過程控制技術及應用-資料下載頁
2025-04-30 12:05本頁面
【正文】 操作管理，一般希望衰減比在 4:1— 10:1為好。 45 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 過渡過程及性能指標 回復時間 ts：是指被控變量從過渡狀態(tài)回復到新的平衡狀態(tài)所用時間，即整個過渡過程所經歷的時間。 從理論上講，被控變量完全達到新的穩(wěn)定狀態(tài)需要無限長的時間，但通常在被控變量進入新穩(wěn)態(tài)值的 177。 5%的范圍內不再超出時，就認為被控變量已達到新的穩(wěn)態(tài)值。 因此， 實際的過渡時間是從擾動開始作用之時起，直至被控變量進入新穩(wěn)態(tài)值的 177。 5%的范圍內所經歷的時間。 定值系統(tǒng) 隨動系統(tǒng) 46 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 過渡過程及性能指標 定值系統(tǒng) 隨動系統(tǒng) 余差 e（ ∞） 是指過渡過程終了時 ， 被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與設定值之差 。 即 e(∞)＝ y(∞)－ ys 在控制系統(tǒng)中 ， 余差反映了系統(tǒng)的控制精度 。 振蕩周期 T 過渡過程的第一個波峰與相鄰的第二個同向波峰之間的時間間隔稱為振蕩周期 。 在相同的衰減比條件下 ， 振蕩周期短些為好 。 47 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 過渡過程及性能指標 （ 2）、偏差積分性能指標： 假若要對幾種過渡過程曲線作出誰是 “ 最優(yōu) ” 的評論 ， 則必須首先規(guī)定 “ 最優(yōu) ” 的性能指標 。 這種指標與過渡過程形式代表的質量指標不同 ， 它應是系統(tǒng)動態(tài)特性的一種綜合性能指標 ， 這樣才能對整個過渡過程曲線的形狀作評價 。 一般采用 誤差函數(shù)的積分 形式表示 。 假定控制系統(tǒng)期望輸出與實際輸出分別為 r(t)和y(t)。 則定義誤差 (又稱偏差 )為 e(t)=r(t)－ y(t) 當系統(tǒng)有余差時 ， 可定義為 e(t)=y(∞)－ y(t) 48 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 過渡過程及性能指標 平方誤差積分指標 (ISE) 時間乘平方誤差積分指標 (ITSE) 絕對誤差積分指標 (IAE) 時間乘絕對誤差積分指標 (ITAE) m in)(0 2 ? ??? ? ? dttJ em in)(0 2 ? ??? ? ? dttJ etm in)(0 ? ??? ? ? dtteJm in)(0 ? ??? ? ? dttetJ49 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 過渡過程及性能指標 討 論 ① IAE指標在圖形上也就是偏差面積積分 。 這種指標 ， 對出現(xiàn)在設定值附近的偏差面積與出現(xiàn)在遠離設定值的偏差面積是同等對待的 。 而 ISE指標 ，卻對同一偏差面積由于離設定值遠近不同引起的目標值 J是不一樣的 :對遠離者目標值 J要大些 。對臨近者要小些 。 所以說 ， ISE相對于 IAE而言 ， 前者對大偏差敏感 。 若用 ISE指標來調整控制器參數(shù) ， 則所得到的過渡過程不會出現(xiàn)大偏差 。 m in)(0 2 ? ??? ? ? dttJ em in)(0 ? ??? ? ? dtteJ50 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 過渡過程及性能指標 ② 時間乘絕對誤差積分指標 (ITAE)， 實質上是把偏差面積用時間來加權 。 同樣的偏差積分面積 ， 由于在過渡過程中出現(xiàn)時間的先后不同其目標值 J是不同的 。 出現(xiàn)的時間越遲 ， 目標值 J越大 。出現(xiàn)的越早 ，J值越小 。 所以說 ， ITAE指標對初始偏差不敏感 ， 而對后期偏差非常敏感 。 可以想象 ， 若用 ITAE指標來調整控制器參數(shù) ， 其過渡過程的初始偏差較大 ， 而隨著時間的推移 ， 偏差將很快降低 。 這意味著 ， 它的階躍響應曲線衰減比大 、 過渡時間較短 。 m in)(0? ??? ? ? dttetJ51 第一章 控制系統(tǒng)的基本概念 過渡過程及性能指標 ③ 時間乘平方誤差積分指標 (ITSE)兼有 ISE指標和ITAE指標的特點 ， 用它來調整控制器參數(shù) ， 可以得到比較理想的結果 。 實際上 ， 控制系統(tǒng)的各種性能指標是彼此相關 、相互約束的 ， 不可能出現(xiàn)同時都是最好的情況 。 確定性能指標時主要看能否滿足工藝要求 ， 如對于定值控制系統(tǒng) ， 一般要求被控變量最大偏差小 、 盡可能快地回復到給定值 。對于隨動控制系統(tǒng) ， 要求被控變量以一定精度快速跟上給定值的變化 ， 因此希望超調量小 、 調節(jié)時間盡可能短 。 m in)(0 2 ? ??? ? ? dttJ etEND 52 補 充 53 補 充 54 補 充 55 補 充 56 補 充 57 58 59 60
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