測(cè)量?jī)x表及自動(dòng)化

測(cè)量?jī)x表及自動(dòng)化第1頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量?jī)x表與自動(dòng)化課時(shí)安排授課內(nèi)容有側(cè)重點(diǎn)。教學(xué)（50學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)教學(xué)（4學(xué)時(shí)）考查方式閉卷考試卷面成績(jī)70％，平時(shí)成績(jī)30％（作業(yè)+提問(wèn)）備注：平時(shí)點(diǎn)名的原則：第一次點(diǎn)名沒(méi)到扣總成績(jī)的30%，第二次點(diǎn)名沒(méi)到扣總成績(jī)的20%。第2頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主要參考書(shū)目化工儀表及自動(dòng)化（第五版） 厲玉鳴主編，化學(xué)工業(yè)出版社化工儀表及自動(dòng)化習(xí)題集 厲玉鳴主編，化學(xué)工業(yè)出版社過(guò)程控制工程蔣慰孫俞金壽編著，石化工業(yè)出版社4.

自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制

施仁劉文江編；電子工業(yè)出版社

第3頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量?jī)x表與自動(dòng)化第一章緒論第二章檢測(cè)儀表與傳感器（測(cè)量元件及變送）第三章

執(zhí)行器第四章自動(dòng)控制儀表

第五章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)

第六章過(guò)程特性及其數(shù)學(xué)模型（建模）第七章復(fù)雜控制系統(tǒng)（過(guò)程控制工程）第八章典型過(guò)程單元控制

第4頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目的和意義

在化工等連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備上，配備一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行，稱(chēng)為化工自動(dòng)化。它是化工、煉油、食品及輕工等化工類(lèi)型生產(chǎn)過(guò)程的簡(jiǎn)稱(chēng)。實(shí)現(xiàn)化工自動(dòng)化的目的是：加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量。降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)成本。確保生產(chǎn)安全，提高設(shè)備的利用率，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命。第5頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月目的和意義學(xué)習(xí)本課程的意義在于：化工生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化是將自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論與技術(shù)服務(wù)于化學(xué)工程學(xué)科的一門(mén)綜合性的技術(shù)學(xué)科。熟悉生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方法及控制原理，擴(kuò)大知識(shí)面，為日后的工作實(shí)際中完成相關(guān)自動(dòng)控制工程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)；適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)代化需要；擴(kuò)大就業(yè)途徑。第6頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月化工自動(dòng)化的發(fā)展歷程1950s~1960s單元組合式儀表基地式氣動(dòng)單元儀表，基地式電動(dòng)單元儀表，膜片式儀表。為化工單元操作的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。1970s~1980s

單元組合Ⅱ型儀表：QDZⅡ，DDZⅡ1990s~

單元組合Ⅲ型儀表：QDZⅢ，DDZⅢ第7頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念第一節(jié)化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容第二節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及方框圖★第三節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的表示方法第四節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)第五節(jié)自動(dòng)控制的過(guò)渡過(guò)程和系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)★

-控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)影響控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)的主要因素第8頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容1.自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)2.自動(dòng)保護(hù)及報(bào)警3.自動(dòng)操縱及啟停系統(tǒng)4.自動(dòng)控制系統(tǒng)利用各種檢測(cè)儀表對(duì)主要工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、指示或記錄的，稱(chēng)為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。它代替了操作人員對(duì)工藝參數(shù)的不斷觀察與記錄，起到人的眼睛的作用。圖1-1熱交換器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)示意圖當(dāng)工藝參數(shù)超過(guò)了允許范圍，在事故即將發(fā)生以前，信號(hào)系統(tǒng)就自動(dòng)地發(fā)出聲光信號(hào)，告誡操作人員注意，并及時(shí)采取措施。如工況已到達(dá)危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，聯(lián)鎖系統(tǒng)立即自動(dòng)采取緊急措施，打開(kāi)安全閥或切斷某些通路，必要時(shí)緊急停車(chē)，以防止事故的發(fā)生和擴(kuò)大。它是生產(chǎn)過(guò)程中的一種安全裝置。自動(dòng)操縱系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動(dòng)地對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作。自動(dòng)開(kāi)停車(chē)系統(tǒng)可以按照預(yù)先規(guī)定好的步驟，將生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)地投入運(yùn)行或自動(dòng)停車(chē)。

在受到外界干擾（擾動(dòng)）的影響而偏離正常狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)能自動(dòng)地控制而回到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。第9頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成手動(dòng)控制圖1-2人工操作圖第10頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成圖1-3液位自動(dòng)控制系統(tǒng)圖第11頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成組成自動(dòng)化裝置被控對(duì)象測(cè)量元件與變送器自動(dòng)控制器執(zhí)行器第12頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的表示方法1.方塊圖表示方式方塊圖中，

x

指設(shè)定值；z

指輸出信號(hào)；e

指偏差信號(hào)；p指控制器的發(fā)出信號(hào)；q

指出執(zhí)行器的輸出信號(hào)；y

指被控變量；f

指擾動(dòng)作用。當(dāng)x

取正值，z取負(fù)值，e=x-z，負(fù)反饋；當(dāng)x

取正值，z取正值，e=x+z，正反饋。圖1-4液位自動(dòng)控制系統(tǒng)方塊圖第13頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的表示方法*用同一種形式的方塊圖可以代表不同的控制系統(tǒng)圖1-5蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)

當(dāng)進(jìn)料流量或溫度變化等因素引起出口物料溫度變化時(shí)，可以將該溫度變化測(cè)量后送至溫度控制器TC。溫度控制器的輸出送至控制閥，以改變加熱蒸汽量來(lái)維持出口物料的溫度不變。TC第14頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的表示方法2.工藝管道及控制流程圖（PID圖）：確定工藝流程和控制方案，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)給出的流程圖；按其流程順序標(biāo)注出相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn)、控制系統(tǒng)及自動(dòng)信號(hào)與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等。第15頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制流程圖符號(hào)意義序號(hào)安裝位置圖形符號(hào)備注序號(hào)安裝位置圖形符號(hào)備注1就地安裝儀表4集中儀表盤(pán)后安裝儀表嵌在管道中2集中儀表盤(pán)面安裝儀表5就地儀表盤(pán)后安裝儀表3就地儀表盤(pán)面安裝儀表第16頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制流程圖字母意義字母第一位字母后繼字母字母第一位字母后繼字母被測(cè)變量修飾詞功能被測(cè)變量修飾詞功能A分析報(bào)警P壓力C電導(dǎo)率控制Q數(shù)量積分累積D密度差R放射性記錄E電壓S速度安全開(kāi)關(guān)F流量比T溫度傳送I電流指示V粘度閥K時(shí)間W力L物位YM水分Z位置執(zhí)行機(jī)構(gòu)第17頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖1-12脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖舉例右圖是乙烯生產(chǎn)過(guò)程中脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖舉例序號(hào)安裝位置圖形符號(hào)1就地安裝儀表2集中儀表盤(pán)面安裝儀表3就地儀表盤(pán)面安裝儀表第18頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制流程圖字母意義舉例以脫乙烷塔控制流程圖，來(lái)說(shuō)明如何以字母代號(hào)的組合來(lái)表示被測(cè)變量和儀表功能。

塔頂?shù)膲毫刂葡到y(tǒng)中的PIC-207，其中第一位字母P表示被測(cè)變量為壓力，第二位字母I表示具有指示功能，第三位字母C表示具有控制功能，因此，PIC的組合就表示一臺(tái)具有指示功能的壓力控制器。該控制系統(tǒng)是通過(guò)改變氣相采出量來(lái)維持塔壓穩(wěn)定的。第19頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制流程圖字母意義

回流罐液位控制系統(tǒng)中的LIC-201是一臺(tái)具有指示功能的液位控制器，它是通過(guò)改變進(jìn)入冷凝器的冷劑量來(lái)維持回流罐中液位穩(wěn)定的。

塔下部的溫度控制系統(tǒng)中的TRC-210表示一臺(tái)具有記錄功能的溫度控制器，它是通過(guò)改變進(jìn)入再沸器的加熱蒸汽量來(lái)維持塔底溫度恒定的。

塔底的液位控制系統(tǒng)中的LICA-202代表一臺(tái)具有指示、報(bào)警功能的液位控制器，它是通過(guò)改變塔底采出量來(lái)維持塔釜液位穩(wěn)定的。第20頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月門(mén)站壓差指示壓力指示溫度指示第21頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)按被調(diào)參數(shù)分類(lèi)：流量控制、溫度控制、壓力控制、物位控制等；按控制規(guī)律分類(lèi)：比例控制、比例微分控制、比例積分控制、比例微分積分控制按給定信號(hào)分類(lèi)：

定值控制系統(tǒng)：給定值為常數(shù)；

隨動(dòng)控制系統(tǒng)：給定值為變數(shù)，要求跟隨變化；

程序控制系統(tǒng)：按預(yù)定時(shí)間順序控制參數(shù)。按控制信號(hào)種類(lèi)分類(lèi)：氣動(dòng)控制系統(tǒng)，電動(dòng)控制系統(tǒng)其中第三種分類(lèi)方法最普遍第22頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月“定值”是恒定給定值的簡(jiǎn)稱(chēng)。工藝生產(chǎn)中，若要求控制系統(tǒng)的作用使得被控制工藝參數(shù)保持在一個(gè)生產(chǎn)指標(biāo)上不變，或者說(shuō)要求被控變量的給定值不變，就需要采用定值控制系統(tǒng)。(物料出口溫度控制)1.定值控制方法2.隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）

給定值隨機(jī)變化，該系統(tǒng)的目的就是使被控制的工藝參數(shù)準(zhǔn)確而快速地跟隨給定值的變化而變化。（PH值控制）3.程序控制系統(tǒng)（順序控制系統(tǒng)）

給定值變化，但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，即生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)需按一定的時(shí)間程序變化。這類(lèi)系統(tǒng)在間歇生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用比較普通。（金屬熱處理溫度控制）第23頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi)1）反饋控制系統(tǒng)（閉環(huán)控制系統(tǒng)）將被控變量輸入到控制器，形成閉環(huán)，具有被控變量負(fù)反饋的控制系統(tǒng)。如：

給定值被控變量干擾f

控制器

檢測(cè)變送器執(zhí)行器被控對(duì)象+e實(shí)測(cè)值－反饋控制系統(tǒng)是過(guò)程控制最基本的結(jié)構(gòu)形式。第24頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)沒(méi)有被控變量的反饋，不將被控變量引入到控制器輸入端。如：設(shè)定值被控量干擾f控制器執(zhí)行器被控對(duì)象

開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)原理框圖第25頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）復(fù)合控制系統(tǒng)前饋與反饋相結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。如：給定值被控變量干擾f

控制器1

變送器1執(zhí)行器被控對(duì)象+e實(shí)測(cè)值－

變送器2控制器2++前饋-反饋復(fù)合控制系統(tǒng)原理框圖基本原理：根據(jù)干擾的測(cè)量值產(chǎn)生合適的控制作用來(lái)改變控制量，是控制維持在設(shè)定值上第26頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)是具有被控變量負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。與自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)操縱等開(kāi)環(huán)系統(tǒng)比較，最本質(zhì)的區(qū)別，就在于自動(dòng)控制系統(tǒng)有負(fù)反饋，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中，被控（工藝）變量是不反饋到輸入端的。舉例化肥廠的造氣自動(dòng)機(jī)就是典型的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的例子。自動(dòng)操縱裝置對(duì)象操縱作用工藝參數(shù)操縱指令第27頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)：自動(dòng)機(jī)在操作時(shí)，一旦開(kāi)機(jī)，就只能是按照預(yù)先規(guī)定好的程序周而復(fù)始地運(yùn)轉(zhuǎn)。這時(shí)被控變量如果發(fā)生了變化，自動(dòng)機(jī)不會(huì)自動(dòng)地根據(jù)被控變量的實(shí)際工況來(lái)改變自己的操作。比較閉環(huán)系統(tǒng)：有針對(duì)性地根據(jù)被控變量的變化情況而改變控制作用的大小和方向，從而使系統(tǒng)的工作狀態(tài)始終等于或接近于所希望的狀態(tài)。第28頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)自動(dòng)控制的過(guò)渡過(guò)程和系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)一、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程：在擾動(dòng)或給定值變化的情況下，被控量偏離給定值和在控制作用下，接近給定值或跟隨給定值變化的過(guò)程。控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性被控參數(shù)向給定值變化過(guò)程的特性?？刂葡到y(tǒng)的靜態(tài)特性經(jīng)過(guò)控制作用后，被控參數(shù)處于穩(wěn)定范圍時(shí)的特性。第29頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)自動(dòng)控制的過(guò)渡過(guò)程和系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)靜態(tài)：當(dāng)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入（給定和干擾）和輸出均恒定不變時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就處于一種相對(duì)穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，系統(tǒng)的各個(gè)組成環(huán)節(jié)如變送器、控制器、控制閥都不改變其原先的狀態(tài)，它們的輸出信號(hào)也都處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。動(dòng)態(tài)：被控變量隨時(shí)間變化的不平衡狀態(tài)。從干擾作用破壞靜態(tài)平衡，經(jīng)過(guò)控制，直到系統(tǒng)重新建立平衡，在這一段時(shí)間中，整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)和信號(hào)都處于變動(dòng)狀態(tài)之中，這種狀態(tài)叫做動(dòng)態(tài)。結(jié)論：在自動(dòng)化工作中，了解系統(tǒng)的靜態(tài)是必要的，但是了解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)更為重要。因?yàn)樵谏a(chǎn)過(guò)程中，干擾是客觀存在的，是不可避免的，就需要通過(guò)自動(dòng)化裝置不斷地施加控制作用去對(duì)抗或抵消干擾作用的影響，從而使被控變量保持在工藝生產(chǎn)所要求控制的技術(shù)指標(biāo)上。第30頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)自動(dòng)控制的過(guò)渡過(guò)程和系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)一、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程系統(tǒng)由一個(gè)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過(guò)程。當(dāng)干擾作用于對(duì)象，系統(tǒng)輸出y發(fā)生變化，在系統(tǒng)負(fù)反饋?zhàn)饔孟?，?jīng)過(guò)一段時(shí)間，系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡。舉例圖1-7控制系統(tǒng)方塊圖干擾第31頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)自動(dòng)控制的過(guò)渡過(guò)程和系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)一、控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程中，被控變量隨時(shí)間的變化規(guī)律首先取決于作用于系統(tǒng)的干擾形式。在生產(chǎn)中，出現(xiàn)的干擾是沒(méi)有固定形式的，且多半屬于隨機(jī)性質(zhì)。在分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，為了安全和方便，常選擇一些定型的干擾形式，其中常用的是單位階躍干擾。（采用階躍干擾的分析系統(tǒng)的原因：干擾比較突然、危險(xiǎn)，且對(duì)被控變量的影響也最大；這種干擾的形式簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，便于分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算。

）第32頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)自動(dòng)控制的過(guò)渡過(guò)程和系統(tǒng)品質(zhì)指標(biāo)飛升曲線(xiàn)：(單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn))在單位階躍輸入（因擾動(dòng)或設(shè)定值變化，使被控參數(shù)和設(shè)定值之間出現(xiàn)階躍性變化）下，過(guò)渡輸出參數(shù)的變化曲線(xiàn)。輸入量時(shí)間t0t0第33頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自動(dòng)控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下過(guò)渡過(guò)程（響應(yīng)、飛升曲線(xiàn)）的四種形式

對(duì)于控制質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合，如果被控變量允許在工藝許可的范圍內(nèi)振蕩（主要指在位式控制時(shí)），才可采用。

第34頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.系統(tǒng)階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)性能指標(biāo)包含了對(duì)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性三方面的評(píng)價(jià)。

二、控制性能指標(biāo)

控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程是衡量系統(tǒng)品質(zhì)的依據(jù)。

控制性能指標(biāo)以控制系統(tǒng)被控參數(shù)過(guò)渡過(guò)程的單項(xiàng)特征量作為性能指標(biāo)。由于在多數(shù)情況下，都希望得到衰減振蕩過(guò)程，所以以衰減振蕩的過(guò)渡過(guò)程形式為例，討論控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)。第35頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）衰減比n和衰減率ψ設(shè)第一個(gè)波振幅為y1、第三個(gè)波振幅為y3

閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)定值的階躍擾動(dòng)的響應(yīng)曲線(xiàn)yry1y3Cy(∞)TpTSTt給定值穩(wěn)態(tài)值第36頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月衰減比n和衰減率ψ

是表示系統(tǒng)穩(wěn)定程度的指標(biāo)。n大于1，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。隨著n的增大，過(guò)渡過(guò)程逐漸由衰減振蕩趨向于單調(diào)過(guò)程。試驗(yàn)證明：衰減比在4:1到10:1之間時(shí)，過(guò)渡過(guò)程的衰減程度合適，過(guò)渡過(guò)程較短。衰減比n與衰減率ψ之間有簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系：n=4:1~10:1就相當(dāng)于ψ

=75%～90%yry1y3Cy(∞)TpTSTt第37頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月最大動(dòng)態(tài)偏差是控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確性指標(biāo)。2）最大動(dòng)態(tài)偏差A(yù)和超調(diào)量σ

最大動(dòng)態(tài)偏差表示系統(tǒng)瞬間偏離給定值的最大程度。即:A=ymax-yr

圖1.3閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)定值的階躍擾動(dòng)的響應(yīng)曲線(xiàn)yry1y3Cy(∞)TpTSTtA第38頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

有時(shí)也采用超調(diào)量σ來(lái)表示被控參數(shù)偏離設(shè)定值的程度，σ%的定義是第一個(gè)波振幅與最終穩(wěn)態(tài)值y(∞)之比。即閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)定值的階躍擾動(dòng)的響應(yīng)曲線(xiàn)yry1y3Cy(∞)TpTSTt第39頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）余差C

過(guò)渡過(guò)程結(jié)束后，被控參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值y(∞)與設(shè)定值之間的殘余偏差叫做余差，也稱(chēng)靜差。是衡量控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確性的指標(biāo)。有余差的控制過(guò)程稱(chēng)為有差調(diào)節(jié)，相應(yīng)的系統(tǒng)稱(chēng)為有差系統(tǒng)。反之就為無(wú)差調(diào)節(jié)和無(wú)差系統(tǒng)。C=

y(∞)-yr

閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)定值的階躍擾動(dòng)的響應(yīng)曲線(xiàn)yry1y3Cy(∞)TpTSTt第40頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4）調(diào)節(jié)時(shí)間Ts和振蕩頻率ω

Ts是指從過(guò)渡過(guò)程開(kāi)始到過(guò)渡過(guò)程結(jié)束所需的時(shí)間。當(dāng)被控參數(shù)與穩(wěn)態(tài)值間的偏差進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值的±5%（或±2%）范圍內(nèi)，就認(rèn)為過(guò)渡過(guò)程結(jié)束。（

Ts：過(guò)渡時(shí)間）

閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)定值的階躍擾動(dòng)的響應(yīng)曲線(xiàn)yry1y3y(∞)TpTSTt第41頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月調(diào)節(jié)時(shí)間和振蕩頻率是衡量控制系統(tǒng)快速性的指標(biāo)。過(guò)渡過(guò)程中相鄰兩同向波峰（或波谷）之間的時(shí)間間隔叫振蕩周期T

，其倒數(shù)稱(chēng)為振蕩頻率

ω

=1/T

閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)定值的階躍擾動(dòng)的響應(yīng)曲線(xiàn)yry1y3y(∞)TpTSTt第42頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

另外，峰值時(shí)間Tp（又稱(chēng)上升時(shí)間）是指過(guò)渡過(guò)程開(kāi)始，至被控參數(shù)到達(dá)第一個(gè)波峰所需要的時(shí)間。也是衡量控制系統(tǒng)快速性的指標(biāo)。

閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)定值的階躍擾動(dòng)的響應(yīng)曲線(xiàn)yry1y3Cy(∞)TpTSTt第43頁(yè)，課件共56頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

[例]

某換熱器的溫度控制系統(tǒng)給定值為200℃。

在階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)如圖所示。試求最大偏差、余差、衰減比、振蕩周期和過(guò)渡時(shí)間。

解：最大偏差A(yù)=230