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PID在实际工程中最重要的工作就是调参那么首先就要了解控制系统的性能指标。上文最后简要介绍了控制系统的基本要求本文开始将系统学习控制系统的性能指标内容比较多初步计划是分三节来讲解。本文重点介绍性能指标的引入、控制系统的稳态与动态、控制系统的过渡过程、阶跃响应以及阶跃信号作用下过渡过程的四种形式。
一、性能指标的引入
当被控对象受到干扰、被控变量发生变化时控制系统抵制干扰、纠正被控变量的过程反映了控制系统的优劣。为此要有评价控制系统的性能指标。
控制系统的性能指标是根据工艺对控制的要求来制定的概括为稳定性 、准确性 和快速性。
二、控制系统的稳态与动态 系统的稳态 把被控变量不随时间变化的平衡状态称为系统的稳态也称静态。 当自动控制系统的输入和输出均恒定不变时系统就处于一种相对稳定的平衡状态 系统的各个环节也都处于稳定状态但生产还在进行物料和能量仍然有进有出只是平稳进行没有改变就是了。 稳态特性 是指稳态时系统各环节的输入输出关系。 系统的动态 把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。 即控制系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过渡过程。当干扰破坏了系统的平衡时被控变量就会发生变化而控制器、控制阀等自动化装置就要产生控制作用来使系统恢复平衡。 动态特性 在动态过程中系统各环节的输入输出变化关系。
三、控制系统的过渡过程 系统的过渡过程 控制系统的输入变化后系统从原来的平衡状态经过动态过程到达新的平衡状态的动态历程称为系统的过渡过程。 系统的过渡响应受内部和外部两种因素的影响。 1内部因素系统特性 系统的特性是由系统中各环节的特性和系统的结构所决定的。 2外部因素输入信号 在系统特性一定的情况下被控变量随时间的变化规律取决于系统的输入信号。 生产中出现的干扰信号是随机的。但在分析和设计控制系统时为了充分体现系统的特性和分析方便常选择一些特定的输入信号其中常用的是阶跃信号和正弦信号。
四、阶跃响应
阶跃信号是最常用系统性能测试信号控制对象在阶跃信号作用下的输出时间曲线称为阶跃响应。在电子工程和控制理论中阶跃响应是在非常短的时间之内一般系统的输出在输入量从0跳变为1时的体现。
单位阶跃响应函数 r ( t ) R ∗ u ( t ) { R , t ≥ 0 0 , t 0 u ( t ) r(t)R*u(t) \left\{ \begin{aligned} R , t \geq 0\\ 0 , t0 \end{aligned} \right. u(t) r(t)R∗u(t){R,t≥00,t0u(t) 如图输入信号在 t 0 t 0 t0 时阶跃上升幅度为 A A A 其后保持。 阶跃信号的特点 1阶跃信号的输入突然对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效地克服这种干扰那么对其它比较缓和的干扰也能很好地克服。 2阶跃信号的形式简单容易实现便于分析、实验和计算。故更多使用阶跃信号。
五、阶跃信号作用下的过渡过程
5.1 单调衰减过程
被控变量在给定值的一侧作单调变化最后稳定在某一数值上。 5.2 振荡衰减过程
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。 5.3 等幅振荡过程
被控变量在给定值附近来回波动且波动幅度保持不变。 5.4 振荡发散过程
被控变量来回波动且波动幅度逐渐变大离给定值越来越远。 本节完 觉得为时已晚的时候恰恰是最早的时候。 喜欢我的分享请 点赞、收藏、评论
