1 第1章自动控制系统基本概念.ppt

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1、2010年年月月学校图标 建筑设备控制技术建筑设备控制技术建筑设备控制技术建筑设备控制技术楼宇智能化专业楼宇智能化专业楼宇智能化专业楼宇智能化专业学校名称学校名称第第第第1 1章章章章 自动控制系统基本概念自动控制系统基本概念自动控制系统基本概念自动控制系统基本概念 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业第第1 1章章 自动控制系统基本概念自动控制系统基本概念v本章介绍：本章介绍：t开环控制和闭环控制的概念t控制系统的基本原理和组成t控制系统的类型t对控制系统的基本要求等。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑

2、与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.1 1.1 自动控制系统的组成自动控制系统的组成v1.1.1 人工控制的模拟和发展人工控制的模拟和发展t图1-1 水箱液位人工控制 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v1.1.2 自动控制系统的流程图自动控制系统的流程图t图1-2 水箱液位自动控制流程图这套自动化装置具有人这套自动化装置具有人工控制中操作人员的眼、工控制中操作人员的眼、脑、手的部分功能，可脑、手的部分功能，可完成自动控制水箱液位完成自动控制水箱液位高低的任务高低的任务 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺

3、术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v人工控制人工控制=自动控制自动控制t人工控制：在人的直接参与下，使被控量等于给定值n反应不及时，可以处理复杂问题t自动控制：在没有人的直接参与下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值n反应快，按设定的程序控制，必须有模型v自动控制是人工控制的模拟和发展自动控制是人工控制的模拟和发展t自动控制系统通过自动化装置，按照人们预先的安排来动作t只能替代人的部分直接劳动。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v1.1.3 自动控制系统的组成自动控制系统的组成t由图1-2可知t自动控制

4、系统可概括成两大部分：n一部分是p自动化装置控制下的生产设备p称为被控对象（受控对象）n另一部分是p为实现自动控制所必须的自动化仪表设备p简称为自动化装置p包括测量变送器、调节器和执行器等。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v自动控制系统的组成自动控制系统的组成t受控对象（过程）：工作的机器、装备等，从传感器到执行器之间t自动化装置n测量变送器：对被控量进行测量（转换成标准信号）的装置n调节器：把测定值和设定值进行比较的装置n执行器（调节阀）：把调节器的指令成比例地转换为直线或角位移地装置v自动控制系统：自动控制系统：受控对象和

5、控制装置的总体受控对象和控制装置的总体 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v1.1.3.1 被控对象被控对象v被控对象被控对象t简称对象n是指在自动控制系统中需要控制工艺参数的生产设备t如：各种空调房间、换热器、空气处理设备、制冷设备、工业锅炉、供热管网、燃气管网及设备n甚至一段输送介质的管道也可以作为一个被控对象t注：对象不一定就是生产设备的整个装置，一个设备也不一定就只有一个控制系统。v被控变量，被控变量，yt指的是在被控对象中需要控制一定数值的工艺参数 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院

6、 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v测量值，测量值，zt被控变量的测量值t用字母z表示v设定值，设定值，gt指的是按生产工艺的要求被控变量希望保持的具体数值t用字母g表示v偏差，偏差，et指被控变量的测量值与设定值之间的差值t用字母e表示te=g-z 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v干扰，干扰，ft指在生产过程中凡能影响被控变量偏离设定值的种种因素t用字母f表示v调节参数调节参数t为克服干扰对被控变量的影响，实现控制作用的参数 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v

7、1.1.3.2 自动化装置自动化装置v（1）测量变送器）测量变送器t测量传感器n用以感受工艺参数的测量仪表t变送器n如果测量传感器输出的信号与后面仪表所要求的方式不同时，则要增加一个把测量信号变换为后面仪表所要求方式的装置n变送器的输出值就是测量值zn如：p电动单元组合仪表DDZ一型，其直流电流为010 mApDDZ.Hl型，其直流电流为420 mA。v（2）调节器）调节器t调节器把测量变送器送来的信号与工艺上需要保持的参数设定值（由一个设定装置给出）相比较，得出偏差e。n比较机构t根据e，进行运算后，输出相应的特定信号p，输给执行器 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建

8、筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v（3）执行器）执行器t根据调节器的指令p，成比例地转换为直线或角位移地装置（如阀门的开启度），从而改变输送物料或能量的多少，实现对被控变量进行控制t执行器有两类：n电动和气动t常用的执行器有：n电动调节阀、气动薄膜调节阀、电动风阀、电磁阀、晶闸管电压调整器等v简单的自动控制系统由被控对象、测量变送器、调节器简单的自动控制系统由被控对象、测量变送器、调节器及执行器及执行器四大部分组成四大部分组成。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.2 1.2 自动控制系统的方框图及分类自动控制系统的方

9、框图及分类v1.2.1 自动控制系统的方框图自动控制系统的方框图v思考思考t方框？带有箭头的线？t线上的字母？比较机构？调节器执行器被控对象测量变送器g(t)e(t)p(t)q(t)y(t)z(t)f(t)计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.2 1.2 自动控制系统的方框图及分类自动控制系统的方框图及分类v方框方框t每个方框表示自动控制系统的一个组成部分，称为一个环节。v带有箭头的线带有箭头的线t表示其相互关系v线上的字母线上的字母t表示相互作用信号v比较机构比较机构 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建

10、筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v液位控制液位控制t请用框图来分析储罐HTHC差压变送器液位调节器执行器 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.2.2 1.2.2 负反馈和闭环系统负反馈和闭环系统（闭环控制与开环控制）（闭环控制与开环控制）v闭环系统闭环系统t一个一个信号沿着箭头的方向传送，最后又回到原来的起点，形成一个闭合的回路，如此循环往复，直到被控对象的被控变量值达到或接近设定值为止，这种自动控制系统称为闭环系统v闭环控制系统闭环控制系统t根据自动控制系统方框图来分析v反馈反馈t系统（或环节）的输出信号直接或经过

11、一些环节重新返回到输入端t比如，闭环自动控制系统输出的被控变量经过测量变送器后，又返回到系统的输入端，与设定值进行比较，此即为反馈。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.2.2 1.2.2 负反馈和闭环系统负反馈和闭环系统（闭环控制与开环控制）（闭环控制与开环控制）v负反馈负反馈t反馈信号能够使原来的信号减弱，也就是反馈信号取负值，此即为负反馈。t图1-3：n反馈信号z旁有一个负号“-”n设定值g旁有一个正号“+”（也可以省略）n这表示在比较时，以g作为正值，以z作为负值n送到调节器的偏差信号e=g-z。v正反馈正反馈t反馈信号

12、取正值，反馈信号使原来的信号加强，此即为正反馈。t图1.3：旁则要用正号“+”，此时偏差e=g+z。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.2.2 1.2.2 负反馈和闭环系统负反馈和闭环系统（闭环控制与开环控制）（闭环控制与开环控制）v在闭环自动控制系统中都采用负反馈在闭环自动控制系统中都采用负反馈t只有负反馈，才能使被控变量y在受到干扰的影响升高时，反馈信号z也将升高，经过比较而使输入调节器的偏差信号P将降低，此时调节器将发出信号，使执行器的调节阀发生相反的变化，进而使被控变量下降回到设定值，这样就达到了控制的目的。t若用正反

13、馈的形式，那么控制作用不仅不能克服干扰的影响，反而会推波助澜n即当被控变量受到干扰升高时，z亦升高，执行器的动作方向是使被控变量进一步上升，而且只要有微小的偏差，控制作用就会使偏差越来越大，直到被控变量超出了安全范围而破坏生产t所以自动控制系统绝对不能单独采用正反馈。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.2.2 1.2.2 负反馈和闭环系统负反馈和闭环系统（闭环控制与开环控制）（闭环控制与开环控制）v开环控制开环控制v反馈控制系统反馈控制系统v开环控制系统开环控制系统v闭环与开环控制系统的比较闭环与开环控制系统的比较 计计 算算

14、 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v开环控制系统的定义开环控制系统的定义t如果系统的输出量与输入量间不存在反馈的通道，这种控制方式称为开环控制系统。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v反馈控制系统反馈控制系统t1 反馈n把取出的输出量送回输入端，并与输入信号相比较产生偏差信号的过程，称为反馈。若反馈的信号与输入信号相减，使产生的偏差越来越小，则称为负反馈；反之，则称为正反馈。t 2 反馈控制系统n能对输入量与输出量进行比较，并且将它们的偏差作为控制手段，以保持两者之间预定关

15、系的系统，称为反馈控制系统。由于引入了被反馈量的反馈信息，整个控制过程成为闭合的，因此反馈控制也称为闭环控制。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业t3 闭环控制n凡是系统输出信号对控制作用有直接影响的系统，都称为闭环系统。输入信号和反馈信号（反馈信号可以是输出信号本身，也可以是输出信号的函数或导数）之差，称为误差信号，误差信号加到控制器上，以减小系统的误差，并使系统的输出量趋于所希望的值，换句话说，“闭环”这个术语的涵义，就是应用反馈作用来减小系统的误差。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇

16、智能化专业楼宇智能化专业1.3.4 1.3.4 闭环与开环控制系统的比较闭环与开环控制系统的比较v闭环控制系统的特点闭环控制系统的特点t偏差控制，可以抑制内、外扰动对被控制量产生的影响。精度高、结构复杂，设计、分析麻烦。v开环控制系统的特点开环控制系统的特点t顺向作用，没有反向的联系，没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、调整方便、成本低。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v综上所述综上所述t自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统，它可以随时了解被控对象情况，有针对性地根据被控变量的变化而改变控制作用的大小和方向，从而使

17、系统的工作状况等于或接近于我们所希望的状况。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.2.3 1.2.3 自动控制系统的分类自动控制系统的分类v按被控变量来分类按被控变量来分类t如温度、空气湿度、流量、压力、液位等控制系统v按调节器具有的控制规律来分类按调节器具有的控制规律来分类t如位式、比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业二、自控系统的分类二、自控系统的分类v按系统的结构特点分类按系统的结构特点分类t反馈控制系统t前馈

18、控制系统t前馈反馈控制系统 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业二、自控系统的分类二、自控系统的分类t反馈控制系统调节器调节阀过程测量变送x(t)e(t)u(t)q(t)y(t)z(t)计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业前馈调节器执行器过程f(t)u(t)q(t)y(t)z(t)测量仪表t前馈控制系统n测取进入过程的干扰(包括外界干扰和设定值变化)，并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量，使受控变量维持在设定值上。n特点：p不存在受控变量的反馈=对于补偿的效果没

19、有检验的手段p如果控制的结果无法消除受控变量的偏差，系统也无法获得这一信息而作进一步的校正。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业反馈调节器执行器过程测量变送+x(t)e(t)u(t)q(t)y(t)-z(t)前馈调节器扰动通道f(t)t前馈反馈系统n将前馈与反馈结合起来应用，构成前馈-反馈控制系统p为了解决前馈控制的上述局限性n优点：p从前馈控制角度，由于增添了反馈控制，降低了对前馈控制模型的精度要求，并能对未选作前馈信号的干扰产生校正作用。p从反馈控制角度，由于前馈控制的存在，对干扰作了及时的粗调作用，大大减小了控制的负担。计计

20、 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v按给定值信号的特点分类按给定值信号的特点分类t给定值信号的特点n是指设定值是否变化和如何变化t将闭环自动控制系统分为三大类：n定值控制系统p将被控制量保持在某一定值或很小的范围中的控制系统n随动控制系统p被控量的给定值随时间任意地变化的控制系统n程序控制系统p被控量的给定值按预定的时间程序而变化的控制系数t常用来分析自动控制系统特性 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业1.3 1.3 自动控制系统的过渡过程及品质指标自动控制系统的过渡

21、过程及品质指标v1.3.1 自动控制系统的静态和动态自动控制系统的静态和动态v静态静态t在自动控制系统中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态v动态动态t把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态v静态和动态的比较静态和动态的比较t自动控制系统的平衡（静态）是暂时的、相对的和有条件的t不平衡（动态）才是普遍的、绝对的、无条件的v一个运行的系统，时时刻刻都有扰动作用于对象，被调量偏离设一个运行的系统，时时刻刻都有扰动作用于对象，被调量偏离设定值，重点应研究系统和环节的动态特性上。定值，重点应研究系统和环节的动态特性上。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑

22、与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v系统的静态系统的静态t在自动控制系统中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态t当一个自动控制系统的输入（设定和干扰）和输出均恒定不变时，整个系统就处于一种相对稳定的平衡状态，系统的各个组成环节如测量变送器、调节器、执行器都不改变其原先的状态，它们的输出信号也都处于相对静止状态n即，系统处于静态t这是一种相对静止状态n自动化领域中的静态则是指各参数（或信号）的变化率为零n即变量保持在某一数值不变，而不是指物料或能量不流动n例如p前述的水箱液位控制系统，当流入和流出水箱的流量相等时，液位恒定，系统达到了平衡状态，即系统处于静态。n这与习惯上所讲

23、的静止是不同的 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v系统的动态系统的动态t把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态t假若一个系统原先处于相对平衡状态，由于受到于扰的作用而破坏了这种平衡时，被控变量就会随之发生变化，调节器、执行器等自动化装置则力图使系统恢复平衡而改变原来平衡所处的状态，产生一定的控制作用以克服干扰的影响t从干扰发生开始，经过自动化装置的控制作用，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节参数都处于变动状态，所以这种状态叫做动态 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺

24、术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v1.3.2 自动控制系统的过渡过程自动控制系统的过渡过程 过渡过程t一个静态 =另一个静态t系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程t过渡过程的定义n自动控制系统在动态过程中，被控变量随时间而变化的过程称为自动控制系统的过渡过程。t这是一个控制作用不断克服干扰作用影响的过程n是控制作用与干扰作用一对矛盾在系统内斗争的过程n当两者得到统一时，过渡过程结束，系统达到新的平衡 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v1.3.2.1 阶跃干扰阶跃干扰t特征：n自t0时刻始，阶跃干扰的幅值为An阶跃干

25、扰对系统的作用比较突然、比较危险n对被控变量的影响也最大图图1-4 阶跃干扰作用阶跃干扰作用所谓阶跃干扰就是在某一瞬间（t0）干扰突然地阶跃式地加到系统上，并一直保持（幅值为A）而不消失=定义：计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v阶跃干扰的应用阶跃干扰的应用t一般以阶跃干扰对被控变量的影响作为研究的内容t这是因为，若自控系统能有效地克服阶跃干扰的影响，那么对于其他的干扰也就能很好地克服了v注意：注意：t在生产中，出现的干扰是没有固定形式的，且多半属于随机性质。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院

26、 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v1.3.2.2 过渡过程的基本形式过渡过程的基本形式t衰减振荡稳定过程n非周期衰减过程n衰减振荡过程t等幅振荡不稳定过程t发散振荡不稳定过程注：图示的都是自注：图示的都是自控系统在阶跃干控系统在阶跃干扰作用下的过渡扰作用下的过渡过程。过程。注：在稳定过程中，被控变量经过一段时间后，逐渐趋向原来的或新的平衡状态，这是我们所希望的。计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v非周期衰减过程的特征非周期衰减过程的特征t被控变量做缓慢变化，没有来回波动，最后稳定在某一数值上t过渡过程变化较慢，被控变量在控制过程中

27、长时间地偏离设定值，而不能很快地恢复平衡状态t一般不采用 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v衰减振荡过程的特征衰减振荡过程的特征t被控变量上下波动，但幅度逐渐减少，最后稳定在某一数值上t过渡过程能够较快地使系统稳定下来t一般都希望自动控制系统在干扰作用下，能够得到该种过渡过程 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v等幅振荡过程等幅振荡过程的特征的特征t被控变量在设定值附近来回波动，且波动幅度保持不变t一般也认为是不稳定过程t应用场合n被控变量允许在工艺所许可的范围

28、内变动n控制质量要求不高n如，位式控制 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v发散振荡过程发散振荡过程的特征的特征t被控变量来回波动，且波动幅度逐渐变大n偏离设定值越来越远t将导致被控变量超越工艺允许范围，严重时会引起事故t这是生产上所不允许的，应竭力避免 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v其他图示其他图示t发散振荡 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业t等幅振荡 计计 算算 机机 控控 制制 技技

29、术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业最大偏差给定值余差tptst衰减振荡(1)计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业t衰减振荡(2)计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业t（单调过程）无振荡过程 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v1.3.3 自动控制系统的品质指标自动控制系统的品质指标t品质指标用来衡量控制系统的质量t如图1-6所示，有：n余差（e）n最大偏差或超调量n振荡周期

30、或频率n衰减比n静差n回复时间 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业三、品质指标三、品质指标 v余差余差（e）：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差值之差v 最大偏差最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给定值的差：被控参数第一个波的峰值与给定值的差v衰减比衰减比（n）：）：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比振幅之比v衰减率衰减率（f f）：）：经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比v过渡过程时间过渡过程

31、时间（ts）：系统过渡过程曲线进入新的稳定值：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的的5%或或2%范围内所需的时间范围内所需的时间v峰值时间峰值时间（tp）：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统响应的灵敏程度的时间，反映系统响应的灵敏程度 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v余差余差（e）：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差v最大偏差最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给定值的差：被控参数第一个波的峰值与给定值的差最大偏差给定值

32、余差 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v衰减比衰减比（n）：）：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比v衰减率衰减率（f f）：）：经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比给定值y2y1 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v过渡过程时间过渡过程时间（ts）：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的：系统过渡过程曲线进入新的稳定值的5%或或2%范围内所需的时间范围内所需的时间v峰值时间峰值时

33、间（tp）：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统响应的灵敏程度反映系统响应的灵敏程度给定值tpts余差2%或5%计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v等幅振荡的品质指标等幅振荡的品质指标t过渡时间？t峰值时间？t衰减率t衰减比 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v发散振荡的品质指标发散振荡的品质指标t过渡时间？t峰值时间？计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼

34、宇智能化专业v对控制系统的性能要求对控制系统的性能要求t稳、准、快v稳：稳：动态过程的振荡倾向和系统重新动态过程的振荡倾向和系统重新恢复平衡工作状态的能力恢复平衡工作状态的能力v准：准：系统过渡到新的平衡工作状态后系统过渡到新的平衡工作状态后或系统受到扰动后重新恢复平衡后，或系统受到扰动后重新恢复平衡后，最终保持的精度，反映了动态后期的最终保持的精度，反映了动态后期的性能性能v快：快：动态过程进行的时间长短，过程动态过程进行的时间长短，过程时间持续很长，将使系统长时间出现时间持续很长，将使系统长时间出现大偏差，同时也说明系统响应很迟钝，大偏差，同时也说明系统响应很迟钝，难以复现快速变化的信号难

35、以复现快速变化的信号 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v稳：稳：动态过程的振荡倾向和系统重新恢复平衡动态过程的振荡倾向和系统重新恢复平衡工作状态的能力工作状态的能力过程2过程1 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v准：准：系统过渡到新的平衡工作状态后或系统受系统过渡到新的平衡工作状态后或系统受到扰动后重新恢复平衡后，最终保持的精度，到扰动后重新恢复平衡后，最终保持的精度，反映了动态后期的性能反映了动态后期的性能过程2过程1 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术

36、术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业v快：快：动态过程进行的时间长短，过程时间持续动态过程进行的时间长短，过程时间持续很长，将使系统长时间出现大偏差，同时也说很长，将使系统长时间出现大偏差，同时也说明系统响应很迟钝，难以复现快速变化的信号明系统响应很迟钝，难以复现快速变化的信号过程2过程1 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业小节小节v自动控制研究的对象是自动控制系统自动控制研究的对象是自动控制系统v重点是按偏差调节的反馈系统重点是按偏差调节的反馈系统v主要问题是系统的动态特性主要问题是系统的动态特性t稳

37、、准、快 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业课外了解：课外了解：SIMULINKSIMULINK的使用的使用vSIMULINK实现动态系统建模、仿真的一个集实现动态系统建模、仿真的一个集成系统成系统tMatrix laboratory(MATLAB)功能的扩展t实现了可视化建模t实现了多工作环境间的文件互用和数据交换，如Simulink Matlab C Fortran DSP 实时硬件工作环境等t理论研究和工程实现有机地结合在一起 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业热力系统的例子热力系统的例子热力系统的人工反馈控制热力系统的人工反馈控制 计计 算算 机机 控控 制制 技技 术术 建筑与艺术学院建筑与艺术学院 楼宇智能化专业楼宇智能化专业热力系统的自动反馈控制