【正文】 。系統(tǒng)的靜態(tài)誤差越大；但室溫不易起出這個(gè)區(qū)域，因而易于穩(wěn)定。 例 ? 當(dāng)調(diào)節(jié)器上、下限之間的區(qū)域越寬，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差越（）；當(dāng)上、下限間的區(qū)域較（），靜差減?。贿^(guò)窄時(shí)系統(tǒng)不易穩(wěn)定。 1℃以內(nèi)的精度時(shí) ， 或干擾強(qiáng)烈 、 被調(diào)對(duì)象特性不利于調(diào)節(jié)時(shí) ， 需要采用抗干擾性強(qiáng) 、 調(diào)節(jié)精度高的 PID調(diào)節(jié)儀表組成自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。 如下圖所示。 只有當(dāng) 時(shí)回路中才會(huì)產(chǎn)生自振蕩 。為了克服系統(tǒng)固有的缺點(diǎn)，實(shí)際工作中可以采用加校正裝置的恒速調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 41kK c ?DT)1()1(1)()(44???? sTKsTkssyDc??sss )()( ???? ??? ?? ??????? cskksysy40)(l i m)(yk 4?? ??對(duì)應(yīng)于一定的干擾 ， 就有一定的 ， 相應(yīng)的就有一定的靜差 ， 增大了 ， 也即增大了靜差 。39。11ln22ln?????????? TkkTT442k?? ? 減小 與 ， 均可使 減小 ， 使自振蕩頻率提高 ， 使室溫波動(dòng)范圍減小 。 室溫雙位比例微分調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖 自振蕩的半周期 44444439。 ?為了克服雙位調(diào)節(jié)固有的缺點(diǎn) ，在實(shí)際工作中可以采用加校正裝置的雙位調(diào)節(jié)系統(tǒng) 。 因此 ， 在選擇敏感元件時(shí) ， 應(yīng)按一般熱慣性 、 微慣性等區(qū)別選用 。 ? 敏感元件的時(shí)間常數(shù)越小對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)越有利 。 ? 4） 敏感元件的時(shí)間常數(shù)及其安裝位置對(duì)室溫調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響 。 ? 在一般設(shè)計(jì)中 ， 還有所謂調(diào)整用電加熱器 。 ? 調(diào)節(jié)器不靈敏區(qū)增加時(shí)動(dòng)態(tài)偏差增大 ， 這是不利的；但不靈敏區(qū)增加時(shí) ， 振動(dòng)周期可加大 ，對(duì)減少磨損有利 。 只有在理想狀態(tài)下 ， 對(duì)象滯后等于零時(shí) ， 室溫波動(dòng)的振幅才等于調(diào)節(jié)器的不靈敏區(qū) ， 但這在實(shí)際上是不可能的 ． 而當(dāng) τ 增大時(shí) ， 調(diào)節(jié)周期可加大 ， 這樣就減少了振動(dòng)次數(shù) ， 延長(zhǎng)了使用壽命 。 ? 因存在著對(duì)象的滯后時(shí)間 τ， 所以會(huì)使室溫調(diào)節(jié)品質(zhì)惡化 。動(dòng)態(tài)偏差也會(huì)增大。 是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置從零移至全行程所需時(shí)間 ，即調(diào)節(jié)閥從全閉到全開(kāi)的時(shí)間 ． 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全行程時(shí)間 越小 ， 其調(diào)節(jié)的補(bǔ)償速 度就越大 ， 抗干擾能力就強(qiáng) ， 過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間可縮短 ． 但當(dāng)補(bǔ)償速度過(guò)快時(shí) ，恒速調(diào)節(jié)系統(tǒng)可能產(chǎn)生像雙位調(diào)節(jié)那樣的不停地振蕩 ． 即電動(dòng)閥一會(huì)全開(kāi) ， 一會(huì)全關(guān) ， 形成振蕩 ． 這在恒速調(diào)節(jié)中是不允許的 。 當(dāng)上 、 下限間的區(qū)域較窄 ， 靜差減小；過(guò)窄時(shí)系統(tǒng)不易穩(wěn)定 。 雙位控制規(guī)律 雙位控制規(guī)律 實(shí)際的雙位控制特性 位式恒速調(diào)節(jié)系統(tǒng) ? 恒速調(diào)節(jié)不象雙位調(diào)節(jié)那樣調(diào)節(jié)過(guò)猛 ，在加 、 減熱量中是恒速地變化的 ． 所以當(dāng)室溫回到上 、 下限之間時(shí) ， 可能不會(huì)超出這個(gè)區(qū)間 ， 而能穩(wěn)定下來(lái) ． 這就是所謂非周期的 調(diào)節(jié)過(guò)程 ， 但也可能經(jīng)過(guò)2~3個(gè)周期即穩(wěn)定下來(lái) ． 這是衰減振蕩 ，系統(tǒng)的靜差是由上 、 下限間的區(qū)域來(lái)決定的 ． 影響等速調(diào)節(jié)品質(zhì)的因素有以下三點(diǎn) : 1） 與調(diào)節(jié)器上 、 下限之間的區(qū)域有關(guān) ． 當(dāng)上 、 下限之間的區(qū)域越寬 。 ? 由于繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)的線性部分具有低通濾波特性，所以提高自振蕩的頻率，使振幅較小。 ? 許多繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)自振蕩。 )11()( sTsTKsG DIPc ???（三）繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)（非線性系統(tǒng)）及校正 ? 在自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中有一個(gè)或一個(gè)以上元件具有繼電型特性這稱為繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 滯后校正裝置 ? ?11???TSTSsGc ? 1221 ???RRR? CRT 2?滯后校正裝置的作用 : 低通濾波 . 能抑制噪聲 . 改善穩(wěn)態(tài)性能 . ,抗噪聲能力 ↑一般 =10. ???????????????11a r c s i n21a r c t a n1Tm為不使滯后相角影響 , 一般取 ?1041 ccT?? ??? PI控制器的傳遞函數(shù)為： ? 是一種滯后校正裝置。 ? 性能指標(biāo)： ? 時(shí)域性能指標(biāo)： 穩(wěn)態(tài)誤差 ， 上升時(shí)間 、 峰值時(shí)間 、超調(diào)量 ? 頻域性能指標(biāo)： 相位裕量 ， 剪切頻率 、 諧振頻率 （二） 串聯(lián)校正裝置 的形式及其特性 ?超前校正裝置 11)(21????TSTSUUsGc ??,1212 ???RRR? CRT 1??零、極點(diǎn)分布 Bode圖 頻率特性為： 11)(????????TjTjjG ca r c ta n a r c ta nc TT? ? ? ???22( 1 )t a n11a r c t a n1 20mcmTarcTdd T??????? ??? ?? ??? ???????? ? ???令,。 六、 控制系統(tǒng)的綜合和校正 ? 校正的概念 ? 串聯(lián)校正裝置的形式及其特性 ? 繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)（非線性系統(tǒng)）及校正 ? 位式恒速調(diào)節(jié)系統(tǒng) ? 帶校正裝置的雙位調(diào)節(jié)系統(tǒng) ? 帶校正裝置的位式恒速調(diào)節(jié)系統(tǒng) （一）校正的概念 ? 校正： 在系統(tǒng)中加入一些其參數(shù)可以根據(jù)需要而改變的機(jī)構(gòu)或裝置 ， 使系統(tǒng)整個(gè)特性發(fā)生變化 ，從而滿足給定 的各項(xiàng)性能指標(biāo) 。若加熱容器使水溫按 10186。 ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ? )(1111112121 mnsTTsTssssKsHsGmnm ???????????????誤差度 ? 被控量穩(wěn)態(tài)值的附近 ? （或 ）稱為系統(tǒng)的誤差度（帶）。 越小越好 ， 一般希望 pTstst3sptT?五、 掌握控制系統(tǒng)的誤差分析 ?誤差及穩(wěn)態(tài)誤差 ?系統(tǒng)類型及誤差度 ?靜態(tài)誤差系數(shù) （一） 誤差及穩(wěn)態(tài)誤差 : 被控量的希望值和實(shí)際值之差 .即 穩(wěn)態(tài)誤差： ? ? ? ? ? ?tctct ?? 0?? ? 即表示用稱為穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)的 ., ssett ???? ?tetss???? l i m? ? )(l i ml i m0ssEtestss ????? ?（二）系統(tǒng)類型及誤差度 1．系統(tǒng)類型 ? 設(shè)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 ? 式中 K——系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益； ? ν——系統(tǒng)中積分環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù) 。 C C（ 5） 振蕩周期 和振蕩頻率 f 相鄰兩個(gè)波峰所經(jīng)歷的時(shí)間為振蕩 周期 ， 其倒數(shù)為振蕩頻率 。 （ 3）超調(diào)量（動(dòng)差） M 過(guò)渡過(guò)程中，被調(diào)參數(shù)相對(duì)于新穩(wěn)態(tài)值的最大波動(dòng)量 （ 4）最大偏差 A=M+C 被調(diào)參數(shù)相對(duì)于給定值的最大偏差。MMn ?（ 2）靜差 C(余差 ) 過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)，被調(diào)參數(shù)穩(wěn)定在給定值附近，穩(wěn)定值與給定值之差為靜差。 表明調(diào)節(jié)作用能夠很快克服干擾 ， 將被調(diào)參數(shù)的波動(dòng)回復(fù)到允許的范圍之內(nèi) 。 n1時(shí) ， 系統(tǒng)穩(wěn)定 ； n=1時(shí) ， 等幅振蕩 ； n1時(shí) ， 增幅振蕩 。穩(wěn)定條件是各項(xiàng)系數(shù)的二階系統(tǒng)的特征方程為302132103221302120020)1(aaaaaaaaasasasaasasa????????例 043223140 ????? asasasasa勞斯判據(jù)，赫爾維茨判據(jù) ? 1. 判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 2. 分析系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)穩(wěn)定性的影響 ? 3. 檢驗(yàn)穩(wěn)定裕度 ? 令 s=zσ(σ0), 將其代入系統(tǒng)特征方程 ， 可得關(guān)于 z的多項(xiàng)式 ， 以判斷系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性 。 （三） 代數(shù)穩(wěn)定判據(jù) ? 代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)： 勞斯判據(jù)、赫爾維茨判據(jù) 。 K增大使得衰減系數(shù)減小。 ? 5)二 階欠阻尼系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)與系統(tǒng)參數(shù)間的關(guān)系（ A B C D）。 A TI越大，積分控制作用越小，輸出振蕩減弱，動(dòng)態(tài)偏差加大，控制過(guò)程長(zhǎng)； B TI越小，積分控制作用越大，輸出振蕩加劇，動(dòng)態(tài)偏差減小，控制過(guò)程變短 C TI越大，積分控制作用越大，輸出振蕩減弱，動(dòng)態(tài)偏差加大，控制過(guò)程長(zhǎng)； D TI越小，積分控制作用越小，輸出振蕩減弱，動(dòng)態(tài)偏差加大，控制過(guò)程長(zhǎng)； ? 4)二 階欠阻尼系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)與系統(tǒng)參數(shù)間的關(guān)系（ A B C）。 A 單調(diào)指數(shù)上升，最終趨于固定值； B 正弦衰減振蕩過(guò)程； C 等幅振蕩過(guò)程 D振蕩發(fā)散過(guò)程。 A 單調(diào)指數(shù)上升，最終趨于固定值； B 正弦衰減振蕩過(guò)程； C 等幅振蕩過(guò)程 D振蕩發(fā)散過(guò)程。令 )1)(1)(1(1)()1(1)(32113111111????????sTsTsTsKKsWsTsKsW）（廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)為）（函數(shù)可近似表達(dá)為則室溫調(diào)節(jié)對(duì)象的傳遞??例積分調(diào)節(jié)器。但純滯后與對(duì)象的時(shí)間常數(shù)相比比較小時(shí)，可近似設(shè)計(jì)。為了獲得相同的穩(wěn)定程度，可使 3121 KKTT 、可以減小地少一些。39。39。1s i n1)(,39。239。239。2)(nnnfassTmKs????????KsTsTTmTKKsTsTmTKssmsaf???????2221211221)1()()(?? 時(shí)，有0 1 39。22239。39。2139。21239。 恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng) ，輸出量室溫 對(duì)輸入量干擾 的傳遞函數(shù) 0?g?f?a?KsTsTsTKsssfWTTsTsTsTsTKsTKsssfWfaIIIfa????????????)1()()()(])1)(1()1(1)[1()()()(122112111????系統(tǒng)該三階系統(tǒng)降階為二階，將令消去一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，可。來(lái)要求和根據(jù)然后來(lái)確定時(shí)，根據(jù)不能確定。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度主要由衰減比 n來(lái)決定 ， 通常要求衰減比為 4~10，對(duì) 應(yīng) 的 要 求 衰 減 系 數(shù) ξ 為~。 開(kāi)環(huán)放大系數(shù) K既影響動(dòng)態(tài)有影響靜態(tài)性能指標(biāo) ， 隨著 K的增大 ， 使動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)下降 ， 靜態(tài)性能指標(biāo)上升 。 2?stst（ 4）靜差（