值，如圖(b)所示。自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)（3）

衰減振蕩過(guò)程被控變量在給定值附近上下波動(dòng)，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(guò)程被控變量在給定值附近上下波動(dòng)且振幅不變，最終也不能回到給定值，如圖(d)所示。自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)被控變量在給定值附近來(lái)回波動(dòng)，而且振幅逐漸增大，偏離給定值越來(lái)越遠(yuǎn)，如圖（e）所示。13（5）發(fā)散振蕩過(guò)程不穩(wěn)定的過(guò)渡過(guò)程如：非周期發(fā)散過(guò)程、等幅震蕩過(guò)程、發(fā)散震蕩過(guò)程所示。

是絕對(duì)不能采用的。穩(wěn)定的過(guò)渡過(guò)程如：?jiǎn)握{(diào)過(guò)程和衰減震蕩過(guò)程。

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

1對(duì)控制系統(tǒng)的要求控制系統(tǒng)任務(wù)：3.自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)3.2品質(zhì)指標(biāo)為評(píng)定衰減振蕩過(guò)程的質(zhì)量，常用五個(gè)品質(zhì)指標(biāo)：16自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)(1)最大偏差A(yù)（超調(diào)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(duì)生產(chǎn)越不利。工藝上對(duì)最大偏差有所限制。自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)(2)衰減比n----“穩(wěn)”yt0BB’18過(guò)渡過(guò)程曲線上同方向相鄰兩波峰（或波谷）值之比n=B/B‘習(xí)慣用n:1表示，一般要求n=4~10（經(jīng)驗(yàn)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(biāo)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)(3)余差C----“準(zhǔn)”yt019過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)，被控變量所達(dá)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(diào)節(jié)，有差系統(tǒng)。C=0，無(wú)余差，無(wú)差調(diào)節(jié)，無(wú)差系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)(4)過(guò)渡時(shí)間Ts----“快”yt0Ts20系統(tǒng)從受到干擾作用發(fā)生變化開(kāi)始，到建立新平衡所需時(shí)間Ts。反映了克服干擾的能力。一般認(rèn)為被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±5%范圍內(nèi)就已達(dá)到。Ts越小，表示系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定快。Ts越大，表示系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定慢。自動(dòng)控制系