冶金過程檢測與控制-資料下載頁
2025-07-07 12:56本頁面
【正文】 服擾動的影響，力圖恢復(fù)平衡狀態(tài)。（3）過渡過程在設(shè)定值發(fā)生變化或系統(tǒng)受到擾動作用后，系統(tǒng)將從原來的平衡狀態(tài)經(jīng)歷一個過程進(jìn)入另一個新的平衡狀態(tài)，這一過程就叫過渡過程。一般來說，一個控制系統(tǒng)的好壞在靜態(tài)時是難以判別的，只有在動態(tài)過程中才能充分反映出來。系統(tǒng)在其進(jìn)行過程中，會不斷受到擾動的頻繁作用，系統(tǒng)自身通過控制裝置不斷地施加控制作用去克服擾動的影響，使被控變量保持在工藝生產(chǎn)所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)上。因此，我們對系統(tǒng)研究的重點(diǎn)應(yīng)放在控制系統(tǒng)的動態(tài)過程上。2．過渡過程的幾種形式（重點(diǎn)）常見的典型信號： 控制系統(tǒng)在其運(yùn)行的過程中，不斷受到各種擾動的影響，這些擾動不僅形式各異，對被控變量的影響也各不相同。為了便于對系統(tǒng)進(jìn)行分析、研究，通常選擇幾種具有確定性的典型信號來代替系統(tǒng)運(yùn)行過程中受到的大量的無規(guī)則隨機(jī)信號。常見的典型信號有：階躍信號、斜坡信號、脈沖信號、加速度信號和正弦信號等。其中階躍信號對被控變量的影響最大，且階躍擾動最為常見。A 0 t≥0 t0 當(dāng)A=1時稱為單位階躍信號 在階躍信號作用下，被控變量隨時間的變化有以下幾種形式。 所示。圖中，y表示被控變量。（1）發(fā)散振蕩過程 中曲線①所示，它表明系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量上下波動，且幅度越來越大，即被控變量偏離設(shè)定值越來越遠(yuǎn)，以致超越工藝允許的范圍。（2）非振蕩衰減過程 中曲線②所示。它表明被控變量受到擾動作用后，產(chǎn)生單調(diào)變化，經(jīng)過一段時間最終能穩(wěn)定下來。（3）等幅振蕩過程 中曲線③所示。 它表明系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量做上下振幅穩(wěn)定的振蕩，即被控變量在設(shè)定值的某一范圍內(nèi)來回波動。（4）衰減振蕩過程 中曲線④所示，它表明系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量上下波動，且波動的幅度逐漸減小，經(jīng)過一段時間最終能穩(wěn)定下來。（5）非振蕩發(fā)散過程 中曲線⑤所示。它表明系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量單調(diào)變化偏離設(shè)定值越來越遠(yuǎn)，以致超出工藝設(shè)計的范圍。 過渡過程的基本形式上面五種過程形式中，非振蕩衰減過程②和衰減振蕩過程④是穩(wěn)定過程，能基本滿足控制要求。二、 過程控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)1．過程控制系統(tǒng)的目標(biāo)及其理解 一個控制良好的系統(tǒng)，在經(jīng)受擾動作用后，一般應(yīng)平穩(wěn)、快速和準(zhǔn)確地趨近或回復(fù)到設(shè)定值。由于被控過程的具體情況不同，各種系統(tǒng)對平穩(wěn)、快速、準(zhǔn)確的要求也所不同，一個系統(tǒng)的平穩(wěn)、快速、準(zhǔn)確是相互制約的?？刂葡到y(tǒng)最理想的過渡過程應(yīng)具有什么形狀，沒有絕對的標(biāo)準(zhǔn)，主要依據(jù)工藝要求而定，除少數(shù)情況不希望過渡過程有振蕩外，大多數(shù)情況則希望過渡過程是略帶振蕩的衰減過程。2．質(zhì)量指標(biāo)：在比較不同控制方案時，應(yīng)首先規(guī)定評價控制系統(tǒng)的優(yōu)劣程度的性能指標(biāo)，一般情況下，主要采用以階躍響應(yīng)曲線形式表示的質(zhì)量指標(biāo)。在階躍信號作用下常以下面幾個特征參數(shù)作為質(zhì)量指標(biāo)。（重點(diǎn)）⑴ 衰減比（n）這是表示衰減過程響應(yīng)曲線衰減程度的指標(biāo)。數(shù)值上等于同方向兩個相鄰波峰值之比，即：(B——前一個波峰值，——后一個波峰值。)n是反映系統(tǒng)平穩(wěn)性的指標(biāo)，顯然當(dāng)n=1為等幅振蕩；n1為發(fā)散振蕩；n1為衰減振蕩。為保持系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定程度，工程上常取衰減比為4:1～10:1。⑵ 峰值時間tp峰值時間是指過渡過程曲線達(dá)到第一個峰值所需要的時間。tp愈小表明控制系統(tǒng)反應(yīng)愈靈敏。這是反映系統(tǒng)快速性的一個動態(tài)指標(biāo)。(3) 過渡時間ts過渡時間是指控制系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量從過渡狀態(tài)恢復(fù)到新的平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的最短時間。工程上常在被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的177。5%或177。2%不再越出時，就認(rèn)為被控變量已達(dá)到新的穩(wěn)定。（同學(xué)們說一下：過渡時間ts體現(xiàn)了系統(tǒng)的是哪一目標(biāo)特性？）⑷最大偏差A(yù)(或超調(diào)量σ)對于一個穩(wěn)定的定值控制系統(tǒng)來說，最大偏差是指被控變量第一個波峰值與設(shè)定值的差。（為什么？）最大偏差（或超調(diào)量）表示了被控變量偏離設(shè)定值的程度。A(或σ)愈大，表示偏離生產(chǎn)規(guī)定的狀態(tài)愈遠(yuǎn)，特別是對一些有危險限制的情況，如化學(xué)反應(yīng)器的化合物爆炸極限等，應(yīng)特別慎重，以確保生產(chǎn)安全進(jìn)行。（這一指標(biāo)體現(xiàn)了系統(tǒng)的平穩(wěn)和準(zhǔn)確性的指標(biāo)）⑸余差C余差是指過渡過程終了時新穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差。它是反映控制系統(tǒng)控制精度的靜態(tài)指標(biāo)，一般希望它為零或不超過工藝設(shè)計的范圍。小結(jié)：各種過渡過程的性能指標(biāo)，其重要程度各不相同，且相互之間既有矛盾又相互聯(lián)系。在對系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計時要注意綜合考慮過程的快速性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。在實(shí)際生產(chǎn)中，優(yōu)先保證對生產(chǎn)過程起決定作用的主要指標(biāo)，不能片面追求全面的高性能。 14 / 14
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