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自动控制系统的过渡过程及品质指标26页PPT

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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩,生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ,睁大眼睛, 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ,心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的,也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ,也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
自动控制系统的过渡过程及 品质指标
31、别人笑我太疯癫,我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣,抱怨者 的牢骚 ,这是 羊群中 的瘟疫 ,我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望, 辛勤耕 耘,忍 受苦楚 。我一 试再试 ,争取 每天的 成功, 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ,我继 续拼搏 。

能源生产过程自动控制课件 第二节 自动控制系统的过渡过程及品质指标

能源生产过程自动控制课件 第二节 自动控制系统的过渡过程及品质指标

2) 近代控制理论(状态方程 离散化 状态方程
(连续型)
(离散型)
时域分析,可分析MIMO系统
优化控制、极点配置等。
3)先进控制技术 用来控制那些常规控制无法适应的复杂工业过程控 制问题的控制技术。
核心内容: 数据采集处理和软测量技术 动态过程特性的辨识,数学模型的建立
一)单项控制指标
1.静态偏差e(∞)
e(∞)=c0-c(∞) 2.衰减比n和衰减率ψ
衰减比n:两个相邻同向波峰值之比, n=c1/c3。
衰减率ψ:每经过一个周期以后,波动幅 度衰减的百分数, ψ=(c1-c3)/c1。
3.最大动态偏差emax和超调量Mp
最大动态偏差:被控量第一个波的峰值与 给定值之差, emax=c1-c0。
机理建模方法,多变量系统动态辨识,神经网络, GP
先进控制策略研究 模型预测控制(MPC)、动态矩阵控制(DMC)、 预测函数控制(PFC)、推断控制(IC)、内模控 制(IMC)、模糊控制(FC)、神经元控制(NNC)
先进控制的实施 目标的确定, 实施平台DCS、PLC 完善底层的PID控制回路
这些问题的存在,使得当时的应用满足不了工 业生产的迅速发展。
分层计算机控制系统 监督计算机控制(SCC)+模拟控制器控制系统
SCC+DDC控制系统
3)集散型控制系统的开创期(70年代中期)
1975年Honeywell公司推出的TDC2000集散控制系统 是一个具有许多微处理器的分级控制系统,以分 散的控制系统来适应分散的过程对象,实现控制 系统的功能分散、负荷分散,从而危险也分散。
第三节 过程控制系统的发展概况
1.仪表自动化阶段 40年代前后,采用笨重的基地式仪表,生产

自动控制系统的过渡过程和品质指标

自动控制系统的过渡过程和品质指标
被控对象
测量元件与变送器 自动控制器 执行器
自动控制系统的组成及表示形式
1、生产装置----被控对象
被控对象:在自动化系统中,将需要控制其工艺参 数的生产设备或机器——生产设备
在自动控制系统的组成中,除必须具有前面所述的自
动化装置外,还必须具有控制装置所控制的。 在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产
第四节 自动控自制动系控统制的系过统渡的过过程渡和品质指标 过程和品质指标
自动控制系统在阶跃干扰作用下过渡过程的四种形式
非周期衰减过程 √
衰减振荡过程 √
第四节 自动控自制动系控统制的系过统渡的过过程渡和品质指标 过程和品质指标
等幅振 荡过程
对于控制质量要 求不高的场合, 如果被控变量允 许在工艺许可的 范围内振荡(主 要指在位式控制 时),才可采用。
自动控制系统的方块图
小结
自动控制系统是具有被控变量负反馈的 闭环系统。它与自动测量、自动操纵等开环 系统比较,最本质的差别,就在于控制系统有 无负反馈存在。
操纵指令
操纵作用
自动操纵装置
对象
工艺参数
图1-13 自动操纵系统方块图
自动控制系统的方块图
小结
开环系统:自动机在操 作时,一旦开机,就只 能是按照预先规定好的 程序周而复始地运转。 这时被控变量如果发生 了变化,自动机不会自 动地根据被控变量的实 际工况来改变自己的操 作。
静态——被控变量不随时间而变化的平衡状 态(变化率为0,不是静止)。
自动控制系统的过渡 过程和品质指标
当一个自动控制系统的输入(给定和干扰) 和输出均恒定不变时,整个系统就处于一种相 对稳定的平衡状态,系统的各个组成环节如变 送器、控制器、控制阀都不改变其原先的状态, 它们的输出信号也都处于相对静止状态,这种 状态就是静态。

自动控制系统过渡过程和质量指标(工业仪表自动化)

自动控制系统过渡过程和质量指标(工业仪表自动化)

01
衰减比:衰减比是衰减程 度的指标,它是前后相邻 两个峰值的比。习惯表示 为 n:1,一般 n 取为4~ 10之间为宜。在右图中用 n=B/B′表示。
01
余差:当过渡过程终了 时,被控变量所达到的新 的稳态值与给定值之间的 偏差叫做余差,或者说余 差就是过渡过程终了时的 残余偏差。在右图中用C表 示。
01
阶跃干扰:在某一瞬间t0干扰突然阶跃式 地加入系统,并保持在这个幅值不变。阶 跃干扰比较突然、比较危险、对控制系统 的影响最大,如果一个控制系统,能有效 克服阶跃干扰,肯定能很好地克服其它变 化比较缓和的各种干扰。 这种干扰的形式简单,容易实现,便于分 析、实验和计算。
图 1 阶跃干扰作用
02
02
(4)发散振荡过程 被控变量始终在某一幅 值的上下波动。幅度越 来越大。
图5 发散振荡过程
02
(5)非周期发散过程 被控变量在给定值的某 一侧作缓慢变化,没有 来回波动,最后稳定在 某一数值上。
图6 非周期发散过程
02
小结
1、过渡过程:系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态 的过程。 2、过渡过程五种基本形式分别为:非周期衰减过程、衰减 振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程和非周期发散过 程。
02
02
在一个自动控制系统投入运行时,时时刻刻都有干扰作 用于控制系统,从而破坏了正常的工艺生产状态。因此, 就需要通过自动化装置不断地施加控制作用去对抗或抵消 干扰作用的影响,从而使被控变量保持在工艺生产所要求 控制的技术指标上。所以,一个自动控制系统在正常工作 时,总是处于一波未平,一波又起,波动不止,往复不息 的动态过程中。显然,研究自动控制系统的重点是要研究 系统的动态。
t2
t3

浅谈自动控制系统的过渡过程及品质指标

浅谈自动控制系统的过渡过程及品质指标

目录一、系统的静态和动态 (1)二、自动控制系统的过渡过程 (1)三、自动控制系统的品质指标 (2)四、影响控制系统过渡过程品质的主要因素 (4)五、提交控制系统过渡过程及品质指标的措施 (4)六、结论 (5)浅谈自动控制系统的过渡过程及品质指标[内容摘要] 自动控制一般是指对系统的工业生产过程或是对具体的某一工艺生产流程,设备的自动控制,就是用一些自动装置与仪表等技术工具来代替人的操作,自动完成某些有规律的生产活动,这种用自动装置与仪表控制生产过程的工艺也称生产过程自动化。

[关键词]静态动态自运控制系统被控变量一、系统的静态和动态世间一切物质都处于相对的,矛盾的运动状态,静是相对的,动是绝对的。

在定值控制系统中,把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为静态(或稳态),而把被控变量随时间而变化的非平衡状态称为动态。

二、自动控制系统的过渡过程在自动控制系统的动态过程中,被控变量不断变化,它随时间而变化的过程称为自动控制系统的过渡过程,也是系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。

自动控制系统的过渡过程是控制作用不断克服干扰作用的过程。

这种运动过程是控制作用与干扰作用这时矛盾在系统内斗争的过程,当这一对矛盾达到统一时,过渡过程也就完成。

在生产中,出现的干扰是没有固定形式的,又将过渡过程分为以下四种:1、非振荡的单调过渡过程:被控变量在给定值的某一侧作缓慢变化,没有来回波动,最后稳定在某一数值上。

2、衰减振荡过程:被控变量上下波动,但幅度逐渐减小,最后稳定在某一数值上。

3、等幅振荡过程:被控变量上下波动,幅度逐渐变大。

4、发散振荡过程:被控变量始终在某一幅值的上下波动。

上述四种过渡过程的基本形成可以归纳为三类:(1)稳定的过渡过程;(2)不稳定的过渡过程;(3)过渡过程介于稳定和不稳定之间;三、自动控制系统的品质指标如图7-6:现在假定讨论的是定值控制系统,在t=0时,出现一个幅度为E=1的单位阶跃干扰。

自动控制系统的分类渡过程和品质指标

自动控制系统的分类渡过程和品质指标

自动控制系统的分类渡过程和品质指标绪论自动化技术在工业、农业、科技与人们的日常生活中发挥着重要的作用。

自动化技术作为国家高科技的重要构成部分,其水平高低已成为衡量国家科技实力与各个行业现代化水平的重要标志。

化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化简称化工自动化。

即在化工设备上,配备一些自动化装置,自动测量生产过程中的重要工艺参数,并与计算机(或者自动操纵装置)、执行机构相配合实现对生产过程的自动操纵。

这种用自动化装置来管理化工生产过程叫化工自动化。

实现化工生产自动化目的(重要意义)1.加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量与质量。

2.减轻劳动强度,改善劳动条件,使工人从繁重的劳动中解脱出来。

3.保证安全生产,防止事故发生与扩大,延长设备使用寿命,提高设备利用能力。

4.改变劳动方式,使工人逐步由体力劳动转向脑力劳动。

构成一个完整的生产过程操纵系统通常有操纵器、执行器、被控过程(或者被控对象)与测量变送器四个环节,其中操纵器、执行器与测量变送器都属于检测操纵仪表。

通常认为自动操纵系统由检测操纵仪表与被控过程(被控对象)两部分构成。

大型化、现代化、多品种、精细化的过程生产系统生产自动化的进展过程可分为三个阶段。

第一阶段:使用一些自动检测仪表检测要紧工艺参数,第二阶段:使用先进的自动检测仪表与操纵系统第三阶段:开始使用电子计算机操纵,生产过程操纵的进展由原先车间集中操纵转向工厂综合自动化进展(平面化管理),这是目前自动化进展的一个重要方向。

实现化工生产过程自动化,通常要包含自动检测、自动保护、自动操纵与自动操纵等方面的内容。

自动检测系统: 利用各类检测仪表对要紧工艺参数进行自动检测、指示或者记录,“熟悉”生产进行的情况。

1.自动信号与连锁保护系统:是生产中的一种安全装置。

自动信号与连锁保护系统: 对某此关键性参数设有自动信号联锁装置,当工艺参数超过了同意范围,系统自动地发出声光报警信号,以提示及时采取措施。

1-2过程控制系统性能指标

1-2过程控制系统性能指标
最大偏差是指被控参数第一 个波的峰值与给定值的差。常用 A表示
超调量:第一波峰值与 被控变量最终新稳态值 之间的差值。常用B表示
如果新稳态值等于原 稳态值,则最大超调量B 等于最大偏差A。
超调量越小,质量越高。
4、过渡时间ts
过渡时间ts:从阶跃信号作 用和调节作用后被控变量变化而 又达到新稳态值所需的时间,又 称为调整时间。
ts愈小表示过渡过程进行得 愈快。它是反映系统过渡过程快 慢的指标。
被控变量偏离新稳定值的 ±2%或±5%的区域内时,认为过 渡过程结束。
5、上升时间tr
上升时间tr :系统在阶跃 作用后,对于振荡系统,被控变 量开始从零变化上升达到稳态值 所需的时间。 tr表示调节作用 快慢。一般在分析和设计系统时, 希望上升时间越短越好。
阶跃信号
数学表达式为: r(t) A t≥0
0
t<0
特点
当A=1时称为单位阶跃信号。
易产生 对系统输出影响大 便于分析和计算
(2)过渡过程的形式
在阶跃信号作用下,被控变量随时间的变化有以下几种形式
1.发散振荡过程——曲线①所示 3.等幅振荡过程——曲线③所示
2.非振荡衰减过程——曲线②所示 4.衰减振荡过程——曲线④所示
5.非振荡发散过程——曲线⑤所示
y
y
y



y ④
y ⑤
tt
t
t
t
t
发散振荡过程
y ① t
单调衰减过程
y ②
t
等幅振荡过程
y ③
t
衰减振荡过程
y ④
t
单调发散
y ⑤
t
2-2 系统性能指标

自动控制系统的分类、渡过程和品质指标(doc 40页)

自动控制系统的分类、渡过程和品质指标(doc 40页)

自动控制系统的分类、渡过程和品质指标(doc 40页)生影响的系统,称为开环控制系统。

把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。

反馈信号的作用方向与设定信号相反,即偏差信号为两者之差,这种反馈叫做负反馈;反之为正反馈。

在闭环控制系统中,把输出信号(被控变量)经过测量元件和变送器后,又返回到系统的输入端,与给定值进行比较,这种系统的输出信号直接或经过一些环节返回到系统的输入端的做法叫反馈。

负反馈反馈信号能使原来的信号减弱。

与原来信号方向相反。

正反馈反馈信号能使原来信号加强。

自动控制系统控制方法基本上是采用负反馈的方法。

自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统,§1.3自动控制系统的分类1. 按被控参数分类:温度、流量、压力、液位等控制系统。

2. 按控制系统所处理的信号方式来分:有模拟控制系统与数字控制系统。

模拟信号:在时间上是连续变化的,在任何瞬时都可以确定其数值的信号,可转换为电信号。

在生产过程中任何连续变化的物理量和物理量都属于模拟信号。

数字信号:以离散形式出现的不连续的信号,数字量的增减只能一个一个单位增加或减小。

模拟信号和数字信号可以互相转换。

4.按控制器具有的控制规律分类:位式自动控制系统、比例(P)、比例积分(PI)、比例微分(PD)、比例积分微分(PID)等控制系统。

5. 按控制系统的复杂程度简单控制复杂控制:均匀控制、串级控制、前馈控制(1)定值控制系统:被控变量的给定值恒定不变。

定值控制系统的基本任务是克服扰动对被控变量的影响,(2)随动控制系统(自动跟踪系统):给定值是不断变化的且无规律,是随机变化的。

随动控制系统控制的目的,是使所控制的工艺参数准确而快速地跟随给定值的变化而变化。

(3)程序控制系统(顺序控制系统):工艺参数的给定值按一定的规律变化,是已知的时间函数。

即设定值按一定的时间程序变化。

9. 按信号种类分类:气动控制系统,电动控制系统§1.4 自动控制系统的过渡过程和品质指标在自动化领域内要研究两种状态:静态和动态。

系统的过渡过程和性能指标一课件

系统的过渡过程和性能指标一课件

面向对象设计
总结词
一种现代的系统设计方法,将系统视为一系列相互协作的对象。
详细描述
面向对象设计方法注重对象的抽象、封装和继承等特性。通过将问题域中的实体 抽象为对象,并定义对象之间的交互和关系,实现系统的设计和开发。这种方法 提高了代码的可重用性和可维护性,并增强了系统的可扩展性。
敏捷开发方法
总结词
系统的过渡过程和 性能指标一课件
目 录
• 系统过渡过程 • 性能指标 • 系统设计方法 • 系统开发技术 • 系统测试与评估 • 系统维护与管理
01
系统过渡过程
启动过程
01
02
03
04
启动过程
系统从关闭状态到运行状态的 转换过程。
启动顺序
硬件设备自检、操作系统加载 、应用程序启动等。
启动时间
从系统关闭到系统完全运行所 需的时间。
启动故障
启动过程中可能出现的问题和 故障,如硬件故障、软件崩溃
等。
运行过程
运行状态
系统处于正常运行状态 ,能够完成指定的任务
和功能。
任务执行
系统按照程序指令执行 任务,处理数据并输出
结果。
资源占用
系统运行过程中占用的 硬件和软件资源,如
CPU、内存、磁盘等。
性能瓶颈
系统运行过程中可能出 现的性能瓶颈和制约因
集成测试
总结词
集成测试是在单元测试的基础上,将 多个模块组合在一起进行测试,以检 查模块之间的交互和集成效果。
详细描述
集成测试是在软件开发过程中,将已 经通过单元测试的各个模块组合在一 起进行测试的过程。这个阶段主要关 注模块之间的接口和交互,以确保整 个系统能够正常工作。
系统测试与验收

过渡过程及控制系统评价指标PPT文档43页

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过渡过程及控制系统评价指标
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事, 只想现 在的事 。现在 有成就 ,以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人,心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前,莽撞的 人只能 引为烧 身,只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
END

16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃

1.3-自动控制系统的过渡过程及品质指标

1.3-自动控制系统的过渡过程及品质指标

一般认为被控变量进入新稳态值的5%(或2%)范围内就已达到。
Ts越小,表示系统恢复稳定快。Ts越大,表示系统恢复稳定慢。
y Ts
0
t
控制系统的品质指标-5
振荡周期------------“快”
过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间 反映了自动控制系统克服干扰的能力。
生产要求:尽量短
y
T
0
t
§1.4.4 影响过渡过程的主要因素
工艺过程(被控对象)
与自动控制系统相关的工艺部分。
自动化装置
为实现自动控制所必需的自动化仪表设备。 过渡过程品质的好坏,在很大程度上决定于对象的性质。
自动化装置的选择和调整不当,会直接影响控制质量。
自动化装置的性能也会影响控制质量。 自动化装置应按对象性质加以选择和调整,两者要很好地配合。
a为恒值
该函数可用来检测系统匀速运动的性能。 船闸匀速升降,数控机床加工斜面时的进给指令均可看作是斜坡作 用。
a=1时,r(t)=t称为单位速度函数
速度函数的拉式变换:
a F ( s ) L[ at ] 2 s
• 3)加速度函数 (抛物线函数) • (抛物线输入函数表示匀加速信号,由速度函数对时间积分得 到。)
使用典型测试信号的原因: (1)实际系统的输入信号常具有不确定性,而且其函数形 式往往不能以解析法表示; (2)分析和设计控制系统需要有一个队各种系统进行比较 的基准; (3)系统对典型测试信号的响应特性与系统对实际输入信 号的响应之间存在差距。 (4)典型测试信号是简单的时间函数,便于对控制系统进 行数学处理和实验分析。
若对脉动函数的宽度Δ取极限,则得单位脉冲函数:
∞ 0 t=0 t≠0

给水排水专业资料:自动控制系统的过渡过程及品质指标有哪些?.doc

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给水排水专业资料:自动控制系统的过渡过程及品质指标有
哪些?
自动控制系统的过渡过程及品质指标有哪些?
典型输入信号
(1)阶跃函数
单位阶跃函数的拉氏变换:a(s)=L[l(t)]=1/s
(2)速度函数(斜坡函数)
速度函数的拉氏变换:R(s)=L[at]=a/s2
(3)加速度函数(抛物线函数)
加速度函数的拉氏变换:R(s)=L[at2]=2a/s3
(4)脉冲函数(脉动函数)
单位脉冲函数的拉氏变换:R(s)=1
四种典型单位输入函数间有一定的关系。

按单位脉冲函数、单位阶跃函数、单位斜坡函数、单位抛物线函数的顺序排列,前者是后者的导数,后者是前者的积分。

实际应用时采用哪种典型输入信号,取决于系统常见的工作状态。

同时,在所有可能的输入信号中,一般选取最不利的信号作为系统的典型输入信号。

例如,水位调节系统和温度调节系统,以及工作状态突然改变或突然受到恒定输入作用的系统,都可以来用阶跃函数作为输入信号。

自动控制系统的静态和动态
静态:输入恒定,不改变设定值也没有干扰,控制系统暂不动作,被控参数呈一条直线。

静态过程是暂时的、相对的、有条件的。

动态:干扰不断产生,静态随时被打破,系统各环节都处于动作状态,不断克服干扰。

研究控制系统,就是要研究系统的动态过程。

过渡过程及控制系统评价指标共49页

过渡过程及控制系统评价指标共49页

26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、知之者不如好之者,好之者不如乐抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
49
过渡过程及控制系统评价指标
21、静念园林好,人间良可辞。 22、步步寻往迹,有处特依依。 23、望云惭高鸟,临木愧游鱼。 24、结庐在人境,而无车马喧;问君 何能尔 ?心远 地自偏 。 25、人生归有道,衣食固其端。

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