自动控制系统的组成及其质量指标ppt课件

1、1.1自动控制系统的组成及其质量目的自动控制系统组成、方框图及常用术语 重点自动控制系统的分类自动控制系统的质量目的重点.1.1.1自动控制系统组成、方框图组成受控对象过程 ：任务的机器、配备或消费过程等，从传感器到执行器之间被控量热工参数、被控参数：表征其任务形状的物理量如T,P,湿度,流量,液位传感器丈量变送：对被控量进展丈量转换成规范信号的安装，成比例地转变其他物理量控制器调理器：把测定值和设定值进展比较的安装执行器调理阀：把调理器的指令成比例地转换为直线或角位移地安装自动控制系统：受控对象和控制安装的总体，由控制对象和自动控制设备组成.1一温度传感器 2一热水加热器 3一温度控制器 4

2、一电动二通阀 qa一外侵热量 a一室内温度b一室外温度 c一送风温度图1-1 室温自动控制系统.为了研讨自动控制系统组成环节之间的相互影响和信号联络，通常运用自动控制系统方框图来表示自动控制系统。.自动控制系统的方框图控制器：执行器：被控对象：从传感器到调理阀之间的管道设备传感器：控制器执行器被控对象传感器 Ge (t)p (t)q (t) a z 干扰.方框图的画法每个方框表示组成该系统的一个环节两个方框之间一条带有箭头的连线表示其相互关系，不表示方框之间的物料联络每个方框都有一个输入信号和一个输出信号控制器执行器被控对象传感器 Ge (t)p (t)q (t) a z +干扰.液位控制器储

3、罐HTHC差压变送器液位调理器执行器控制器执行器被控对象传感器x (t)e (t)u (t)q (t)y (t)z (t)干扰.图1-2 室温自动控制系统框图.控制器执行器被控对象传感器 Ge (t)p (t)q (t) a z 干扰干扰作用经过干扰通道影响被控参数，而控制造用经过控制通道影响被控参数。系统中信号沿箭头方向前进，最后又回到原来的起点，构成一个闭合回路，这种系统叫闭环系统。 .在闭环系统中，系统的输出信号 为被控参数，它经过传感器这个环节再前往到系统的输入端，与给定值 比较 ，这种将系统的输出信号引回到输入端的过程叫反响。被测输出信号减弱输入信号的反响，称为负反响；反之称正反响。

4、 控制器执行器被控对象传感器 Ge (t)p (t)q (t) a z 干扰.负反响控制具有自动修正被控参数偏离给定值的才干，控制精度高，顺应面广，是根本的控制系统。负反响控制系统的任务原理是：当干扰作用 发生后，被控参数 偏离给定值，这种变化被传感器测出 并送到控制器的比较环节与给定值 比较，得出偏向 ，偏向输入到控制器中，经过控制器加工运算，输出一个和偏向 成一定关系的控制量 ，去调理执行机构，改动输入到控制对象中的能量 ，抑制干扰呵斥的影响，使被控参数又趋于给定值。可见，负反响控制的本质是以偏向抑制偏向的控制过程。自动控制系统的根本功能是信号的丈量、变送、比较和加工。.1.1.2自动控制

5、系统的分类假设按给定值的给定变化规律来分定值控制系统将被控制量坚持在某一定值或很小的范围中的控制系统程序控制系统被控量的给定值按预定的时间程序而变化的控制系统随动控制系统被控量的给定值随时间恣意地变化的控制系统.假设按控制动作与时间的关系来分 延续控制系统断续控制系统如按控制器运用的能源种类分气动控制系统液动控制系统电动控制系统 .假设按控制器的控制规律分双位控制系统比例控制系统比例积分控制系统比例微分控制系统比例积分微分控制系统按系统的构造特点分类反响控制系统前馈控制系统前馈反响控制系统.1.1.3自动控制系统的质量目的根本概念自动化领域内，把被控参数不随时间而变化的平衡形状称为系统的静态把

6、被控参数随时间而变化的不平衡形状称为系统的动态。双位控制系统阶跃干扰典型干扰作用图13 阶跃干扰作用.一、自动控制系统的过渡过程自动控制系统在干扰和控制的共同作用下，从一个稳定形状变化到另一个稳定形状期间被控参数随时间的变化过程称为自动控制系统的过渡过程。自动控制系统过渡过程也就是系统的动态特性，它包括静态和动态。研讨过渡过程的目的就是为了研讨控制系统的质量。.系统的静态和动态静态：输入不变，调理系统在调理器的自动调理作用下，被调量不再随时间变化的平衡形状动态：被调量随时间变化，系统处于不平衡形状一个运转的系统，时时辰刻都有扰动作用于对象，被调量偏离设定值，重点应研讨系统和环节的动态特性上。.

7、定值控制系统遭到阶跃干扰后，过渡过程有四种根本方式 a)发散振荡过程 b)等幅振蔼过程 c)衰减振荡过程 d)单调衰减过程图14 过渡过程的根本方式.发散振荡.等幅振荡.最大偏向给定值余差tpts衰减振荡(1).衰减振荡(2).单调过程无振荡过程. 图1-5 自动控制系统遭到阶跃干扰后 衰减振荡过程质量目的.余差e ：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差 最大偏向A：被控参数第一个波的峰值与给定值的差衰减比n：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比衰减率f：经过一个周期后，动摇幅度衰减的百分比控制过渡过程时间ts：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的5%或2%范围内所需的时间峰值时间

8、tp：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统呼应的灵敏程度二、自动控制系统的质量目的.余差e ：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差 最大偏向A：被控参数第一个波的峰值与给定值的差二、自动控制系统的质量目的.最大偏向给定值余差衰减振荡的质量目的.衰减比n：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比衰减率f：经过一个周期后，动摇幅度衰减的百分比.给定值衰减振荡的质量目的y2y1.控制过渡过程时间ts：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的5%或2%范围内所需的时间峰值时间tp：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统呼应的灵敏程度.给定值tp衰减振荡的质量目的ts余差2%或5%.等幅振荡的质量目的过渡时间？峰值时间？衰减率衰减比.发散振荡的质量目的过渡时间？峰值时间？.对控制系统的性能要求稳：动态过程的振荡倾向和系统重新恢复平衡任务形状的才干过程2过程1.系统过渡到新的平衡任务形状后或系统遭到扰动后重新恢复平衡后，最终坚持的精度，反映