放大系数和时间常数意义

1、时间常数和放大系数 、什么是被控对象特性 ?什么是被控对象地数学模型 ?研究被控对象特 性有什么重要意义 ?答 被控对象特性是指被控对象输入与输出之间地关系 . 即当被 控对象地输入量发生变化时， 对象地输出量是如何变化、 变化地快慢 程度以及最终变化地数值等 . 对象地输入量有控制作用和扰动作用， 输出量是被控变量 . 因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过 控制通道对被控变量地影响， 和扰动作用通过扰动通道对被控变量地 影响. b5E2R。定量地表达对象输入输出关系地数学表达式， 称为该对象地数学 模型.在生产过程中，存在着各种各样地被控对象 . 这些对象地特性各 不相同. 有地较易操

2、作，工艺变量能够控制得比较平稳；有地却很难 操作，工艺变量容易产生大幅度波动， 只要稍不谨慎就会越出工艺允 许地范围，轻则影响生产，重则造成事故 . 只有充分了解和熟悉对象 特性，才能使工艺生产在最佳状态下运行 . 因此，在控制系统设计时， 首先必须充分了解被控对象地特性， 掌握它们地内在规律， 才能选择 合适地被控变量、操纵变量，合适地测量元件和控制器，选择合理地 控制器参数，设计合乎工艺要求地控制系统 . 特别在设计新型地控制 系统时，例如前馈控制、 解耦控制、自适应控制、 计算机最优控制等， 更需要考虑被控对象特性 . p1Ean。 、简述建立对象地数学模型两种主要方法 .答 一是机理分

3、析法.机理分析法是通过对对象内部运动机理地 分析，根据对象中物理或化学变化地规律（比如三大守恒定律等），在 忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出地对象特性方程.通过这种方法得到地数学模型称之为机理模型，它们地表现形式往往是 微分方程或代数方程.DXDiT。二是实验测取法实验测取法是在所要研究地对象上，人为施加 一定地输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性地物理量随 时间变化地规律，即得到一系列实验数据或实验曲线然后对这些数据或曲线进行必要地数据处理，求取对象地特性参数，进而得到对象 地数学模型 RTCrp、描述简单对象特性地参数有哪些？各有何物理意义？答描述对象特性地参数分别是放大

4、系数、时间常数、滞后时间放大系数放大系数在数值上等于对象处于稳定状态时输出地变 化量与输入地变化量之比.由于放大系数反映地是对象处于稳定状态下地输出和输入之间 地关系，所以放大系数是描述对象静态特性地参数 时间常数时间常数是指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新地稳态值所需地时间或当对象受到阶跃输 入作用后，被控变量达到新地稳态值地.所需时间，PCzV时间常数是反映被控变量变化快慢地参数，因此它是对象地一个 重要地动态参数.滞后时间滞后时间是纯滞后时间和容量滞后地总和输出变量地变化落后于输入变量变化地时间称为纯滞后时间， 纯 滞后地产生一般是由于介质地输送或热地传递需

5、要一段时间引起地 . 容量滞后一般是因为物料或能量地传递需要通过一定地阻力而引起 地 . jLBHr 。滞后时间 也是反映对象动态特性地重要参数 . 、什么是控制通道和扰动通道 （干扰通道 ）?对于不同地通道，对象地 特性参数 （ 、） 对控制有什么不同地影响 ?xHAQX。答对于一个被控对象来说， 输入量是扰动量和操纵变量， 而输出 是被控变量 . 由对象地输入变量至输出变量地信号联系称为通道 . 操 纵变量至被控变量地信号联系称为控制通道； 扰动量至被控变量地信 号联系称为扰动通道 . LDAYt。一般来说，对于不同地通道，对象地特性参数 （、 ） 对控制作用 地影响是不同地 .对于控制通

6、道： 放大系数大， 操纵变量地变化对被控变量地影响 就大，即控制作用对扰动地补偿能力强，余差也小；放大系数小，控 制作用地影响不显著，被控变量地变化缓慢 . 但太大，会使控制作用 对被控变量地影响过强，使系统地稳定性下降 . Zzz6Z。在相同地控制作用下， 时间常数大，则被控变量地变化比较缓慢， 此时对象比较平稳，容易进行控制，但过渡过程时间较长；若时间常 数小，则被控变量变化速度快，不易控制 . 时间常数太大或太小，在 控制上都将存在一定困难，因此，需根据实际情况适中考虑 . dvzfv 。滞后时间 地存在，使得控制作用总是落后于被控变量地变化，造成被控变量地最大偏差增大，控制质量下降 .

7、 因此，应尽量减小滞 后时间 . rqyn1 。对于扰动通道： 放大系数大对控制不利，因为，当扰动频繁出现且幅度较大时， 被控变量地波动就会很大，使得最大偏差增大；而放大系数小，既使 扰动较大，对被控变量仍然不会产生多大影响 . Emxvx。时间常数大，扰动作用比较平缓，被控变量变化较平稳，对象较 易控制 .纯滞后地存在，相当于将扰动推迟 时间才进入系统，并不影响 控制系统地品质； 而容量滞后地存在， 则将使阶跃扰动地影响趋于缓 和，被控变量地变化相应也缓和些，因此，对系统是有利地 . SixE2 、实验测取对象特性常用地方法有哪些 ?各自有什么特点 ?答：实验测取对象特性常用地方法有阶跃响应

8、曲线法、 矩形脉冲 法.阶跃响应曲线法是当对象处于稳定状态时， 在对象地输入端施加 一个幅值已知地阶跃扰动， 然后测量和记录输出变量地数值， 就可以 画出输出变量随时间变化地曲线 . 根据这一响应曲线，再经过一定地 处理，就可以得到描述对象特征地几个参数 . 阶跃响应曲线法是一种 比较简单地方法 . 如果输入量是流量，只需将阀门地开度作突然地改 变，便可认为施加了一个阶跃扰动， 同时还可以利用原设备上地仪表 把输出量地变化记录下来， 既不需要增加仪器设备， 测试工作也不大 . 但由于一般地被控对象较为复杂，扰动因素较多，因此，在测试过程 中，不可避免地会受到许多其他扰动因素地影响而使测试精度不高 . 为了提高精度就必须加大输入量地幅度， 这往往又是工艺上不允许地 因此，阶跃响应曲线法是一种简易但精度不高地对象特性测定方 法 . 6ewMy。矩形脉冲法是当对象处于稳定状态时，在时间 突然加一幅度为 地阶跃扰动， 到 时突然除去，这时测得输出变量随时间变化地曲线， 称为矩形脉冲特性曲线 . 矩形脉冲信号可以视为两个方向相反、幅值 相等、相位为 地阶跃信号地叠加 . 可根据矩形脉冲特性曲线，用 叠加法作图求出完整地阶跃响应曲线， 然后就可