第31讲 描述对象的特征参数

描述对象的特征参数工业仪表自动化

对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系，那么如何具体的描述对象特性呢？对象特征参数基本概念对象特性1放大系数K2时间常数T3滞后时间τ放大系数定义：放大系数K又称增益，是输出变化量与输入变化量之比。意义：如果有一定的输入变化量⊿x，通过对象就被放大了K倍变为输出变化量⊿y，则称K为对象的放大系数。水槽液位的变化曲线或K越大，表示对象的输入量有一定变化时，对输出量的影响越大，即被控变量对这个量的变化越灵敏。K是对象的静态性能放大系数越大，操纵变量的变化对被控变量的影响就越大，控制作用对干扰的补偿能力强，有利于克服干扰的影响，余差就越小。但放大系数过大，会使系统稳定性下降。控制通道当干扰频繁出现且幅度较大时，放大系数大，被控变量的波动就会很大，使得最大偏差增大；而放大系数小，即使干扰较大，对被控变量仍然不会产生多大影响。干扰通道放大系数K对系统的影响放大系数K对系统的影响时间常数定义：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，达到新的稳态值所需的时间T。意义：T越大，对象受干扰后，被控变量变化越慢，到达新的稳态值所需的时间越长。它是反映被控变量变化快慢的参数不同时间常数对象的反应曲线它是对象的一个重要的动态参数还可以表述为：即当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2％所需时间。xA00ttyY（∞）0.632Y（∞）t0t0T⊿x⊿y一阶对象的阶跃响应曲线相同的控制作用下，时间常数大，被控变量的变化比较缓慢，若时间常数小，则被控变量的变化速度快，控制过程比较灵敏，不易控制。时间常数太大或太小，对控制上都不利。控制通道时间常数越大越好，相当于对干扰信号进行滤波。对于干扰通道，时间常数大，干扰作用比较平缓，被控变量的变化比较平稳，过程较易控制。干扰通道时间常数T对系统的影响时间常数T对系统的影响滞后时间对象在受到输入作用后，被控变量却不能立即而迅速地变化，而是要延迟一段时间以后才开始变化，这种现象称为滞后现象。根据滞后性质的不同，可分为两类，即纯滞后和容量滞后。又叫时滞，一般用τ0表示。一般是由于介质的输送、能量传递和信号传输需要一段时间而引起的。纯滞后对象在受到阶跃输入作用后，被控变量开始变化很慢，后来才逐渐加快，最后又变慢直至逐渐接近稳定值。一般是因为物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。容量滞后滞后滞后时间也是反映对象动态特性的重要参数。纯滞后τo是由于信息的传输需要时间而引起的。它可能起因于被控变量至测量值的检测通道，也可能起因于控制信号至操纵变量的一侧。物料传输容量滞后是由于物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。容量滞后滞后时间的存在，使得控制作用总是落后于被控变量的变化，造成被控变量的最大偏差增大，控制质量下降。因此，应尽量减小滞后时间。控制通道纯滞后的存在，相当于将干扰推迟时间才进入系统，并不影响控制系统的品质；而容量滞后的存在，则将使阶跃干扰的影响趋于缓和，被控变量的变化相应也缓和些，对系统是有利的。干扰通道滞后时间τ对系统的影响滞后时间τ对系统的影响下面通过学生实训视频