2热工对象的动态特性

二、有自平衡能力的对象
对象的有自平衡能力：在阶跃输入扰
动下，不需要经过外加调节作用，调 节对象的被调量经过一段时间后能自己 稳定在一个新的平衡状态。
特征参数：
1、自平衡系数（或自平衡率） ρ
ρ =1/K ρ 表示对象的输出量每变化一个单位，
能克服多大的输入不平衡。 ρ 越大，对象的自平衡能力就越强。 ρ =0表示对象没有自平衡能力， ρ 的倒数就是对象的静态放大系数K。
一、典型环节的动态特性
1. 比例环节
输出信号与输入信号是同类型的时 间函数且成比例关系
动态方程： y K p x
阶跃响应：
2、积分环节
输出量的变化速度与输入量成正比
dy
动态方程： dt

Ki x
。
特点：
a.输出量反映输入量对时间的积分。 b.只有输入量为零时，输出量才不变
化，且能保持在任何位置上。
应用最普遍的是测出对象的阶跃 响应曲线。
通过大量的现场测试和分析， 大多数热工对象的动态特性具有 下图所示的形状：
基本特点：一开始被调量并不立
即有显著变化，而且达到新的平 衡需要一个非周期的过程，这说 明热工调节对象有一定的迟延和 惯性，过渡过程是不振荡的。
在曲线的最后阶段，被调量可 能达到新的平衡值，也有可能 被调量不断变化，而其变化速 度趋近某一数值，前者称为有 自平衡能力的对象，后者称为 无自平衡能力的对象。
2、响应速度（飞升速度ε ）
表示当输入信号为单位阶跃输入时， 阶跃响应曲线上被调量的最大变化 速度。
(四)热工控制对象动态特性 的特点
如果考虑到无自平衡能力的热工 对象的ρ=0，那么不论对象有无 自衡能力，都可以统一用三个特 征参数来表示。
有迟延、有惯性、不振荡
复习题
有哪几种典型环节，其动态特性？ 什么是对象的有自平衡能力，无自
平衡能力？
5、纯迟Байду номын сангаас环节
输出量大小重复输入量(变化规律 完全相同)，但在时间上，输出量落 后输入量一段时间τ0。
动态方程： y t x t 0
第二节 热工对象的动态特性
一、热工对象动态特性的特点
调节对象的动态特性：是指调节对象的 输入（调节作用和扰动）发生时，其输 出（被调量）随时间变化的规律。
2、时间常数Tc (飞升速度 ε )
3、迟延时间τ ： 从输入信号阶跃变化瞬间至切线与
被调量起始值横轴交点间的距离
三、无自平衡能力的对象
所谓对象无自平衡能力，是指在 阶跃输入扰动下，被调量在最后 阶段以一定的速度不断变化不能 稳定下来。
1、迟延时间τ ：
反映了对象在阶跃输入作用下，被 调量的变化速度由零变到接近于渐 进线斜率所需的时间的长短
3、微分环节
输出量与输入量的变化速度成正比
例。 动态方程：
y
Td
dx dt
特点：对于输入量的变化，输出量具 有“超前”作用
4、一阶惯性环节
动态方程：Tc
dy dt

y

Kx
一阶惯性环节在结构上有一个共 同特点，它内部都是由一个阻力， 和一个容量组成。由于它们具有 一定的容量，并存在一定的流动 阻力，所以在输入量发生阶跃变 化时，它们的物理状态不能发生 突变，输出量不能及时反映输入 量的变化，因而表现出具有一定 的惯性。
被控对象是多输入、单输出的物理系统
对于有些热工对象（锅炉--汽轮机 组）可能是多输出的，即生产过程 要求控制的被调量有好几个。而且 引起这些被调量变化的原因也是多 种多样的。
因此调节对象通常是一个多输入 和多输出的环节。
一个 多输入多输出的环节可以分 解成若干个单输入但输出的环节。
通常采用现场测试的方法来了解 热工对象的动态特性。