【正文】 ???????????????? ? 1)1cos()1(sin1122221 ttTekMknnntn ????????? ? ??????????? ????????? ? tnn TkMk ???????? 22221 1sin11)(11???????????????nn Tar ctgTar ctg2222111 ?????????????????)1sin (12111)( 2222221 ?????????tTTekMktQnnnta ?????? ????????????tekMk nt21 1sin(sin11,1 ST ? , ?T ,?K ,1fk , ?k ℃Q f 8)(tQa)( )1(22121 ????????KTTTT? ∴ 舉例：設(shè) 計(jì)算： 10 ?? ? 21?????? TT kn? 0121221 5 ????????? ??? tgtgTtgn ???? ∴ ? ???? ?????????? ?? )18()( tetQ ta ? ?)( ???? ? te t代于參數(shù)值 作出過渡濾過程曲線： （ 1）幾個(gè)特殊點(diǎn)： 最大峰值，第一次達(dá)到極值的點(diǎn) 峰值時(shí)間 時(shí)上式求導(dǎo)并令其為 0（極值點(diǎn)）取第一次極限： 0t 0)()( ??????? ?? tete tt?? 0t ??? ? )( 0 ????ttg此時(shí) ℃tQA a )( 0 ??靜差 )( ??? aQC超調(diào)量 ????? CAB 振蕩周期 122????????npT衰減比為 Tptpttee eBBn )( ???? ??? ?? ?e習(xí)題： 設(shè) ,25?k ,10?M ,151T 32 ?T ?k)(tQap求： 及 B、 A、 C、 、 n ?nw ?? 263? ? ?)()( ??? ? tet ta? mi ?t ?A ?B ?C PT 565n 二階線性系統(tǒng)的通用階躍響應(yīng) 上面討論了室溫 在 下的過渡響應(yīng)， 現(xiàn)在研究在零初始狀態(tài)（即 ， ）條件， 在各種 值下的階躍響應(yīng)。 )(ta? 10 ?? ? 0)0( ?a? 0)0( ?dtd a?? )2(1)( 2221nnnz SSSkMksH????????特征方程為： 特征根： 02 22 ??? nn SS ??? nn ???? 122,1 ???? （一）欠阻尼： 10 ?? ?此時(shí)： 1 ???? ???? nn jS上面已討論過，則 ???????????????)1sin (111)( 2212 ???????tekMktntn??? 21 1 ?? ?tg其 曲線 為：衰減振蕩。 （二）臨界阻尼 則 1?? )(22 22222 nnnnn SSSSS ?????? ??????? 221)(1)( nnz SSkMkSH????? ? ? KMktet ntz n ???? ? 1)1()( 1?? ?為指數(shù)形式 其曲線為 。 （三）過阻尼 1??特征方程 有兩實(shí)數(shù)根。 02 22 ??? nn SS ??? 122,1 ???? ???? nnS設(shè) ?? ?? 21 , SS查表： 則 ))((1)(21??????? SSSKMKSH nz 查表得： ????????????????????????? ttnzeekMt 11)(21代入 值 ??, ? ?? ? ? ?? ? 2222222 111 nnn ??????????? ?????????? ? ? ? ? nnn ???????? ?????????? 121 222∴ ??????????????12)1(111)(2)1(22212??????????ntnnnznekMkt???????????121(2)1(2 2????? ???ntnne ????????????????? ????????????ttnneekMk???????????)1(2)1(22122)1()1(12111其 曲線 為：?jiǎn)握{(diào)過程作振蕩。 （四）臨界振蕩 0??特征方程為： 022 ?? nS ? jS n??? ?????????????? 2212221 11)(1)( nnnz ssskMksskMksH???∴ )cos1(1)( 1 tkMFt nz ?? ???其 曲線 為：等幅振蕩。 以上分析可知：對(duì)應(yīng)于不同的衰減系數(shù)（阻尼系數(shù)）二階系統(tǒng)的過渡響應(yīng)曲線不同。 有了這個(gè)曲線圖，只要已知 值便可直接求出 系統(tǒng)在階躍作用下對(duì)應(yīng)于這一 值的過渡響應(yīng)。 nw,?? 五、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 1. 組成： 用微機(jī)代替控制器 →構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) QE+Y ZG傳感器對(duì)象執(zhí)行器控制器A / DY ZD / AP計(jì)算機(jī) 從自控系統(tǒng)的組成來看 控 制 器 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 受 控 對(duì) 象 ( 或 過 程 )測(cè) 量 裝 置給 定 值 r ( t )偏 差 a ( t )受 控 變 量 c ( t )+外 部 擾 動(dòng) d ( t )u ( t )m ( t )b ( t )數(shù) 字 控 制 器執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 受 控 對(duì) 象 ( 或 過 程 )測(cè) 量 裝 置給 定 值 r ( t )偏 差 a ( t )受 控 變 量 c ( t )+外 部 擾 動(dòng) d ( t )u ( t )m ( t )b ( t )A / D 轉(zhuǎn) 換 器計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng)D / A 轉(zhuǎn) 換 器 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中輸入輸出信號(hào) →數(shù)字信號(hào) 輸入端 — — A/D （模擬信號(hào) →數(shù)字信號(hào)） 輸出端 — — D/A （數(shù)字信號(hào) →模擬信號(hào)） 計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算及記憶 功能，運(yùn)用微機(jī)指令系統(tǒng)，編出符合某種規(guī)律（控 制）的程序 — — 方便、靈活。 2. 計(jì)算機(jī)控制的典型應(yīng)用方式 1）操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) a. 對(duì)生產(chǎn)過程參數(shù)進(jìn)行巡回檢測(cè)，記錄、加工處理 b. 計(jì)算機(jī)不直接參與過程控制 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活、安全 缺點(diǎn)：人工控制，速度受限。 計(jì)算機(jī)輸 入 通 道( A I , D I )受控對(duì)象或過程控 制儀 表顯 示 器鍵 盤打 印 機(jī)操 作 人 員1. 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng) 2）直接數(shù)字控制系統(tǒng)（ DDC） 生產(chǎn)過程輸入通道（ AI ， DI ）輸出通道（ DI ， DO ）計(jì)算機(jī)CRT操作臺(tái)Print報(bào)警 采用多路采樣器 →多路被測(cè)參數(shù)采樣 →A/D轉(zhuǎn)換 →計(jì) 算機(jī) →預(yù)先確定的控制算法對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行比較、分析、 計(jì)算 →D/A轉(zhuǎn)換 →執(zhí)行器 優(yōu)點(diǎn)：完全取代模擬控制器，實(shí)現(xiàn)上百個(gè)回路的 PID 控制 ,能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制。 DDC: Direct Digital Control 應(yīng)用數(shù)字技術(shù) (或計(jì)算機(jī)技術(shù) )的控制系統(tǒng) 3）監(jiān)督控制系 SCC 由計(jì)算機(jī)按照生產(chǎn)過程的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出最佳給 定值 →模擬控制器、 DDC計(jì)算機(jī) →使生產(chǎn)過程處于最 優(yōu)狀況。 +模擬控制器控制系統(tǒng) 執(zhí)行器 調(diào)節(jié)器生產(chǎn)過程scc計(jì)算機(jī) SCC的作用： 1）收集檢測(cè)信號(hào) 2）按照數(shù)字模型計(jì)算 3）輸出設(shè)定值到模擬控制器 適用于：在企業(yè)的技術(shù)改造，既利用了原有的模擬 控制器，又實(shí)現(xiàn)了最佳設(shè)定值控制。 (Supervisory Computer Control b. SCC+DDC控制系統(tǒng) 分布式控制綜合信息管理集中操作監(jiān)控分散過程控制從上到下分為 ??????????? 4）分布式控制系統(tǒng)（ DCS） DCS(Distributed Control System): 應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù) (計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù) )將多個(gè) DDC組成的自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 受 控 對(duì) 象 或 過 程現(xiàn) 場(chǎng) 控 制 器 1 智 能 傳 感 器 1 智 能 執(zhí) 行 器 1 現(xiàn) 場(chǎng) 控 制 器 n?中 央 工 作 站 1?中 央 工 作 站 n? ?系 統(tǒng) 管 理 計(jì) 算 機(jī)( 服 務(wù) 器 )?控 制 網(wǎng) 絡(luò) 1 ( 如 B A C n e t ) 控 制 網(wǎng) 絡(luò) n ( 如 L o n W o r k s )現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)監(jiān)控級(jí)管理級(jí)通 信 網(wǎng) 絡(luò) ( 如 T C P / I P )操 作 終 端( 客 戶 )?移 動(dòng) 終 端( 客 戶 ) 5）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（ FCS） 新一代分布式控制系統(tǒng) DCS為三層結(jié)構(gòu)模式，系統(tǒng)成本較高，各廠商 的 DCS有各自的標(biāo)準(zhǔn)，不能互通。 FCS為二層結(jié)構(gòu)：工作站 — — 現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表。 （ 1）降低了成本 （ 2）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一后，實(shí)現(xiàn) →真正的開放式互連 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 3. 直接數(shù)字控制系統(tǒng)的基本算法 PID控制 — — 利用成熟、應(yīng)用最廣泛的一種調(diào)節(jié)器 它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)易于調(diào)整。 隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展， PID控制算法已能用微機(jī)簡(jiǎn)單 實(shí)現(xiàn)： 1）數(shù)字 PID控制算法 ])()(1)([)( 0 dt tdeTdtteTtektu dtip ??? ? )]()(1)([)( sSETssETsEKsU Dip ???或 傳遞函數(shù) )11()( )()( STSTKsE sVsG DiP ???? P作用 ：線性放大，誤差一旦產(chǎn)生，比例控制迅速 反映誤差 →減小誤差。 I作用 :只要誤差存在 →I作用不斷積累，可完全消 除誤差，但 I作用太強(qiáng) →系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至 使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。 D作用 ：對(duì)誤差的變化速度起控制作用 ,對(duì)克服振蕩， 減小超調(diào)量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性起較大作用。 ∵ 計(jì)算機(jī)控制 —— 采樣控制 →根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值來計(jì)算控制量。 ? ??? ????kJKjt jeTtjedtte0 0 0 )()()()( T keket kekedt tde )1()()1()()( ???? ??? TkekeTjeTTkeKkuDkjip)1()()()([)(0????? ?? 采樣同期 e(k)——