簡單控制系統(tǒng)生產(chǎn)過程動態(tài)特性(已修改)
2025-05-26 08:28 本頁面
【正文】 信息科學(xué)與工程學(xué)院 過程控制 ：簡單控制系統(tǒng) .對象動態(tài)特性 Fall 2021 2021年 6月 16日星期三 08:14 No. 1 被控對象的動態(tài)特性 ? 被控對象就是正在運(yùn)行著的各種各樣的被控制的生產(chǎn)工藝設(shè)備，例如各種加熱爐、鍋爐、發(fā)酵罐、熱處理器、精餾塔等。 ? 流入量 和 流出量 的概念 ? 從物質(zhì)或能量角度 來理解系統(tǒng)的流入量和流出量 ? 從物理角度來理解二者的 平衡 關(guān)系 ? 從系統(tǒng)角度看，二者均是被控對象的輸入量 ? 被控對象具有大的 儲蓄容積 ，因而屬于慢過程 ? 傳輸遲延 /純遲延： 信號傳輸途中出現(xiàn)的遲延 ? 注意從 物理概念 及 系統(tǒng)角度 進(jìn)行分析 信息科學(xué)與工程學(xué)院 過程控制 ：簡單控制系統(tǒng) .對象動態(tài)特性 Fall 2021 2021年 6月 16日星期三 08:14 No. 2 基本概念 ? 對象的特性，就是用數(shù)學(xué)的方法來描述出對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系；對象的數(shù)學(xué)模型：對象特性的數(shù)學(xué)描述 ,即被控對象的輸出量（被控量）在輸入量（控制量和擾動量）作用下變化的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系式。 —— 建立這種數(shù)學(xué)關(guān)系的過程稱作 數(shù)學(xué)建模 ? 對象特性的分類 ? 靜態(tài)數(shù)學(xué)模型 描述的是對象在穩(wěn)定時（靜態(tài)）的輸入與輸出關(guān)系； ? 動態(tài)數(shù)學(xué)模型 描述的是在輸入量改變以后輸出量跟隨變化的規(guī)律； ? 動態(tài)數(shù)學(xué)模型是更精確的模型，靜態(tài)數(shù)學(xué)模型是動態(tài)數(shù)學(xué)模型在對象達(dá)到平衡時的特例 信息科學(xué)與工程學(xué)院 過程控制 ：簡單控制系統(tǒng) .對象動態(tài)特性 Fall 2021 2021年 6月 16日星期三 08:14 No. 3 ?系統(tǒng)的動態(tài)特性 ? 對象受到干擾作用或調(diào)節(jié)作用后 ,被調(diào)參數(shù)跟隨變化規(guī)律 ?研究系統(tǒng)動態(tài)特性的核心是：尋找系統(tǒng)輸入與輸出之間的規(guī)律 (函數(shù) ) ? 系統(tǒng)輸入量：干擾作用、調(diào)節(jié)作用 ? 系統(tǒng)輸出量：系統(tǒng)的主要被調(diào)參數(shù)、副作用 ?數(shù)學(xué)模型的表示方法 ? 非參量模型：用曲線、圖表表示的系統(tǒng)輸入與輸出量之間的關(guān)系； ? 參量模型：用數(shù)學(xué)方程式表示的系統(tǒng)輸入與輸出量之間的關(guān)系 信息科學(xué)與工程學(xué)院 過程控制 ：簡單控制系統(tǒng) .對象動態(tài)特性 Fall 2021 2021年 6月 16日星期三 08:14 No. 4 對象動態(tài)特性的研究方法 ★ 理論分析 ? 根據(jù)系統(tǒng)工藝實(shí)際過程的數(shù)、質(zhì)、量關(guān)系，分析計(jì)算 輸入量與輸出量之間的關(guān)系 ★實(shí)驗(yàn)研究 ? 有些系統(tǒng)的輸入與輸出之間的關(guān)系是比較難以通過計(jì)算來獲得的。需要在實(shí)際系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)系統(tǒng)中，通過一組輸入來考察輸出的跟隨變化規(guī)律 —— 反映輸入與輸出關(guān)系的 經(jīng)驗(yàn)曲線和經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系 信息科學(xué)與工程學(xué)院 過程控制 ：簡單控制系統(tǒng) .對象動態(tài)特性 Fall 2021 2021年 6月 16日星期三 08:14 No. 5 大多數(shù)工業(yè)過程的動態(tài)特性分屬于下列 四種類型 ： 1. 有自衡的非振蕩過程 ： sp eTsKsG ???? 1)(? ?? ?sp esTsTKsG ?????11)(21? ?snp eTsKsG ????1)(一階慣性環(huán)節(jié)加 純遲延 二階慣性環(huán)節(jié)加 純遲延 n階慣性環(huán)節(jié)加 純遲延 另外一種自衡過程的表示方法是，用 有理式加純遲延 ,略 所謂 自平衡過程 是指被控對象在擾動作用下，平衡狀態(tài)被破壞后，不需要操作人員或儀表的干預(yù)，依靠自身能夠恢復(fù)平衡的過程。 τ為過程的 純滯后 時間 信息科學(xué)與工程學(xué)院 過程控制 ：簡單控制系統(tǒng) .對象動態(tài)特性 Fall 2021 2021年 6月 16日星期三 08:14 No. 6 2. 無自衡 的非振蕩過程 ：較為常見的過程特性，傳遞函數(shù)形式如下 sp eTsKsG ???)(? ?sp eTssKsG ????1)(非自衡過程應(yīng)包含積分環(huán)節(jié)，加 純遲延： 所謂 無自平衡過程 是指受擾過程的平衡狀態(tài)被破壞后，在沒有操作人員或儀表等干預(yù)下，依靠被控過程自身能力不能重新回到平衡狀態(tài)。
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