全國(guó)注冊(cè)公用設(shè)備工程師暖通空調(diào)之自動(dòng)控制培訓(xùn)

全國(guó)注冊(cè)公用設(shè)備工程師暖通空調(diào)之自動(dòng)控制培訓(xùn)考試基本情況共9道題，18分。第二頁(yè)，共170頁(yè)。大綱要求自動(dòng)控制與自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般概念控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型線(xiàn)性系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與對(duì)象的調(diào)節(jié)性能掌握控制系統(tǒng)的誤差分析

控制系統(tǒng)的綜合和校正

第三頁(yè)，共170頁(yè)。一、自動(dòng)控制與自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般概念“控制工程”基本含義信息的傳遞反饋及反饋控制開(kāi)環(huán)及閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)成控制系統(tǒng)的分類(lèi)及基本要求第四頁(yè)，共170頁(yè)。1、“控制工程”基本含義（1）控制工程：是一門(mén)研究“控制論”在工程中應(yīng)用的科學(xué)。（2）自動(dòng)控制：在沒(méi)有人的直接參與的條件下，利用控制器使被控對(duì)象（如機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）的某些物理量（或工作狀態(tài)）能自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律變化（或運(yùn)行）。第五頁(yè)，共170頁(yè)。例1第六頁(yè)，共170頁(yè)。工作原理：溫度傳感器不斷測(cè)量交換器出口處的實(shí)際水溫，并在溫度控制器中與給定溫度相比較，若低于給定溫度，其偏差值使蒸汽閥門(mén)開(kāi)大，進(jìn)入熱交換器的蒸汽量加大，熱水溫度升高，直至偏差為零。如果由于某種原因，冷水流量加大，則流量值由流量計(jì)測(cè)得，通過(guò)溫度控制器，開(kāi)大閥門(mén)，使蒸汽量增加，提前進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)按冷水流量進(jìn)行順饋補(bǔ)償，保證熱交換器出口的水溫不發(fā)生大的波動(dòng)。

第七頁(yè)，共170頁(yè)。被控對(duì)象，傳感器，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器，被控量，給定值，主反饋，偏差，擾動(dòng)自動(dòng)控制，控制系統(tǒng)，反饋，反饋控制開(kāi)環(huán)控制，前饋控制，閉環(huán)控制，優(yōu)缺點(diǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成信息的傳遞第八頁(yè)，共170頁(yè)?？刂葡到y(tǒng)的分類(lèi)及基本要求

（1）分類(lèi)從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上，分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)

按照分析和設(shè)計(jì)的方法，通?？煞譃榫€(xiàn)性和非線(xiàn)性，時(shí)變和非時(shí)變系統(tǒng)

按照系統(tǒng)參考輸入信號(hào)變化規(guī)律，分為恒值控制系統(tǒng)和隨動(dòng)控制系統(tǒng)。

按照系統(tǒng)內(nèi)部傳輸信號(hào)的性質(zhì)，分為連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)。

第九頁(yè)，共170頁(yè)。（2）空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類(lèi)按被調(diào)參數(shù)的給定值不同可以分為：恒值（定值）調(diào)節(jié)系統(tǒng)：恒值控制系統(tǒng)的參考輸入為常量，要求它的被控制量在任何擾動(dòng)的作用下能盡快地恢復(fù)（或接近）到原有的穩(wěn)態(tài)值。由于這類(lèi)系統(tǒng)能自動(dòng)的消除或削弱各種擾動(dòng)對(duì)被控制量的影響，又稱(chēng)為自鎮(zhèn)定系統(tǒng)。隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：隨動(dòng)控制系統(tǒng)得參考輸入是一個(gè)變化的量，一般是隨機(jī)的。要求系統(tǒng)的被控量能快速、準(zhǔn)確地跟隨參考輸入信號(hào)的變化而變化。

第十頁(yè)，共170頁(yè)。（2）空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類(lèi)程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)：系統(tǒng)中的給定值是按一定的規(guī)律變化的，給定值是時(shí)間的函數(shù)。系統(tǒng)是輸出信號(hào)按照一定的精度隨輸入而變化。如空調(diào)中的人工氣候室。計(jì)算機(jī)最佳控制系統(tǒng)：利用計(jì)算機(jī)控制使系統(tǒng)達(dá)到最佳控制。最佳是指空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)給定的評(píng)價(jià)函數(shù)（性能指標(biāo)）為最佳，既能好最小的控制。第十一頁(yè)，共170頁(yè)。（3）基本要求

穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是保證控制系統(tǒng)正常工作的先決條件。如穩(wěn)定的恒值控制系統(tǒng)，被控量偏離期望的初始偏差應(yīng)隨時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸減小并趨于零。

平穩(wěn)性：如果控制過(guò)程中出現(xiàn)被控量圍繞給定值的擺動(dòng)或稱(chēng)振蕩，振蕩的幅值和頻率都不能過(guò)大。第十二頁(yè)，共170頁(yè)。（3）基本要求快速性：控制過(guò)程的總體調(diào)節(jié)時(shí)間應(yīng)有所限制，應(yīng)盡快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。

準(zhǔn)確性（精確性）：控制系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，系統(tǒng)的期望輸出與實(shí)際輸出之間的差值，差值越小準(zhǔn)確性越好。是系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

第十三頁(yè)，共170頁(yè)。例1反饋的概念、反饋控制反饋——將輸出量直接或間接送回到系統(tǒng)的輸入端，并與輸入信號(hào)比較的過(guò)程稱(chēng)為反饋。反饋控制的實(shí)質(zhì)：按偏差控制。第十四頁(yè)，共170頁(yè)。例2選擇題1）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的輸出（BD）。A參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)C到輸入有反饋通道B不參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)D到輸入無(wú)反饋通道2)閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出（AC）。A參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)C到輸入有反饋通道B不參與系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)D到輸入無(wú)反饋通道3)前饋控制系統(tǒng)是（BC）。A閉環(huán)控制系統(tǒng)C按干擾信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)B開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)D能抑制不可測(cè)量的擾動(dòng)的系統(tǒng)第十五頁(yè)，共170頁(yè)。例2選擇題4)控制系統(tǒng)基本性能的要求（ABCD）。A穩(wěn)定性B快速性C平穩(wěn)性D準(zhǔn)確性5)按給定信號(hào)的特點(diǎn)控制系統(tǒng)可分為（）。A恒值系統(tǒng)C程序控制系統(tǒng)B隨動(dòng)系統(tǒng)D計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6）按控制信號(hào)的形式控制系統(tǒng)可分為（CD）。A線(xiàn)性控制系統(tǒng)C連續(xù)控制系統(tǒng)B非線(xiàn)性控制系統(tǒng)D離散控制系統(tǒng)第十六頁(yè)，共170頁(yè)。例2選擇題7)閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成（ABCD）。A被控對(duì)象B調(diào)節(jié)器C執(zhí)行器D測(cè)量變送器第十七頁(yè)，共170頁(yè)。下列各式是描述系統(tǒng)的微分方程，其中，r(t)為輸入變量，c（t）為輸出量

第十八頁(yè)，共170頁(yè)。二、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的特性控制系統(tǒng)微分方程的擬定與求解拉普拉斯變換與反變換傳遞函數(shù)及其方塊圖第十九頁(yè)，共170頁(yè)。被控對(duì)象的特性

對(duì)象的自平衡是指當(dāng)干擾不大或負(fù)荷變化不大時(shí)，即使沒(méi)有調(diào)節(jié)作用，被調(diào)節(jié)參數(shù)變化到某個(gè)新的穩(wěn)定值，從而恢復(fù)平衡狀態(tài)。對(duì)象達(dá)到自平衡所經(jīng)歷的過(guò)程叫做自平衡過(guò)程。有自平衡能力的被控對(duì)象輸出重新穩(wěn)定，無(wú)自平衡能力的被控對(duì)象輸出一直增加，無(wú)法穩(wěn)定。

第二十頁(yè)，共170頁(yè)。下圖所示為室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，不考慮室溫控制對(duì)象的滯后。第二十一頁(yè)，共170頁(yè)。被控對(duì)象：干擾通道的增量微分方程式為

調(diào)節(jié)通道的增量微分方程式為第二十二頁(yè)，共170頁(yè)。溫度對(duì)象的增量微分方程假定送風(fēng)溫度穩(wěn)定，即

為階躍信號(hào)，則

由于實(shí)際的房間對(duì)象存在著傳遞滯后第二十三頁(yè)，共170頁(yè)。被控對(duì)象的特性參數(shù)放大系數(shù)K：被控對(duì)象輸出量的增量的穩(wěn)態(tài)值與輸入量的增量的比值。是被控對(duì)象的靜態(tài)特性參數(shù)，決定輸入信號(hào)對(duì)穩(wěn)定值的影響。

放大系數(shù)越大，被控量對(duì)輸入量的變化越靈敏，穩(wěn)定性差；放大系數(shù)越小，對(duì)象控制靈敏度差，但穩(wěn)定性好。第二十四頁(yè)，共170頁(yè)。被控對(duì)象的特性參數(shù)時(shí)間常數(shù)T：為對(duì)象在階躍擾動(dòng)作用下，被控量以初始最大速度變化到穩(wěn)態(tài)之所需的時(shí)間。如（2）中的T1。因此時(shí)間常數(shù)反映了被控對(duì)象在階躍擾動(dòng)作用下到達(dá)新穩(wěn)定值的快慢，表示被控對(duì)象慣性大小的常數(shù)，時(shí)間常數(shù)大，慣性大。時(shí)間常數(shù)大，被控對(duì)象慣性大，被控量變化速度慢，控制較平穩(wěn)；時(shí)間常數(shù)小，慣性小，被控量變化速度快，不易控制。

第二十五頁(yè)，共170頁(yè)。被控對(duì)象的特性參數(shù)滯后時(shí)間被控對(duì)象的被控量的變化落后于干擾的現(xiàn)象為滯后。滯后分純滯后和過(guò)渡滯后。純滯后：又稱(chēng)傳遞滯后，由于物料量或能量的傳送過(guò)程需要一定的時(shí)間而造成的。如（3）中的過(guò)渡滯后：又稱(chēng)容量滯后。對(duì)象的容量系數(shù)和阻力越大，容量的個(gè)數(shù)越多，則過(guò)渡滯后時(shí)間越長(zhǎng)，過(guò)渡過(guò)程就越慢實(shí)際對(duì)象中，純滯后和過(guò)渡滯后很難嚴(yán)格區(qū)別，故統(tǒng)稱(chēng)為滯后時(shí)間。滯后的存在不利于控制，因此在設(shè)計(jì)和安裝控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量把滯后調(diào)到最小。第二十六頁(yè)，共170頁(yè)。調(diào)節(jié)器的特性

線(xiàn)性控制規(guī)律的微分方程：比例規(guī)律：比例積分規(guī)律：比例積分微分規(guī)律：P——調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)；e——調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)，即被控量的測(cè)量值與給定值之差，偏差；

—積分時(shí)間，分（min）；

—微分時(shí)間，分（min）；

—調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)。第二十七頁(yè)，共170頁(yè)。非線(xiàn)性控制規(guī)律的微分方程：雙位調(diào)節(jié)規(guī)律第二十八頁(yè)，共170頁(yè)。系統(tǒng)各環(huán)節(jié)微分方程式的形式為：被控對(duì)象：

溫度傳感器：調(diào)節(jié)器（包括比較元件）：

執(zhí)行器=K3P

第二十九頁(yè)，共170頁(yè)。以室溫作為系統(tǒng)輸出的微分方程式在恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，給定值是不變的，被控量的變化來(lái)源于外界干擾，選干擾作用為輸入量。第三十頁(yè)，共170頁(yè)。系統(tǒng)在給定作用下的微分方程式：系統(tǒng)在干擾作用下的微分方程式：

第三十一頁(yè)，共170頁(yè)。系統(tǒng)微分方程的求解

系統(tǒng)的微分方程為二階線(xiàn)性常系數(shù)微分方程，其解為齊次方程的通解和非齊次方程的特解之和。當(dāng)系統(tǒng)中各個(gè)參數(shù)確定后，微分方程中的各個(gè)系數(shù)就可確定，這時(shí)可根據(jù)系統(tǒng)方程來(lái)具體求解。需回憶高等數(shù)學(xué)中二階常系數(shù)微分方程的求取方法。特征根不同時(shí)，解的形式不同。第三十二頁(yè)，共170頁(yè)。拉普拉斯變換與反變換

1、拉普拉斯變換（1）定義：函數(shù)f(t)，t為實(shí)變量。如線(xiàn)性積分 （s為復(fù)變量δ+jω）存在，則稱(chēng)其為函數(shù)f(t)的拉普拉斯變換，簡(jiǎn)稱(chēng)拉氏變換。變換后得到的新函數(shù)應(yīng)是復(fù)變量s的函數(shù)，記作F(s)或L[f(t)]即

稱(chēng)F(s)為f(t)的變換函數(shù)或象函數(shù)，而f(t)為F(s)的原函數(shù)。第三十三頁(yè)，共170頁(yè)。（2）常用拉氏變換定理

1）線(xiàn)性定理

2）微分定理3）積分定理4）時(shí)滯定理

5）初值定理6）終值定理

7）實(shí)域中的位移定理或滯后定理8)復(fù)域中的位移定理第三十四頁(yè)，共170頁(yè)。2、拉普拉斯反變換

（1）定義

第三十五頁(yè)，共170頁(yè)。（2）計(jì)算

1）A(s)=0無(wú)重根

第三十六頁(yè)，共170頁(yè)。2）A(s)=0有重根

第三十七頁(yè)，共170頁(yè)。重根部分的各項(xiàng)系數(shù)第三十八頁(yè)，共170頁(yè)。求反變換即得f(t)第三十九頁(yè)，共170頁(yè)。3、常用函數(shù)的拉氏變換表見(jiàn)p175表4-1。第四十頁(yè)，共170頁(yè)。例的原函數(shù)為

第四十一頁(yè)，共170頁(yè)。傳遞函數(shù)及其方塊圖1、傳遞函數(shù)（1）定義：零初始條件下，線(xiàn)性定常系統(tǒng)輸出量拉氏變換與輸入量拉氏變換之比。

設(shè)線(xiàn)性定常系統(tǒng)的微分方程為第四十二頁(yè)，共170頁(yè)。1、傳遞函數(shù)設(shè)初始值為零，對(duì)上式兩端進(jìn)行拉氏變換，得

則系統(tǒng)傳遞函數(shù)第四十三頁(yè)，共170頁(yè)。2、方塊圖

（1）概念：方塊圖即系統(tǒng)方塊圖，也稱(chēng)為系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，是系統(tǒng)中每個(gè)環(huán)節(jié)的功能和信號(hào)流向的圖解表示。方塊圖表明了系統(tǒng)中各種環(huán)節(jié)間的相互關(guān)系。其組成如下所示：

1）信號(hào)線(xiàn)：表示信號(hào)輸入、輸出通道，箭頭代表信號(hào)傳遞方向；第四十四頁(yè)，共170頁(yè)。2）綜合點(diǎn)（比較點(diǎn)）

也稱(chēng)相加點(diǎn)，表示幾個(gè)信號(hào)相加減，叉圈符號(hào)的輸出量為諸信號(hào)的代數(shù)和；±

3）引出點(diǎn)：表示同一信號(hào)傳遞到幾個(gè)地方

第四十五頁(yè)，共170頁(yè)。4）傳遞方框

方框兩側(cè)應(yīng)為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)線(xiàn)，方框內(nèi)寫(xiě)入該輸入、輸出之間的傳遞函數(shù)G(s)。G(s)第四十六頁(yè)，共170頁(yè)。（2）方塊圖的連接和等效變換1）串聯(lián)連接若干個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)連接的總傳遞函數(shù)等于各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)之積。G1(s)G3(s)G2(s)X1

X2

R

C

G(s)R

C

G(s)=G1(s)G2(s)G3(s)

G(s)=

第四十七頁(yè)，共170頁(yè)。（2）方塊圖的連接和等效變換2）并聯(lián)連接G3(s)

G1(s)G2(s)R(s)

C(s)

+

+

G(s)

R(s)

C(s)

G(s)=G1(s)+G2(s)+G3(s)

若干個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)連接的總傳遞函數(shù)等于各環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)之和。G(s)=

第四十八頁(yè)，共170頁(yè)。（2）方塊圖的連接和等效變換3）反饋連接G(s)H(s)R(s)B(s)C(s)+

-

+

E(s)

H(s)=1時(shí)，單位反饋

E(s)=R(s)-B(s)----偏差信號(hào)

前向通道+反饋通道=閉環(huán)回路

開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)

G(s)H(s)=

前向通道傳遞函數(shù)G(s)=

H(s)=1時(shí)

G(s)H(s)=G(s)閉環(huán)傳遞函數(shù)

=第四十九頁(yè)，共170頁(yè)。3）反饋連接負(fù)反饋：正反饋：==第五十頁(yè)，共170頁(yè)。4)引出點(diǎn)和比較點(diǎn)和方塊之間的移動(dòng)第五十一頁(yè)，共170頁(yè)。例G1G2G3G4G5G6R(S)

C(S)

__+++第五十二頁(yè)，共170頁(yè)。計(jì)算（1）結(jié)構(gòu)如等效變換（2）梅遜公式——從輸入節(jié)點(diǎn)到輸出節(jié)點(diǎn)的前向通路（自身不能有重復(fù)的路徑）的總條數(shù)?！獜妮斎牍?jié)點(diǎn)到輸出節(jié)點(diǎn)的第條前向通路的傳遞函數(shù)?！獮樘卣魇剑上到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中各回路傳遞函數(shù)確定：第五十三頁(yè)，共170頁(yè)。

式中——所有單獨(dú)回路傳遞函數(shù)之和；——所有存在的兩個(gè)互不接觸的單獨(dú)回路傳遞函數(shù)乘積之和；——所有存在的三個(gè)互不接觸的單獨(dú)回路傳遞函數(shù)乘積之和。——為第條前向通路特征式的余因子式，即在結(jié)構(gòu)圖中，除去與第條前向通路接觸的回路后的值的剩余部分?；芈穫鬟f函數(shù)是指反饋回路的前向通路（道）和反饋通路（道）函數(shù)的乘積，并且包含表示反饋極性的正、負(fù)號(hào)。第五十四頁(yè)，共170頁(yè)。3、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)

及其方塊圖1）放大（比例）環(huán)節(jié)KR(s)C(s)K——常數(shù)，稱(chēng)放大系數(shù)或增益。第五十五頁(yè)，共170頁(yè)。2)積分環(huán)節(jié)

3)理想微分環(huán)節(jié)

s積分環(huán)節(jié)具有記憶特性，可用來(lái)改善系統(tǒng)的靜態(tài)特性微分環(huán)節(jié)反映變化趨勢(shì)，可用來(lái)改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性第五十六頁(yè)，共170頁(yè)。實(shí)際微分環(huán)節(jié)實(shí)際上可以實(shí)現(xiàn)的微分環(huán)節(jié)都具有一定的慣性，它的微分方程和傳遞函數(shù)分別是第五十七頁(yè)，共170頁(yè)。4）慣性環(huán)節(jié)

T—慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)5）二階振蕩環(huán)節(jié)

第五十八頁(yè)，共170頁(yè)。6)純滯后環(huán)節(jié)

第五十九頁(yè)，共170頁(yè)。例3選擇題1）系統(tǒng)的傳遞函數(shù)取決于（AB）。A系統(tǒng)結(jié)構(gòu)B固有參數(shù)C輸入量的形式D輸出量的形式2)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)(ABC).A是復(fù)變量s的有利真分式B只有自身結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)C是單位脈沖響應(yīng)的拉氏變換D可以反映零輸入下的動(dòng)態(tài)特性第六十頁(yè)，共170頁(yè)。ABC第六十一頁(yè)，共170頁(yè)。三、線(xiàn)性系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)基本調(diào)節(jié)規(guī)律及實(shí)現(xiàn)方法控制系統(tǒng)的一階瞬態(tài)響應(yīng)二階瞬態(tài)響應(yīng)頻率特性的基本概念頻率特性的表示方法調(diào)節(jié)器的特性對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響二階系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法第六十二頁(yè)，共170頁(yè)。（一）基本調(diào)節(jié)規(guī)律及實(shí)現(xiàn)方法調(diào)節(jié)器本身是一個(gè)帶反饋的小系統(tǒng)，各種調(diào)節(jié)規(guī)律使通過(guò)改變反饋環(huán)節(jié)的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了將調(diào)節(jié)器內(nèi)部的反饋環(huán)節(jié)與室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)區(qū)分開(kāi)來(lái)，將調(diào)節(jié)器內(nèi)部的反饋環(huán)節(jié)稱(chēng)為調(diào)節(jié)器內(nèi)反饋。第六十三頁(yè)，共170頁(yè)。1、基本調(diào)節(jié)規(guī)律

設(shè)調(diào)節(jié)器的輸入為，輸出為y。室溫線(xiàn)性調(diào)節(jié)器的各種基本規(guī)律見(jiàn)表3-1。

第六十四頁(yè)，共170頁(yè)。2、調(diào)節(jié)器的內(nèi)反饋實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器的各種調(diào)節(jié)規(guī)律的主要方法是在調(diào)節(jié)器內(nèi)部采用反饋。內(nèi)反饋回路中采用各種不同的環(huán)節(jié)，就可得到各種不同的調(diào)節(jié)規(guī)律?！礙WR(s)+-圖3-1調(diào)節(jié)器的內(nèi)反饋第六十五頁(yè)，共170頁(yè)。調(diào)節(jié)器的內(nèi)反饋的基本原理〉K放大器是一個(gè)比例環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)

調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)放大器的放大倍數(shù)越大，則越小。第六十六頁(yè)，共170頁(yè)。調(diào)節(jié)器的內(nèi)反饋的基本原理第六十七頁(yè)，共170頁(yè)。3、比例積分（PI）調(diào)節(jié)器為實(shí)際的微分環(huán)節(jié)第六十八頁(yè)，共170頁(yè)。（二）控制系統(tǒng)的一階瞬態(tài)響應(yīng)

1、數(shù)學(xué)模型描述一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的微分方程式的一般標(biāo)準(zhǔn)形式是c(t)?????輸出量;r(t)?????輸入量;

T?????時(shí)間常數(shù),表示系統(tǒng)的慣性。

第六十九頁(yè)，共170頁(yè)。一階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為

2、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

第七十頁(yè)，共170頁(yè)。2、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

由r(t)=1(t)，R(s)=1/s,則系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程（即系統(tǒng)輸出）的拉氏變換式為=1代表穩(wěn)態(tài)分量，代表瞬態(tài)分量第七十一頁(yè)，共170頁(yè)。2、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

顯然，一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)是一條由零開(kāi)始，按指數(shù)規(guī)律單調(diào)上升的，最終趨于1的曲線(xiàn)。響應(yīng)曲線(xiàn)也是具有非振蕩特征，故也稱(chēng)為非周期響應(yīng)。過(guò)渡過(guò)程時(shí)間

=（3~4）T

第七十二頁(yè)，共170頁(yè)。例由純積分環(huán)節(jié)經(jīng)單位反饋而形成的閉環(huán)系統(tǒng)超調(diào)量為（）

（A）0（B）16.3%（C）無(wú)超量（D）以上都對(duì)第七十三頁(yè)，共170頁(yè)。（三）

二階瞬態(tài)響應(yīng)凡可用二階微分方程描述的系統(tǒng)，稱(chēng)為二階系統(tǒng)。1、二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（以室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在給定作用下為例）第七十四頁(yè)，共170頁(yè)。當(dāng)給定作用為階躍輸入時(shí)，系統(tǒng)的微分方程為：第七十五頁(yè)，共170頁(yè)。第七十六頁(yè)，共170頁(yè)。兩邊進(jìn)行拉氏變換，得傳遞函數(shù)為（零初始條件）第七十七頁(yè)，共170頁(yè)。2、二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

求(3-1)的拉氏反變換，分三種情況討論。圖3-2二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)通用曲線(xiàn)

第七十八頁(yè)，共170頁(yè)。（1）過(guò)阻尼二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)

第七十九頁(yè)，共170頁(yè)。(2)臨界阻尼情況二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)相等的負(fù)實(shí)根，單位階躍響應(yīng)表達(dá)式為：

第八十頁(yè)，共170頁(yè)。(3)欠阻尼（0＜＜1）情況

二階系統(tǒng)的特征根為兩個(gè)不相等的負(fù)實(shí)根單位階躍響應(yīng)表達(dá)式為

第八十一頁(yè)，共170頁(yè)。超調(diào)量，衰減比，峰值時(shí)間，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，靜差，振蕩周期第八十二頁(yè)，共170頁(yè)。值變化(增大)對(duì)動(dòng)態(tài)性能（）的影響減小，

減小例第八十三頁(yè)，共170頁(yè)。（四）頻率特性基本概念頻率特性法是一種圖解分析法，通過(guò)系統(tǒng)的頻率特性來(lái)分析系統(tǒng)性能的。不僅適用于線(xiàn)性定常系統(tǒng)，還適用于純滯后環(huán)節(jié)和部分非線(xiàn)性環(huán)節(jié)的分析。1、頻率特性的定義：在正弦輸入下，線(xiàn)性定常系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)分量與輸入的復(fù)數(shù)比。2、幅頻特性：穩(wěn)態(tài)時(shí)，線(xiàn)性定常系統(tǒng)輸出與輸入的幅值比。3、相頻特性：穩(wěn)態(tài)時(shí)，線(xiàn)性定常系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差。

第八十四頁(yè)，共170頁(yè)。典型環(huán)節(jié)的頻率特性比例積分理想微分慣性一階微分二階振蕩純滯后第八十五頁(yè)，共170頁(yè)。(五)頻率特性表示方法頻率特性可用圖形表示，有對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖、極坐標(biāo)圖

1、極坐標(biāo)圖：又稱(chēng)幅相頻率特性曲線(xiàn)或幅相曲線(xiàn)。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率由變化時(shí)，相量的幅值和相位也隨之作相應(yīng)的變化，其端點(diǎn)在復(fù)平面上移動(dòng)的軌跡。圖3-3為慣性環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖。第八十六頁(yè)，共170頁(yè)。1、極坐標(biāo)圖(圖3-3)圖3-3慣性環(huán)節(jié)的極坐標(biāo)圖第八十七頁(yè)，共170頁(yè)。典型環(huán)節(jié)比例積分理想微分慣性一階微分二階振蕩純滯后第八十八頁(yè)，共170頁(yè)。2、對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖又稱(chēng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線(xiàn)或伯德圖，由對(duì)數(shù)幅頻曲線(xiàn)和對(duì)數(shù)相頻曲線(xiàn)組成。對(duì)數(shù)幅頻曲線(xiàn)橫坐標(biāo)頻率按分度，單位為rad/s?？v坐標(biāo)按分度，單位為分貝[dB]。對(duì)數(shù)相頻曲線(xiàn)的縱坐標(biāo)按線(xiàn)性分度，單位為度（o）。圖3-4為伯德圖的橫坐標(biāo)和的對(duì)應(yīng)關(guān)系。頻率每變化一倍，稱(chēng)為一個(gè)倍頻程；頻率每變化十倍，稱(chēng)為一個(gè)十倍頻程。

第八十九頁(yè)，共170頁(yè)。圖3-4軸的對(duì)數(shù)分度

第九十頁(yè)，共170頁(yè)。典型環(huán)節(jié)比例積分理想微分慣性一階微分二階振蕩純滯后第九十一頁(yè)，共170頁(yè)。例第九十二頁(yè)，共170頁(yè)。(六)調(diào)節(jié)器的特性對(duì)

調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響

調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律是通過(guò)調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)調(diào)節(jié)對(duì)象、測(cè)量變送元件和執(zhí)行器確定后，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量主要取決于調(diào)節(jié)器的特性調(diào)節(jié)器的特性取決于它的特性參數(shù)，即放大系數(shù)Kc、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD。為了分析這些參數(shù)對(duì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響，只需將不同的調(diào)節(jié)規(guī)律帶入系統(tǒng)的框圖中，給出過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)，從過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)來(lái)分析Kc、TI、TD對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。第九十三頁(yè)，共170頁(yè)。圖3-5室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖第九十四頁(yè)，共170頁(yè)。(六)調(diào)節(jié)器的特性對(duì)

調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響1、比例作用對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響（1）穩(wěn)定程度：放大系數(shù)Kc越大，系統(tǒng)振蕩的越劇烈，可能不穩(wěn)定。阻尼比變小，系統(tǒng)也就越不穩(wěn)定。調(diào)節(jié)器放大系數(shù)Kc對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響見(jiàn)下表第九十五頁(yè)，共170頁(yè)。2、積分作用對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響見(jiàn)表3-4表3-4積分時(shí)間對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程的影響第九十六頁(yè)，共170頁(yè)。積分時(shí)間調(diào)節(jié)的過(guò)小，積分作用過(guò)強(qiáng)，可能引起系統(tǒng)的等幅振蕩，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度降低。積分時(shí)間選擇的合適時(shí)，可以減小直至消除偏差。為了保持系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，可以減弱調(diào)節(jié)器的比例作用。增加積分作用以后要使系統(tǒng)穩(wěn)定程度基本不變，即衰減比基本相同，則要減小調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)，則最大偏差增大，上升時(shí)間延長(zhǎng)，振蕩周期加長(zhǎng)，靜差消除。第九十七頁(yè)，共170頁(yè)。3、微分作用對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響微分時(shí)間大微分輸出部分衰減得慢，微分作用強(qiáng)。微分作用具有抑制振蕩的效果，適當(dāng)?shù)脑黾游⒎肿饔?，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又可減小被控量的波動(dòng)幅度，并降低穩(wěn)態(tài)誤差。如果微分作用加的過(guò)大，調(diào)節(jié)器輸出劇烈變化，不僅不能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，反而會(huì)引起被控量大幅度的振蕩。第九十八頁(yè)，共170頁(yè)。（七）二階系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)與調(diào)節(jié)器的特性和調(diào)節(jié)對(duì)象特性之間的數(shù)量關(guān)系，根據(jù)一定的調(diào)節(jié)質(zhì)量指標(biāo)選用與調(diào)節(jié)對(duì)象相匹配的調(diào)節(jié)器并給出調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定范圍，即調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法。以典型的二階系統(tǒng)為例。第九十九頁(yè)，共170頁(yè)。1、

室溫二階系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)方法

當(dāng)采用比例調(diào)節(jié)器并且只考慮感溫元件的慣性（只考慮加熱器的慣性）時(shí)，室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)為一個(gè)二階系統(tǒng)，如上圖所示。第一百頁(yè)，共170頁(yè)。第一百零一頁(yè)，共170頁(yè)。當(dāng)0<ξ<1時(shí)，分析系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)與各環(huán)節(jié)參數(shù)的關(guān)系第一百零二頁(yè)，共170頁(yè)。（1）最大偏差當(dāng)n=0時(shí)，時(shí)有第一個(gè)極值，即最大偏差

第一百零三頁(yè)，共170頁(yè)。（1）最大偏差根據(jù)的值得第一百零四頁(yè)，共170頁(yè)。對(duì)于0<<1，

第一百零五頁(yè)，共170頁(yè)。對(duì)于0<<1，當(dāng)和K增大時(shí)均使ξ減小，因此，無(wú)論增大還是K增大，均可使增大。第一百零六頁(yè)，共170頁(yè)。（2）衰減比n

在從0→1時(shí)，隨著↑，ξ↓，且K↑,也使ξ↓，而ξ↓，使n↓。

第一百零七頁(yè)，共170頁(yè)。（3）過(guò)渡時(shí)間

隨著↑，↑，且K↑,也使↑。

第一百零八頁(yè)，共170頁(yè)。（4）靜差（被控量室溫在階躍干擾作用下的靜差）顯然，隨著K↑，減小。第一百零九頁(yè)，共170頁(yè)。參數(shù)只影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，隨著的上升，各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)均下降。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。合理的K的取值：在保證系統(tǒng)有一定穩(wěn)定程度的前提下，盡可能增大K，以減小比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜差。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0.216~0.343。第一百一十頁(yè)，共170頁(yè)。第一百一十一頁(yè)，共170頁(yè)。第一百一十二頁(yè)，共170頁(yè)。2、二階設(shè)計(jì)的推廣使用當(dāng)調(diào)節(jié)對(duì)象和測(cè)量感溫元件均為一階慣性環(huán)節(jié)且感溫元件的慣性比較大時(shí)，如采用比例積分調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下。第一百一十三頁(yè)，共170頁(yè)。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)

第一百一十四頁(yè)，共170頁(yè)。第一百一十五頁(yè)，共170頁(yè)。0<<1第一百一十六頁(yè)，共170頁(yè)。由于系統(tǒng)中引入了積分作用，若要獲得與比例調(diào)節(jié)時(shí)相同的穩(wěn)定程度，在對(duì)象參數(shù)

不變時(shí)，系統(tǒng)得開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)K必須減小；則要求調(diào)節(jié)器得放大系數(shù)Kc相應(yīng)的減小。為了獲得相同的穩(wěn)定程度，可使第一百一十七頁(yè)，共170頁(yè)。3、對(duì)象包含小純滯后時(shí)的近似設(shè)計(jì)前面的分析討論中，都沒(méi)有考慮純滯后對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。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)?？紤]對(duì)象的純滯后時(shí)，它的傳遞函數(shù)為第一百一十八頁(yè)，共170頁(yè)。如果測(cè)量感溫元件和加熱器的慣性均可忽略時(shí)，采用比例調(diào)節(jié)器使可近似為二階系統(tǒng)設(shè)計(jì)。令第一百一十九頁(yè)，共170頁(yè)。例選擇題1）一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程（A）。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。2）二階欠阻尼系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程（B）。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。第一百二十頁(yè)，共170頁(yè)。3)PID調(diào)節(jié)器中，積分控制的作用（AB）。ATI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)；BTI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CTI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)；DTI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)；第一百二十一頁(yè)，共170頁(yè)。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（ABC）。A衰減系數(shù)減小，最大偏差增大；B衰減系數(shù)減小，衰減比減?。籆衰減系數(shù)減小,調(diào)節(jié)時(shí)間增大；D衰減系數(shù)減小,靜差增大。第一百二十二頁(yè)，共170頁(yè)。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（ABCD）。A開(kāi)環(huán)增益K增大，最大偏差增大；B開(kāi)環(huán)增益K增大，衰減比減??；C開(kāi)環(huán)增益K增大,調(diào)節(jié)時(shí)間增大；D開(kāi)環(huán)增益K增大,靜差減小。K增大使得衰減系數(shù)減小。第一百二十三頁(yè)，共170頁(yè)。四、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與對(duì)象的調(diào)節(jié)性能

穩(wěn)定性的基本概念穩(wěn)定性與特征方程根的關(guān)系代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)對(duì)象的調(diào)節(jié)性能指標(biāo)第一百二十四頁(yè)，共170頁(yè)。穩(wěn)定性與特征方程根的關(guān)系系統(tǒng)的特征根全部具有負(fù)實(shí)部時(shí)，系統(tǒng)具有穩(wěn)定性；當(dāng)特征根中有一個(gè)或一個(gè)以上正實(shí)部根時(shí)，系統(tǒng)不穩(wěn)定；若特征根中具有一個(gè)或一個(gè)以上零實(shí)部根、而其他的特征根均具有負(fù)實(shí)部時(shí)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定和不穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，為臨界穩(wěn)定。第一百二十五頁(yè)，共170頁(yè)。（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)第一百二十六頁(yè)，共170頁(yè)。第一百二十七頁(yè)，共170頁(yè)。例勞斯判據(jù)，赫爾維茨判據(jù)第一百二十八頁(yè)，共170頁(yè)。3.穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用

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=z-σ(σ>0),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。第一百二十九頁(yè)，共170頁(yè)。（四）對(duì)象的調(diào)節(jié)性能指標(biāo)a)階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程

b）階躍給定作用下的過(guò)渡過(guò)程第一百三十頁(yè)，共170頁(yè)。（1）衰減比n

用n可以判斷振蕩是否衰減和衰減程度。n>1時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定；n=1時(shí)，等幅振蕩；n<1時(shí)，增幅振蕩。通常取n=4~10。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)。

第一百三十一頁(yè)，共170頁(yè)。（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。

=0時(shí)，為無(wú)靜差；≠0時(shí)，為有靜差。（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(yù)=M+C

被調(diào)參數(shù)相對(duì)于給定值的最大偏差。若A過(guò)大，且偏離時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，系統(tǒng)離開(kāi)指定的工藝狀態(tài)越遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)品質(zhì)越差。第一百三十二頁(yè)，共170頁(yè)。（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。（6）調(diào)節(jié)過(guò)程時(shí)間

調(diào)節(jié)系統(tǒng)受干擾后，從被調(diào)參數(shù)開(kāi)始波動(dòng)至達(dá)到新穩(wěn)態(tài)之所經(jīng)歷的時(shí)間間隔。越小越好，一般希望

第一百三十三頁(yè)，共170頁(yè)。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(lèi)型及誤差度靜態(tài)誤差系數(shù)第一百三十四頁(yè)，共170頁(yè)。

（一）誤差及穩(wěn)態(tài)誤差1.誤差:被控量的希望值和實(shí)際值之差.即2、穩(wěn)態(tài)誤差：

第一百三十五頁(yè)，共170頁(yè)。（二）系統(tǒng)類(lèi)型及誤差度

1．系統(tǒng)類(lèi)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)。 對(duì)應(yīng)于ν=0，1，2的系統(tǒng)，分別稱(chēng)之為0型、Ⅰ型和Ⅱ型系統(tǒng)。第一百三十六頁(yè)，共170頁(yè)。2、誤差度被控量穩(wěn)態(tài)值的附近（或）稱(chēng)為系統(tǒng)的誤差度（帶）。

第一百三十七頁(yè)，共170頁(yè)。（三）靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）誤差系數(shù)

p209表4-2 1.靜態(tài)位置誤差系數(shù)

2.靜態(tài)速度誤差系數(shù)

3.靜態(tài)加速度誤差系數(shù)

第一百三十八頁(yè)，共170頁(yè)。例題：求穩(wěn)態(tài)誤差溫度計(jì)的傳遞函數(shù)為，用其測(cè)量容器內(nèi)的水溫，1min才能顯示出該溫度的98%的數(shù)值。若加熱容器使水溫按10oC/min的速度勻速上升，溫度計(jì)的穩(wěn)態(tài)指示誤差為（

）。第一百三十九頁(yè)，共170頁(yè)。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(xiàn)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)第一百四十頁(yè)，共170頁(yè)。

（一）校正的概念

1、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(mǎn)足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。2、校正裝置：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，這種附加裝置為校正裝置，也稱(chēng)為補(bǔ)償器。3、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、諧振頻率第一百四十一頁(yè)，共170頁(yè)。（二）串聯(lián)校正裝置

的形式及其特性

1、超前校正裝置

第一百四十二頁(yè)，共170頁(yè)。零、極點(diǎn)分布

Bode圖第一百四十三頁(yè)，共170頁(yè)。頻率特性為：

第一百四十四頁(yè)，共170頁(yè)。PD控制器的傳遞函數(shù)為：

是一種超前校正裝置。

第一百四十五頁(yè)，共170頁(yè)。2、滯后校正裝置

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.為不使滯后相角影響,一般取

第一百四十六頁(yè)，共170頁(yè)。PI控制器的傳遞函數(shù)為：

是一種滯后校正裝置。

第一百四十七頁(yè)，共170頁(yè)。第一百四十八頁(yè)，共170頁(yè)。PID控制器的傳遞函數(shù)為：兼有PI控制器和PD控制器的優(yōu)點(diǎn)，是一種滯后-超前校正裝置。第一百四十九頁(yè)，共170頁(yè)。（三）繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)（非線(xiàn)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(chēng)為繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)。繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種根本非線(xiàn)性自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。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。如果自振蕩是正常工作情況，被調(diào)量的振幅要受到調(diào)節(jié)精度要求的限制。由于繼電器調(diào)節(jié)系統(tǒng)的線(xiàn)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。為了限制自振蕩的振幅（或提高其頻率），可以利用校正裝置，如果系統(tǒng)中具有不靈敏取得元件的話(huà)，應(yīng)用校正裝置可以完全抑制自振蕩。第一百五十頁(yè)，共170頁(yè)。雙位控制規(guī)律雙位控制規(guī)律實(shí)際的雙位控制特性

第一百五十一頁(yè)，共170頁(yè)。1、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．第一百五十二頁(yè)，共170頁(yè)。

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。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。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。第一百五十三頁(yè)，共170頁(yè)。2）與執(zhí)行機(jī)構(gòu)全程時(shí)間有關(guān)。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。第一百五十四頁(yè)，共170頁(yè)。3）對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性也是影響調(diào)節(jié)品質(zhì)的重要因素．實(shí)踐證明，當(dāng)對(duì)象特征比、傳送系數(shù)以及敏感元件時(shí)間常數(shù)大時(shí)，易使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩。動(dòng)態(tài)偏差也會(huì)增大。第一百五十五頁(yè)，共170頁(yè)。2、帶校正裝置的雙位調(diào)節(jié)系統(tǒng)

當(dāng)采用雙位調(diào)節(jié)時(shí)影響室溫調(diào)節(jié)品質(zhì)的幾個(gè)因素如下：第一百五十六頁(yè)，共170頁(yè)。

l）室溫對(duì)象一空調(diào)房間的特性參數(shù)τ、T、K對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)有影響。

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。當(dāng)τ愈大時(shí)，調(diào)節(jié)振幅即動(dòng)態(tài)偏差增大。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。

對(duì)象的時(shí)間常數(shù)T越大時(shí)，因室溫上升速度小，所以振幅可減?。@對(duì)調(diào)節(jié)有利．且T大時(shí)可使調(diào)節(jié)周期加大，對(duì)減少磨損也有利．當(dāng)對(duì)象的傳遞系數(shù)大時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程的動(dòng)差和靜差均增大，調(diào)節(jié)周期將縮短，振動(dòng)次數(shù)會(huì)增加，壽命也會(huì)縮短.第一百五十七頁(yè)，共170頁(yè)。2）調(diào)節(jié)器不靈敏區(qū)對(duì)調(diào)節(jié)品質(zhì)的影響。

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。

3）加熱器的容量和室內(nèi)熱干擾對(duì)室溫的影響。

在一般設(shè)計(jì)中，還有所謂