自动控制系统的分类和品质指标

任务1.2自动控制的分类和品质指标项目一单回路控制系统的分析与实现主讲人：李玉娜部门：动力工程系自动控制的分类及品质指标自动控制系统的分类自动控制系统的品质指标主目录2自动控制系统的分类第一部分02开环（前馈）调节系统：01闭环（反馈）调节系统：自动控制系统的分类1.按控制系统所采用的控制方式分分类(a)(b)03复合调节系统：按输入信号补偿(a)按扰动作用补偿(b)42.按调节系统闭环回路的数目分分类自动控制系统的分类一个被调量（1）单回路调节系统：除被调量外还有另外的辅助信号（2）多回路调节系统：5程序调节系统给定值是预先已规定好的已知函数定值调节系统系统中给定值为恒定值随动调节系统给定值是根据事先不能确定的一些随机因素来改变。3.按给定值的变化规律分010302自动控制系统的分类6自动控制系统的品质指标第二部分0102静态与动态静态：被控参数不随时间变化。过程是暂时的、相对的和有条件的。动态：被控参数随时间变化的状态。自动控制系统的品质指标1.自动控制系统的静态与动态8自动控制系统的品质指标1.自动控制系统的静态与动态控制过程：控制干扰控制静态新的静态动态动态9自动控制系统的品质指标2.自动控制系统的过渡过程自动控制系统的过渡过程指自动控制系统在动态过程中，被控量是不断变化的，这种随时间而变化的过程。生产过程总是希望被控参数保持不变，然而这时很难办到的。原因是干扰的客观存在，系统受到干扰后，被控参数就要变化。10自动控制系统的品质指标（1）单调过程在给定值的某一侧做缓慢变化，最后能回到给定值，如图(a)所示。11（2）非周期发散过程在给定值的某一侧，逐渐偏离给定值，而且随时间t的变化，偏差越来越大，永远回不到给定值，如图(b)所示。自动控制系统的品质指标（3）

衰减振荡过程被控变量在给定值附近上下波动，但振幅逐渐减小，最终能回到给定值，如图(c)所示。12（4）等幅振荡过程被控变量在给定值附近上下波动且振幅不变，最终也不能回到给定值，如图(d)所示。自动控制系统的品质指标被控变量在给定值附近来回波动，而且振幅逐渐增大，偏离给定值越来越远，如图（e）所示。13（5）发散振荡过程不稳定的过渡过程如：非周期发散过程、等幅震荡过程、发散震荡过程所示。

是绝对不能采用的。稳定的过渡过程如：单调过程和衰减震荡过程。

是所希望的。以上5种过程可归纳为两类：自动控制系统的品质指标等幅震荡过程是介于稳定和不稳定过渡过程之间的一种临界状态。也可采用。14第一类第二类自动控制系统的品质指标使被控对象的被控变量按给定值变化。控制精确度是衡量自动控制系统技术性能的重要尺度。工程上常从“稳”、“快”、“准”三个主要方面来要求。153.

1对控制系统的要求控制系统任务：3.自动控制系统的品质指标自动控制系统的品质指标3.2品质指标为评定衰减振荡过程的质量，常用五个品质指标：16自动控制系统的品质指标(1)最大偏差A（超调量B）----“稳”yt0ABC17A：瞬间被控变量偏离给定值的最大值emaxB：B=A-C，C：新的稳态值。表征被控变量偏离给定值的程度，A越大，偏离越大，对生产越不利。工艺上对最大偏差有所限制。自动控制系统的品质指标(2)衰减比n----“稳”yt0BB’18过渡过程曲线上同方向相邻两波峰（或波谷）值之比n=B/B‘习惯用n:1表示，一般要求n=4~10（经验值）n>1，衰减振荡；n→1，接近等幅振荡；n<1，发散振荡。n越大，系统越稳定；n→∞，接近于非振荡衰减。表示衰减程度的指标。自动控制系统的品质指标(3)余差C----“准”yt019过渡过程终了时，被控变量所达到的新稳态值与给定值之差，即静差。C=y(∞)-X反映了控制的精确程度，希望余差足够小。C≠0，有余差，有差调节，有差系统。C=0，无余差，无差调节，无差系统。自动控制系统的品质指标(4)过渡时间Ts----“快”yt0Ts20系统从受到干扰作用发生变化开始，到建立新平衡所需时间Ts。反映了克服干扰的能力。一般认为被控变量进入新稳态值的±5%范围内就已达到。Ts越小，表示系统恢复稳定快。Ts越大，表示系统恢复稳定慢。自动控制系