热工对象的动态特性.ppt

一、典型环节的动态特性,比例环节 输出信号与输入信号是同类型的时 间函数且成比例关系 动态方程： 阶跃响应：,2、积分环节,输出量的变化速度与输入量成正比 动态方程： 。,特点： a.输出量反映输入量对时间的积分。 b.只有输入量为零时，输出量才不变化，且能保持在任何位置上。,3、微分环节,输出量与输入量的变化速度成正比 例。 动态方程： 特点：对于输入量的变化，输出量具 有“超前”作用,4、一阶惯性环节,动态方程：,一阶惯性环节在结构上有一个共同特点，它内部都是由一个阻力，和一个容量组成。由于它们具有一定的容量，并存在一定的流动阻力，所以在输入量发生阶跃变化时，它们的物理状态不能发生突变，输出量不能及时反映输入量的变化，因而表现出具有一定的惯性。,5、纯迟延环节,输出量大小重复输入量(变化规律 完全相同)，但在时间上，输出量落 后输入量一段时间0。 动态方程：,第二节 热工对象的动态特性,一、热工对象动态特性的特点 调节对象的动态特性：是指调节对象的 输入（调节作用和扰动）发生时，其输 出（被调量）随时间变化的规律。,被控对象是多输入、单输出的物理系统,对于有些热工对象（锅炉-汽轮机组）可能是多输出的，即生产过程要求控制的被调量有好几个。而且引起这些被调量变化的原因也是多种多样的。 因此调节对象通常是一个多输入 和多输出的环节。 一个 多输入多输出的环节可以分解成若干个单输入但输出的环节。,通常采用现场测试的方法来了解热工对象的动态特性。 应用最普遍的是测出对象的阶跃响应曲线。 通过大量的现场测试和分析，大多数热工对象的动态特性具有下图所示的形状：,基本特点：一开始被调量并不立即有显著变化，而且达到新的平衡需要一个非周期的过程，这说明热工调节对象有一定的迟延和惯性，过渡过程是不振荡的。,在曲线的最后阶段，被调量可能达到新的平衡值，也有可能被调量不断变化，而其变化速度趋近某一数值，前者称为有自平衡能力的对象，后者称为无自平衡能力的对象。,二、有自平衡能力的对象 对象的有自平衡能力：在阶跃输入扰 动下，不需要经过外加调节作用，调 节对象的被调量经过一段时间后能自己 稳定在一个新的平衡状态。,特征参数： 1、自平衡系数（或自平衡率） =1/K 表示对象的输出量每变化一个单位，能克服多大的输入不平衡。 越大，对象的自平衡能力就越强。 =0表示对象没有自平衡能力， 的倒数就是对象的静态放大系数K。,2、时间常数Tc (飞升速度 ) 3、迟延时间： 从输入信号阶跃变化瞬间至切线与 被调量起始值横轴交点间的距离,三、无自平衡能力的对象 所谓对象无自平衡能力，是指在阶跃输入扰动下，被调量在最后阶段以一定的速度不断变化不能稳定下来。,1、迟延时间： 反映了对象在阶跃输入作用下，被调量的变化速度由零变到接近于渐进线斜率所需的时间的长短 2、响应速度（飞升速度 ） 表示当输入信号为单位阶跃输入时，阶跃响应曲线上被调量的最大变化速度。,(四)热工控制对象动态特性 的特点,如果考虑到无自平衡能力的热工对象的=0，那么不论对象有无自衡能力，都可以