自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其質(zhì)量指標(biāo)課件

1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其質(zhì)量指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖及常用術(shù)語(yǔ)重點(diǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)重點(diǎn)1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其質(zhì)量指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖11.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖組成受控對(duì)象（過(guò)程）：工作的機(jī)器、裝備或生產(chǎn)過(guò)程等，從傳感器到執(zhí)行器之間被控量（熱工參數(shù)、被控參數(shù)）：表征其工作狀態(tài)的物理量如T,P,濕度,流量,液位……傳感器（測(cè)量變送）：對(duì)被控量進(jìn)行測(cè)量（轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)）的裝置，成比例地轉(zhuǎn)變其他物理量控制器（調(diào)節(jié)器）：把測(cè)定值和設(shè)定值進(jìn)行比較的裝置執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）：把調(diào)節(jié)器的指令成比例地轉(zhuǎn)換為直線或角位移地裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)：受控對(duì)象和控制裝置的總體，由控制對(duì)象和自動(dòng)控制設(shè)備組成1.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖組成21一溫度傳感器2一熱水加熱器3一溫度控制器4一電動(dòng)二通閥

qa一外侵熱量θa一室內(nèi)溫度θb一室外溫度θc一送風(fēng)溫度圖1-1室溫自動(dòng)控制系統(tǒng)1一溫度傳感器2一熱水加熱器3一溫度控制器4一電3為了研究自動(dòng)控制系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)之間的相互影響和信號(hào)聯(lián)系，通常使用自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖來(lái)表示自動(dòng)控制系統(tǒng)。為了研究自動(dòng)控制系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)之間的相互影響和信號(hào)聯(lián)系，通常使4自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖控制器：執(zhí)行器：被控對(duì)象：從傳感器到調(diào)節(jié)閥之間的管道設(shè)備傳感器：控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z干擾自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖控制器：控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θG5方框圖的畫法每個(gè)方框表示組成該系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)兩個(gè)方框之間一條帶有箭頭的連線表示其相互關(guān)系，不表示方框之間的物料聯(lián)系每個(gè)方框都有一個(gè)輸入信號(hào)和一個(gè)輸出信號(hào)控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z+－干擾方框圖的畫法每個(gè)方框表示組成該系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)控制器執(zhí)行器被控6液位控制器儲(chǔ)罐HTHC差壓變送器液位調(diào)節(jié)器執(zhí)行器控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器x(t)e(t)u(t)q(t)y(t)z(t)＋－干擾液位控制器儲(chǔ)罐HTHC差壓變送器液位調(diào)節(jié)器執(zhí)行器控制器執(zhí)行器7圖1-2室溫自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖圖1-2室溫自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖8控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z干擾干擾作用通過(guò)干擾通道影響被控參數(shù)，而控制作用通過(guò)控制通道影響被控參數(shù)。系統(tǒng)中信號(hào)沿箭頭方向前進(jìn)，最后又回到原來(lái)的起點(diǎn)，形成一個(gè)閉合回路，這種系統(tǒng)叫閉環(huán)系統(tǒng)。

控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t9在閉環(huán)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出信號(hào)為被控參數(shù)，它通過(guò)傳感器這個(gè)環(huán)節(jié)再返回到系統(tǒng)的輸入端，與給定值比較，這種將系統(tǒng)的輸出信號(hào)引回到輸入端的過(guò)程叫反饋。被測(cè)輸出信號(hào)減弱輸入信號(hào)的反饋，稱為負(fù)反饋；反之稱正反饋。

控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z干擾在閉環(huán)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出信號(hào)為被控參數(shù)，它通過(guò)傳感10負(fù)反饋控制具有自動(dòng)修正被控參數(shù)偏離給定值的能力，控制精度高，適應(yīng)面廣，是基本的控制系統(tǒng)。負(fù)反饋控制系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)干擾作用發(fā)生后，被控參數(shù)偏離給定值，這種變化被傳感器測(cè)出并送到控制器的比較環(huán)節(jié)與給定值比較，得出偏差，偏差輸入到控制器中，經(jīng)過(guò)控制器加工運(yùn)算，輸出一個(gè)和偏差成一定關(guān)系的控制量，去調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變輸入到控制對(duì)象中的能量，克服干擾造成的影響，使被控參數(shù)又趨于給定值?？梢?，負(fù)反饋控制的實(shí)質(zhì)是以偏差克服偏差的控制過(guò)程。自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本功能是信號(hào)的測(cè)量、變送、比較和加工。負(fù)反饋控制具有自動(dòng)修正被控參數(shù)偏離給定值的能力，控制精度高，111.1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類若按給定值的給定變化規(guī)律來(lái)分定值控制系統(tǒng)——將被控制量保持在某一定值或很小的范圍中的控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)——被控量的給定值按預(yù)定的時(shí)間程序而變化的控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)——被控量的給定值隨時(shí)間任意地變化的控制系統(tǒng)1.1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類若按給定值的給定變化規(guī)律來(lái)分12若按控制動(dòng)作與時(shí)間的關(guān)系來(lái)分

連續(xù)控制系統(tǒng)斷續(xù)控制系統(tǒng)如按控制器使用的能源種類分氣動(dòng)控制系統(tǒng)液動(dòng)控制系統(tǒng)電動(dòng)控制系統(tǒng)若按控制動(dòng)作與時(shí)間的關(guān)系來(lái)分13若按控制器的控制規(guī)律分雙位控制系統(tǒng)比例控制系統(tǒng)比例積分控制系統(tǒng)比例微分控制系統(tǒng)比例積分微分控制系統(tǒng)按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類反饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)前饋－反饋控制系統(tǒng)若按控制器的控制規(guī)律分按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類141.1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)基本概念自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，把被控參數(shù)不隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)把被控參數(shù)隨時(shí)間而變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)。雙位控制系統(tǒng)階躍干擾——典型干擾作用圖1—3階躍干擾作用1.1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)基本概念圖1—3階躍干擾15一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)在干擾和控制的共同作用下，從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)期間被控參數(shù)隨時(shí)間的變化過(guò)程稱為自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程。自動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程也就是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，它包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。研究過(guò)渡過(guò)程的目的就是為了研究控制系統(tǒng)的品質(zhì)。一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)在干擾和控制的共同作用16系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)：輸入不變，調(diào)節(jié)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)器的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用下，被調(diào)量不再隨時(shí)間變化的平衡狀態(tài)動(dòng)態(tài)：被調(diào)量隨時(shí)間變化，系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)一個(gè)運(yùn)行的系統(tǒng)，時(shí)時(shí)刻刻都有擾動(dòng)作用于對(duì)象，被調(diào)量偏離設(shè)定值，重點(diǎn)應(yīng)研究系統(tǒng)和環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性上。系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)：輸入不變，調(diào)節(jié)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)器的自動(dòng)調(diào)節(jié)作17定值控制系統(tǒng)受到階躍干擾后，過(guò)渡過(guò)程有四種基本形式

a)發(fā)散振蕩過(guò)程b)等幅振藹過(guò)程c)衰減振蕩過(guò)程d)單調(diào)衰減過(guò)程圖1—4過(guò)渡過(guò)程的基本形式定值控制系統(tǒng)受到階躍干擾后，過(guò)渡過(guò)程有四種基本形式a)發(fā)散18發(fā)散振蕩發(fā)散振蕩19等幅振蕩等幅振蕩20最大偏差給定值余差tpts衰減振蕩(1)最大偏差給定值余差tp衰減振蕩(1)21衰減振蕩(2)衰減振蕩(2)22（單調(diào)過(guò)程）無(wú)振蕩過(guò)程（單調(diào)過(guò)程）無(wú)振蕩過(guò)程23圖1-5自動(dòng)控制系統(tǒng)受到階躍干擾后衰減振蕩過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)圖1-5自動(dòng)控制系統(tǒng)受到階躍干擾后24余差（e）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)給定值與被控參數(shù)穩(wěn)定值之差

最大偏差（A）：被控參數(shù)第一個(gè)波的峰值與給定值的差衰減比（n）：振蕩過(guò)程的第一個(gè)波的振幅與第二個(gè)波的振幅之比衰減率（f）：經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后，波動(dòng)幅度衰減的百分比控制（過(guò)渡過(guò)程）時(shí)間（ts）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線進(jìn)入新的穩(wěn)定值的5%或2%范圍內(nèi)所需的時(shí)間峰值時(shí)間（tp）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線到達(dá)第一個(gè)峰值所需的時(shí)間，反映系統(tǒng)響應(yīng)的靈敏程度二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)余差（e）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)給定值與被控參數(shù)穩(wěn)定值之差二25余差（e）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)給定值與被控參數(shù)穩(wěn)定值之差

最大偏差（A）：被控參數(shù)第一個(gè)波的峰值與給定值的差二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)余差（e）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)給定值與被控參數(shù)穩(wěn)定值之差二26最大偏差給定值余差衰減振蕩的品質(zhì)指標(biāo)最大偏差給定值余差衰減振蕩的品質(zhì)指標(biāo)27衰減比（n）：振蕩過(guò)程的第一個(gè)波的振幅與第二個(gè)波的振幅之比衰減率（f）：經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后，波動(dòng)幅度衰減的百分比衰減比（n）：振蕩過(guò)程的第一個(gè)波的振幅與第二個(gè)波的振幅之比28給定值衰減振蕩的品質(zhì)指標(biāo) y2 y1給定值衰減振蕩的品質(zhì)指標(biāo) y2 y129控制（過(guò)渡過(guò)程）時(shí)間（ts）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線進(jìn)入新的穩(wěn)定值的5%或2%范圍內(nèi)所需的時(shí)間峰值時(shí)間（tp）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線到達(dá)第一個(gè)峰值所需的時(shí)間，反映系統(tǒng)響應(yīng)的靈敏程度控制（過(guò)渡過(guò)程）時(shí)間（ts）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線進(jìn)入新的穩(wěn)定值30給定值tp衰減振蕩的品質(zhì)指標(biāo)ts余差2%或5%給定值tp衰減振蕩的品質(zhì)指標(biāo)ts余差31等幅振蕩的品質(zhì)指標(biāo)過(guò)渡時(shí)間？？？峰值時(shí)間？？？衰減率衰減比等幅振蕩的品質(zhì)指標(biāo)過(guò)渡時(shí)間？？？32發(fā)散振蕩的品質(zhì)指標(biāo)過(guò)渡時(shí)間？？？峰值時(shí)間？？？發(fā)散振蕩的品質(zhì)指標(biāo)過(guò)渡時(shí)間？？？33對(duì)控制系統(tǒng)的性能要求穩(wěn)：動(dòng)態(tài)過(guò)程的振蕩傾向和系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡工作狀態(tài)的能力過(guò)程2過(guò)程1對(duì)控制系統(tǒng)的性能要求穩(wěn)：動(dòng)態(tài)過(guò)程的振蕩傾向和系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡34系統(tǒng)過(guò)渡到新的平衡工作狀態(tài)后或系統(tǒng)受到擾動(dòng)后重新恢復(fù)平衡后，最終保持的精度，反映了動(dòng)態(tài)后期的性能準(zhǔn)：過(guò)程2過(guò)程1系統(tǒng)過(guò)渡到新的平衡工作狀態(tài)后或系統(tǒng)受到擾動(dòng)后重新恢復(fù)平衡后，35快：動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行的時(shí)間長(zhǎng)短，過(guò)程時(shí)間持續(xù)很長(zhǎng)，將使系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)大偏差，同時(shí)也說(shuō)明系統(tǒng)響應(yīng)很遲鈍，難以復(fù)現(xiàn)快速變化的信號(hào)過(guò)程2過(guò)程1快：動(dòng)態(tài)過(guò)程進(jìn)行的時(shí)間長(zhǎng)短，過(guò)程時(shí)間持續(xù)很長(zhǎng)，將使系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間36小節(jié)自動(dòng)控制研究的對(duì)象是自動(dòng)控制系統(tǒng)重點(diǎn)是按偏差調(diào)節(jié)的反饋系統(tǒng)主要問(wèn)題是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性穩(wěn)、準(zhǔn)、快小節(jié)自動(dòng)控制研究的對(duì)象是自動(dòng)控制系統(tǒng)371.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其質(zhì)量指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖及常用術(shù)語(yǔ)重點(diǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)重點(diǎn)1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及其質(zhì)量指標(biāo)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖381.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖組成受控對(duì)象（過(guò)程）：工作的機(jī)器、裝備或生產(chǎn)過(guò)程等，從傳感器到執(zhí)行器之間被控量（熱工參數(shù)、被控參數(shù)）：表征其工作狀態(tài)的物理量如T,P,濕度,流量,液位……傳感器（測(cè)量變送）：對(duì)被控量進(jìn)行測(cè)量（轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)）的裝置，成比例地轉(zhuǎn)變其他物理量控制器（調(diào)節(jié)器）：把測(cè)定值和設(shè)定值進(jìn)行比較的裝置執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）：把調(diào)節(jié)器的指令成比例地轉(zhuǎn)換為直線或角位移地裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)：受控對(duì)象和控制裝置的總體，由控制對(duì)象和自動(dòng)控制設(shè)備組成1.1.1自動(dòng)控制系統(tǒng)組成、方框圖組成391一溫度傳感器2一熱水加熱器3一溫度控制器4一電動(dòng)二通閥

qa一外侵熱量θa一室內(nèi)溫度θb一室外溫度θc一送風(fēng)溫度圖1-1室溫自動(dòng)控制系統(tǒng)1一溫度傳感器2一熱水加熱器3一溫度控制器4一電40為了研究自動(dòng)控制系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)之間的相互影響和信號(hào)聯(lián)系，通常使用自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖來(lái)表示自動(dòng)控制系統(tǒng)。為了研究自動(dòng)控制系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)之間的相互影響和信號(hào)聯(lián)系，通常使41自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖控制器：執(zhí)行器：被控對(duì)象：從傳感器到調(diào)節(jié)閥之間的管道設(shè)備傳感器：控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z干擾自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖控制器：控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θG42方框圖的畫法每個(gè)方框表示組成該系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)兩個(gè)方框之間一條帶有箭頭的連線表示其相互關(guān)系，不表示方框之間的物料聯(lián)系每個(gè)方框都有一個(gè)輸入信號(hào)和一個(gè)輸出信號(hào)控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z+－干擾方框圖的畫法每個(gè)方框表示組成該系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)控制器執(zhí)行器被控43液位控制器儲(chǔ)罐HTHC差壓變送器液位調(diào)節(jié)器執(zhí)行器控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器x(t)e(t)u(t)q(t)y(t)z(t)＋－干擾液位控制器儲(chǔ)罐HTHC差壓變送器液位調(diào)節(jié)器執(zhí)行器控制器執(zhí)行器44圖1-2室溫自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖圖1-2室溫自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖45控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z干擾干擾作用通過(guò)干擾通道影響被控參數(shù)，而控制作用通過(guò)控制通道影響被控參數(shù)。系統(tǒng)中信號(hào)沿箭頭方向前進(jìn)，最后又回到原來(lái)的起點(diǎn)，形成一個(gè)閉合回路，這種系統(tǒng)叫閉環(huán)系統(tǒng)。

控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t46在閉環(huán)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出信號(hào)為被控參數(shù)，它通過(guò)傳感器這個(gè)環(huán)節(jié)再返回到系統(tǒng)的輸入端，與給定值比較，這種將系統(tǒng)的輸出信號(hào)引回到輸入端的過(guò)程叫反饋。被測(cè)輸出信號(hào)減弱輸入信號(hào)的反饋，稱為負(fù)反饋；反之稱正反饋。

控制器執(zhí)行器被控對(duì)象傳感器θGe(t)p(t)q(t)θaθ

z干擾在閉環(huán)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的輸出信號(hào)為被控參數(shù)，它通過(guò)傳感47負(fù)反饋控制具有自動(dòng)修正被控參數(shù)偏離給定值的能力，控制精度高，適應(yīng)面廣，是基本的控制系統(tǒng)。負(fù)反饋控制系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)干擾作用發(fā)生后，被控參數(shù)偏離給定值，這種變化被傳感器測(cè)出并送到控制器的比較環(huán)節(jié)與給定值比較，得出偏差，偏差輸入到控制器中，經(jīng)過(guò)控制器加工運(yùn)算，輸出一個(gè)和偏差成一定關(guān)系的控制量，去調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變輸入到控制對(duì)象中的能量，克服干擾造成的影響，使被控參數(shù)又趨于給定值。可見，負(fù)反饋控制的實(shí)質(zhì)是以偏差克服偏差的控制過(guò)程。自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本功能是信號(hào)的測(cè)量、變送、比較和加工。負(fù)反饋控制具有自動(dòng)修正被控參數(shù)偏離給定值的能力，控制精度高，481.1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類若按給定值的給定變化規(guī)律來(lái)分定值控制系統(tǒng)——將被控制量保持在某一定值或很小的范圍中的控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)——被控量的給定值按預(yù)定的時(shí)間程序而變化的控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)——被控量的給定值隨時(shí)間任意地變化的控制系統(tǒng)1.1.2自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類若按給定值的給定變化規(guī)律來(lái)分49若按控制動(dòng)作與時(shí)間的關(guān)系來(lái)分

連續(xù)控制系統(tǒng)斷續(xù)控制系統(tǒng)如按控制器使用的能源種類分氣動(dòng)控制系統(tǒng)液動(dòng)控制系統(tǒng)電動(dòng)控制系統(tǒng)若按控制動(dòng)作與時(shí)間的關(guān)系來(lái)分50若按控制器的控制規(guī)律分雙位控制系統(tǒng)比例控制系統(tǒng)比例積分控制系統(tǒng)比例微分控制系統(tǒng)比例積分微分控制系統(tǒng)按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類反饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)前饋－反饋控制系統(tǒng)若按控制器的控制規(guī)律分按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類511.1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)基本概念自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，把被控參數(shù)不隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)把被控參數(shù)隨時(shí)間而變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)。雙位控制系統(tǒng)階躍干擾——典型干擾作用圖1—3階躍干擾作用1.1.3自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)基本概念圖1—3階躍干擾52一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)在干擾和控制的共同作用下，從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)期間被控參數(shù)隨時(shí)間的變化過(guò)程稱為自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程。自動(dòng)控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程也就是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，它包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。研究過(guò)渡過(guò)程的目的就是為了研究控制系統(tǒng)的品質(zhì)。一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)在干擾和控制的共同作用53系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)：輸入不變，調(diào)節(jié)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)器的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用下，被調(diào)量不再隨時(shí)間變化的平衡狀態(tài)動(dòng)態(tài)：被調(diào)量隨時(shí)間變化，系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)一個(gè)運(yùn)行的系統(tǒng)，時(shí)時(shí)刻刻都有擾動(dòng)作用于對(duì)象，被調(diào)量偏離設(shè)定值，重點(diǎn)應(yīng)研究系統(tǒng)和環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性上。系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)靜態(tài)：輸入不變，調(diào)節(jié)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)器的自動(dòng)調(diào)節(jié)作54定值控制系統(tǒng)受到階躍干擾后，過(guò)渡過(guò)程有四種基本形式

a)發(fā)散振蕩過(guò)程b)等幅振藹過(guò)程c)衰減振蕩過(guò)程d)單調(diào)衰減過(guò)程圖1—4過(guò)渡過(guò)程的基本形式定值控制系統(tǒng)受到階躍干擾后，過(guò)渡過(guò)程有四種基本形式a)發(fā)散55發(fā)散振蕩發(fā)散振蕩56等幅振蕩等幅振蕩57最大偏差給定值余差tpts衰減振蕩(1)最大偏差給定值余差tp衰減振蕩(1)58衰減振蕩(2)衰減振蕩(2)59（單調(diào)過(guò)程）無(wú)振蕩過(guò)程（單調(diào)過(guò)程）無(wú)振蕩過(guò)程60圖1-5自動(dòng)控制系統(tǒng)受到階躍干擾后衰減振蕩過(guò)程質(zhì)量指標(biāo)圖1-5自動(dòng)控制系統(tǒng)受到階躍干擾后61余差（e）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)給定值與被控參數(shù)穩(wěn)定值之差

最大偏差（A）：被控參數(shù)第一個(gè)波的峰值與給定值的差衰減比（n）：振蕩過(guò)程的第一個(gè)波的振幅與第二個(gè)波的振幅之比衰減率（f）：經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后，波動(dòng)幅度衰減的百分比控制（過(guò)渡過(guò)程）時(shí)間（ts）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線進(jìn)入新的穩(wěn)定值的5%或2%范圍內(nèi)所需的時(shí)間峰值時(shí)間（tp）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線到達(dá)第一個(gè)峰值所需的時(shí)間，反映系統(tǒng)響應(yīng)的靈敏程度二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)余差（e）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)給定值與被控參數(shù)穩(wěn)定值之差二62余差（e）：系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)給定值與被控參數(shù)穩(wěn)定值之差

最大偏差（A）：被控參數(shù)第一個(gè)波的峰值與給定值的差二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)余差（e）：