被控对象特性简化

rt1y 3y )(∞y st y0图1.3 过程控制系统阶跃响应曲线1-1过程控制系统中有哪些类型的被控量温度、压力、流量、液位、物位、物性、成分1-2过控系统有哪些基本单元构成，与运动控制系统有无区别被控过程或对象、用于生产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执行机构、报警保护盒连锁等其他部件过程控制，是一种大系统控制，控制对象比较多，可以想象为过程控制是对一条生产线的控制，运动控制是生产线内某个部件的具体控制。

1-4衰减比和衰减率衰减比等于两个相邻同向波峰值之比。

衡量振荡过程衰减程度的指标。

衰减率是经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分数。

衡量振荡过程衰减程度的另一种指标。

一般希望过程控制系统的衰减比η=4:1～10:1,相当于衰减率Ψ=0.75到0.9。

若衰减率Ψ =0.75,大约振荡两个波系统进入稳态。

1-5最大动态偏差和超调量有何异同最大动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量，表现在过渡 过程开始的第一个波峰（y1）。

最大动态偏差是衡量过程控制系统动态准确性的指标。

超调量为最大动态偏差占被控量稳态值的百分比。

余差是指过渡过程结束后，被控量新的稳态值与设定值的差值。

余差是过程控制系统稳态准确性的衡量指标。

调节时间ts 是从过渡过程开始到结束的时间。

理论上应该为无限长。

一般认为当被控量进入其稳态值的5%范围内所需时间 就是调节时间.调节时间是过程控制系统快速性的指标。

振荡频率β是振荡周期的倒数。

在同样的振荡频率下，衰减比越大则调节时间越短； 频率越高，调节时间越短。

振荡频率在一定程度上也可作为衡量过程控 制系统快速性的指标。

过程控制的目标 安全性 稳定性 经济性过程工业的特点 强调实时性和整体性/全局优化的重要性/安全性要求过程控制系统的特点 / 被控过程的多样性 / 控制方案的多样性/被控过程属慢过程、多参数控制/定值控制/过程控制多种分类方法 过程控制系统的性能指标/稳定性、准确性/快速性2-1什么是对象的动态特性，为什么要研究它研究对象特性通常以某种形式的扰动输入对象，引起对象输出发生相应的变化，这种变化在时域或者频域上用微分方程或者传递函数进行描述，称为对象的动态特性。

自动控制原理被控对象的描述方式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!自动控制原理：被控对象的描述方式在自动控制原理中，被控对象是系统中的一个重要组成部分，它描述了控制系统需要控制或调节的对象或过程。

第二章 过程装备控制基础2.1 被控对象的特性被控对象的特性就是当被控对象的输入变量发生变化时,其输出量随时间变化规律,对一个控对象来说,其输出变量就是控制系统的被控变量,而输入变量则是控制系统的操纵变量和干扰作用。

通道：被控对象输入变量和输出变量之间的联系称为通道。

控制通道：操纵变量与被控变量之间的联系称为控制通道。

干扰通道：干扰作用与被控变量之间的联系称为干扰通道。

2.1.1 被控对象的数学描述根据被控对象的特点，利用有关的定理、定律建立相应的微分方程，得到被控变量的数学表示式。

下面以水槽液位对象为例，分析被控对象的数学描述式。

（1）单容液位对象有自衡特性的单容对象输出变量为液位H ，水槽流入量1v q ，水槽流出量2v q 。

1v q 、2v q 均为体积流量。

dt dV q q v v =-21H A V ⋅=，A 为水槽的横截面积。

所以dt dHA dt dV=静态情况，0=dt dV，021=-v v q q ；1v q 变化、液位H 将随之变化，水槽出口的静压随之变化，流出量亦发生变化，认为流出量2v q 与液位H 成正比关系，而与出水阀的水阻sR 成反比关系：即s v R H q =2。

在讨论被控对象的特性时，所研究的是未受任何人为控制的被控对象，所以出水阀开度不变，阻力s R 为常数。

dt dH A R H q s v =-1由此可得1v s s q R H dtdH AR =+ 令s AR T =，s R K =，得 1v Kq H dt dHT =+该微分方程是一个一阶常系数微分方程式。

通常将这样的被控对象叫做一阶被控对象，T 称为时间常数，K 称为被控对象的放大系数。

当输入流量为1v q 时，液位高度保持不变，10v Kq H H ==。

当输入流量为11v v q q ∆+时，液位高度随时间变化，符合以上微分方程。

因为H H H ∆+=0，所以()dt Hd dt dH∆=由此可得()()110v v q q K H H dt Hd T ∆+=∆++∆ 所以()1v q K H dt Hd T ∆=∆+∆解得()()T t t v e q K H /011---∆=∆当∞→t 时，1v q K H ∆=∆无自衡特性的单容对象其流量由泵控制，则该控制系统具有无自衡特性，泵的出口流量不随液位变化而变化。

第二章被控对象的数学模型第二章被控对象的数学模型1(什么是被控对象特性?什么是被控对象的数学模型?研究被控对象特性有什么重要意义?答:被控对象持性是指被控对象输入与输出之间的关系。

即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出且是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。

对象的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的影响，和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。

定量地表达对象输入输出关系的数学表达式、称为该对象的数学模型。

在生产过程中，存在着各种各样的被控对象。

这些对象的持性各不相同。

有的较易操作，工艺变量能够控制得比较平稳，有的却很难操作，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的范围，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的特性，掌握它们的内在规律，才能选择合适的被控变量、操纵变量，合适的测量元件和控制器(选择合理的控制器参数，设计合乎工艺要求的控制系统。

特别在设计新型的控制系统时。

例如前馈控制、解偶控制、自适应控制、计算机最优控制等，更需要考虑被控对象特性。

2(简述建立对象的数学模型的两种主要方法。

答:一是机理分析法。

机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化的规律(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的对象特性方程。

通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。

二是实验测取法。

实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，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的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。

3(描述简单对象特性的参数有哪些?各有何物理意义?答:描述对象特性的参数分别是放大系数K、时间常数T、滞后时间τ。