第一章自动调节的基本概念TheBasicConceptsofAutomaticRegulation第一节 实现自动调节的方法MethodsofAutomaticRegulation第二节常用术语GeneralTerminology第三节系统方框图BlockDiagramofsystem第四节自动调节系统的分类Classificationofsystem第五节自动调节系统的性能SpecificationofRegulationSystem第一章自动调节的基本概念TheBasicConceptofAutomaticRegulation第一节 实现自动调节的方法MethodsofAutomaticRegulation实现自动调节的方法例：水槽水位自动调节（图片图1-1）1-水槽(tank)2-检测部件(sensor)3-转换部件(converter)4-调节部件(regulator)5-执行机构(actuator)6-调节阀（regulationvalve）二、重视以下几个问题：1．检测部件(sensor)的检测准确性是自动调节的先决条件。2．调节部件(regulator)是自动调节设备中的一个核心部件。3．调节部件发出的调节信号是通过哪个物理量的改变去实现调节也是值得研究的问题4．掌握被调节的生产设备的特性，是设计自动调节
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前需要做的一项工作。第二节常用术语GeneralTerminology1．被调对象(controlledobject)即：被调节的生产设备或生产过程。2．被调量(controlledvariable)即：通过调节需要维持的物理量。4．扰动(disturbance)即：引起被调量变化的各种原因。5.调节机关(regulatingvalve)即：在调节作用下，用来改变进入被调对象的物质或能量的装置。3．给定值(setpoint)即：根据生产要求,被调量的规定数值。6.调节作用量(controllingvariable)，即：在调节作用下，控制被调量变化的物理量。 水位调节系统方框图图1-2水位调节系统方框图 1-水槽2-检测部件3-转换部件4-调节部件5-执行机6-调节阀系统方框图主要由环节和信号线组成。第三节系统方框图BlockDiagramofsystem一、环节(link)1．环节是一个抽象体。每个环节都有对应的输入量(inputsingal)和输出量(outputsignal)，输入量是引起该环节发生作用的原因，输出量是该环节发生作用的
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现和结果(a)电阻分压器（b）杠杆(a)图输入量--电压u输出量--电压u2(b)图输入量--杠杆左端的位移量x输出量--杠杆右端的位移量y1．同类环节---两个环节的物理系统不同，但它们数学模型的形式完全相同，两个环节的因果关系类同，称它们为同类环节。2．同一个元件在反映两个或多个不同特性时，应该用两个或多个方框来表示它们不同的因果关系。3．环节可大可小，系统方框图可简可详，完全取决于分析研究系统的需要而定。二、信号线见下图1-61．每一个环节的输入量和输出量之间都必须具有“单向性”。输入量是输出量变化的原因，输出量变化是输入量作用的结果2．在方框图中，信号线只表示信号的传递关系和方向，而不是代表物质的流动。•引出点(separatingpoint)3.符号介绍•相加点（summingpoint） 第四节自动调节系统的分类Classificationofsystem一．按给定值信号的特点分类1．恒值调节系统(constantregulationsystem)二．按调节系统的结构分类1．反馈调节系统(feedbackregulationsystem)反馈调节系统是依据于偏差进行调节的。见下图1-7反馈调节系统2．程序调节系统(programmeregulationsystem3．随机调节系统(follow-upregulationsystem)特点：（1）在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值（2）当调节系统受到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节的速度相对比较缓慢。也称为闭环(closeloop)调节系统2．前馈调节系统(feedforwardregulationsystem)前馈调节系统是依据于扰动进行调节的。 特点：(1)由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；(2)由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值。前馈调节系统由于无闭合环路存在，亦称为开环(openloop)调节系统。(3)复合调节系统(compoundingregulationsystem)三．按调节系统闭环回路的数目分类1．单回路调节系统(singleloopregulationsystem)2．多回路节系统(multipleloopregulationsystem)四．按调节作用的形式分类1．连续调节系(continuousregulationsystem)2．离散调节系统(discreteregulationsystem)五．按系统的特性分类1．线性调节系统(linearregulationsystem)2．非线性调节系统(nonlinearregulationsystem) 第五节自动调节系统的性能SpecificationofRegulationSystem一．典型的输入函数1.阶跃函数(stepfunction)2.单位脉冲函数(unitimpulsefunction)也称δ(t)函数）3.斜坡函数(rampfunction)4.正弦函数(sinefunction)二．典型的调节过程自动调节系统受到阶跃扰动后，被调量可能出现的几种典型的调节过程 (a)--非周期(inertial)调节过程，(b)--衰减振荡(attenuateoscillation)调节过程.(c)--等幅振荡(constantoscillation)调节过程。(d)--渐扩振荡(divergentoscillation)调节过程三．主要的性能指标(SpecificationIndex)1．稳定性(stability)指标---衰减率(decrement)ψ衰减率ψ定义：ψ=1非周期的调节过程 2．准确性(accuracy)（1）动态偏差(dynamicdeviation)emax--指在整个调节过程中被调量偏高给定值的最大偏差值。（2）静态偏差(staticdeviation)e∞--指调节过程结束后被调量和给定值之间的偏差值。 3.快速性(rapidity)调节时间ts：当被调量进入稳定值的+2%或+5%之间这个范围并不再超越出此范围时，所经历的时间为调节时间ts。ψ=0等幅振荡的调节过程0＜ψ＜1衰减振荡的调节过程ψ＜0渐扩振荡的调节过程。快速性---反映调节过程持续时间的长短，4．另外两个品质指标：绝对值积分准则和超调量。绝对值积分准则(absolutevalueintegralcriterion):超调量(overshoot)Mp：反映系统调节过程中被调量超过稳态值的最大程度，即调节过头的程度。定义式：
浙公网安备 33021202002483