對控制系統(tǒng)的基本要求ppt課件

第四節(jié)對控制系統(tǒng)的基本要求及其評價(jià)指標(biāo),對系統(tǒng)的要求和對系統(tǒng)性能的評價(jià)通?？煞譃槿齻€(gè)方面：系統(tǒng)的穩(wěn)定性；系統(tǒng)的動態(tài)性能；系統(tǒng)靜態(tài)性能。,工程性能評價(jià)可以通過一些調(diào)節(jié)質(zhì)量指標(biāo)來實(shí)現(xiàn)。評價(jià)調(diào)節(jié)過程質(zhì)量的好壞，可以從分析調(diào)節(jié)過程的微分方程入手，也可以從分析過渡過程曲線入手。但是調(diào)節(jié)質(zhì)量指標(biāo)分析大都是按過渡過程曲線形狀來討論，通過對過渡過程分析建立調(diào)節(jié)質(zhì)量指標(biāo)。,1,一、系統(tǒng)的穩(wěn)定性,系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在受到擾動作用后自動返回原來的平衡狀態(tài)的能力。如果系統(tǒng)受到擾動作用（系統(tǒng)內(nèi)或系統(tǒng)外）后，能自動返回到原來的平衡狀態(tài)，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。穩(wěn)定系統(tǒng)的數(shù)學(xué)特征是其輸出量具有非發(fā)散性；反之，系統(tǒng)是不穩(wěn)定系統(tǒng)。穩(wěn)定性是系統(tǒng)能正常工作的前提條件;控制系統(tǒng)穩(wěn)定與否只與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與外部條件無關(guān)。,2,調(diào)節(jié)系統(tǒng)的過渡過程可以用被調(diào)參數(shù)與時(shí)間坐標(biāo)曲線描述，也可以用微分方程來描述。在單位階躍干擾作用下，分析過渡過程中被調(diào)參數(shù)的變化規(guī)律，并以此來評價(jià)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量，因此過渡過程曲線是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量好壞的寫照。,圖1-15調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程與調(diào)節(jié)質(zhì)量指標(biāo)圖,3,1.衰減率過渡過程的第三個(gè)波幅值；過渡過程的第一個(gè)波幅值，,4,2.衰減比衰減比為被調(diào)參數(shù)在過渡過程中的第一個(gè)波峰值與第三個(gè)波峰值的比值,5,二、系統(tǒng)動態(tài)特性,當(dāng)系統(tǒng)受到外部擾動的影響或是參考輸入發(fā)生變化的時(shí)候，被控量就會隨之發(fā)生變化，經(jīng)過一段時(shí)間后，被控量恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)或到達(dá)一個(gè)新的給定狀態(tài)，稱這一過程為過渡過程。描述動態(tài)特性的參數(shù)有:1.動態(tài)偏差（最大超幅量）2.振蕩周期3.調(diào)節(jié)過程時(shí)間4.峰值時(shí)間5.上升時(shí)間6.延滯時(shí)間,6,1動態(tài)偏差（最大超幅量）被調(diào)參數(shù)在過渡過程中，第一個(gè)最大峰值超出新穩(wěn)態(tài)y()的量，稱為最大超調(diào)量，常稱動態(tài)偏差。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，必須對此做出限制性規(guī)定，大，則品質(zhì)差。,7,2.振蕩周期調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程中，相鄰兩個(gè)波峰所經(jīng)歷的時(shí)間，或震蕩一周所需時(shí)間，叫做振蕩周期。,8,3.調(diào)節(jié)過程時(shí)間調(diào)節(jié)過程時(shí)間亦稱過渡過程時(shí)間，它是指調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到干擾作用，被調(diào)參數(shù)開始波動到進(jìn)入新穩(wěn)定值上下+5%（+2%）范圍內(nèi)所需時(shí)間。,9,4.峰值時(shí)間過渡過程達(dá)到第一峰值所需的時(shí)間，即達(dá)到最大偏差值所經(jīng)歷的時(shí)間。,10,5.上升時(shí)間tr它有幾種定義：(1)響應(yīng)曲線從穩(wěn)態(tài)值的10%到90%所需時(shí)間；(2)響應(yīng)曲線從穩(wěn)態(tài)值的5%到95%所需時(shí)間；(3)響應(yīng)曲線從零開始至第一次到達(dá)穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間。一般對有振蕩的系統(tǒng)常用“(3)”，對無振蕩的系統(tǒng)常用“(1)”。,11,6.延滯時(shí)間響應(yīng)曲線到達(dá)穩(wěn)態(tài)值50%所需的時(shí)間.,12,三、系統(tǒng)靜態(tài)特性,指穩(wěn)定的系統(tǒng)在過渡過程結(jié)束后，其穩(wěn)態(tài)輸出偏離希望值的程度，用穩(wěn)態(tài)誤差來度量，這是系統(tǒng)精度的衡量指標(biāo)。描述靜態(tài)特性的參數(shù)有:1.靜態(tài)偏差2.最大偏差,13,1.靜態(tài)偏差y()也稱殘余偏差或穩(wěn)態(tài)偏差，它表示調(diào)節(jié)系統(tǒng)受干擾后，達(dá)到新的平衡時(shí)，被調(diào)參數(shù)的新穩(wěn)定值與給定值之差。,14,2.最大偏差由圖1-15可知，最大偏差=+y()。,15,制冷空調(diào)對象屬慢熱工作對象，有些參數(shù)（如溫度）的調(diào)節(jié)目的是為了改善工作和生活條件，故對動態(tài)偏差要求可以放寬一些，調(diào)節(jié)過程時(shí)間要求也不嚴(yán)，往往只對靜態(tài)偏差要求嚴(yán)格。如此可以給調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來方便，突出了穩(wěn)定性和靜態(tài)偏差兩個(gè)指標(biāo)，而把其它質(zhì)量指標(biāo)放在次要地位。,16,第一章小結(jié),本章介紹了自動控制和自動控制系統(tǒng)的基本概念、有關(guān)名詞術(shù)語及控制理論發(fā)展的幾個(gè)重要階段;說明了開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種基本控制方式，指出“反饋”是自動控制原理的一個(gè)非常重要的概念;介紹了控制系統(tǒng)分類的一般方法;用方框圖來表示其工作原理和信號的傳遞過程;系統(tǒng)分析可分為三方面的