5.4执行器执行器是控制系统中极其重要的装置。执行器的作用是接受控制器的输出信号，直接调节生产过程中相关介质的输送量，从而使温度、压力、流量等过程参数得到控制。在控制系统的设计中，执行器选择不当，会直接影响到系统的控制品质。执行器由执行机构和调节机构两部分组成。执行机构是执行器的推动部分，按控制信号产生相应的力或力矩。...  阅读全文>>

5.3过程控制的基本控制规律与控制器在反馈控制系统中控制器的作用就是接受由给定值和反馈信号之间形成的偏差信号,按一定的控制规律产生控制信号。图5.12表明了控制器的作用。当控制方案确定后，控制器的作用起着决定作用。控制系统的动态品质和稳态精度能否满足要求，取决于胤裾确地选择控制器的控制规律及确定控制器的控制参数。图5...  阅读全文>>

5.2被控对象的动态特性过程控制中应用最多的，也是最基本的控制系统如图5.1所示。图5.1过程控制系统结构图图中，是控制器的传递函数，是执行机构的传递函数，是测量变送器的传递函数，是被控对象的传递函数。图5.1中，控制器，执行机构、测量变送器都属于自动化仪表，他们都匚绕被控对象工作的。也就是说，一个过程控制的控制系统...  阅读全文>>

4.7控制器的设计4.7.1控制系统的校正在控制工程中，为了满足特定任务的要求，总是预先给出系统的性能指标，要求设计出一个良好性能的控制系统。控制系统的性能指标，主要反映了对控制系统的稳定性，控制过程的快速性、超调量和控制精度方面的要求。组成控制系统的被控对象、愿衅鳌⑿藕疟浠黄鳌⒅葱谢构等是控制系统的重要设备和装置。...  阅读全文>>

4.6频率特性与系统的动态性能控制系统的频率特性与系统的动态性能之间有密切的关系。分析控制系统的动态特性，可以利用开环频率特性，也可以利用闭环频率特性。二阶系统的频率特性与动态性能的时域指标之间又确定的关系，而高阶系统则不存在确定的函数关系。4.6.1开环频率特杂胂低车亩态响应若把系统的开环对数频率特性划分为低频段，...  阅读全文>>

4.5稳定性分析4.5稳定性分析频率法中对系统稳定性的分析是应用奈奎斯特（Nyquist）判据进行的。奈奎斯特判据是根据控制系统的开环频率特性判断闭环系统是否稳定的判据。应用奈奎斯特判据，不仅能解决系统是否稳定的问题，而且还能了解系统稳定的程度，并找出改善系统动态特性的途径。因此，奈奎斯特判据是频域分析的基础。4.5....  阅读全文>>

4.4开环频率特性4.4开环频率特性根据开环传递函数求出的频率特性称为开环频率特性。开环频率特性和开环传递函数一样，在控制系统地分析中具有十分重要的作用。设系统的开环传递函数为(4.34)开环频率特性为(4.35)幅频特性为(4.36)相频特性为(4.37)4.4.1开环频率特性的极坐标图绘制开环频率特性的极坐标图，必...  阅读全文>>

4.3反馈控制的基本原理4.3典型环节的频率特性控制系统是由典型环节按一定规律组合而成的。一个控制系统的频率特性，也是由典型环节的频率特性组合而成的。所以，我们首先需要详细地了解典型环节的频率特性。4.3.1比例环节比例环节的传递函数为(4.11)式中K为放大系数。比例环的频率特性为(4.12)比例环节的频率特性是一...  阅读全文>>

4.2频率特性的图示方法4.2频率特性的图示方法应用频率法分析设计控制系统，必须获得控制系统的频率特性曲线。工程上最常用的频率特性表示方法有三种：极坐标图、对数频率特性图和对数幅相特性图。4.2.1极坐标图极坐标图是根据复数的矢量表示方法来表示频率特性的。频率特性函数可表示为只要知道了某一频率下的的模和幅角，就可以在极...  阅读全文>>

4.1频域特性在通讯系统中，经常会遇到各种不同频率的正弦信号。通信系统就是对这些不同频率正弦信号进行处理和传递。这种方法对控制工程产生了巨大的影响。控制系统的运动过程也可以看作是不同频率正弦信号在控制系统各环节中以一定的函数关系传递的过程。控制系统的输入信号可以分为周期信号和非周期信号两类。周期性的输入信号，可以分解为...  阅读全文>>

3.9根轨迹法简介3.9根轨迹法简介根轨迹法是控制系统的一种实用分析方法。3.9.1根轨迹的概念控制系统的稳定性、动态特性都与特征方程的根（即闭环极点）在s平面上的分布有密切关系。时域分析中，依靠求解输入——输出微分方程或状态方程，只能确定控制系统闭环极点的具体分布饺粢研究参数变化对控制系统性能的影响，特别是某些参数...  阅读全文>>

3.8控制系统的稳定性3.8控制系统的稳定性稳定性是控制系统最重要的特性之一。它表示了控制系统承受各种扰动，保持其预定工作状态的能力。不稳定的系统是无用的系统，只有稳定的系统才有可能获得实际应用。我们前几节讨论的控制系统动态特性，稳态特性分析计算方法，都是以系轿榷ㄎ前提的。3.8.1稳定性的定义图3.26（a）是一个...  阅读全文>>

3.7控制系统的数值分析在控制系统的时域分析中，求取高阶系统的响应时间是一件十分困难的工作。而利用计算机，则可以方便地求出系统在一系列时刻上瞬态响应的数值解，并且可以满足精度上的要求。这就是控制系统的数值分析法。不论高阶微分方程或是状态空间表达式，都有微分方程的求解问题。对n阶微分方程求解，必须进行n次积分运算。所以，...  阅读全文>>

3.6状态方程的解3.6状态方程的解以上讨论的控制系统的分析方法，都是基于控制系统的数学模型是传递函数或输入——输出微分方程。在时域分析中，若控制系统的数学模型是状态空间表达式，我们就必须考虑状态方程的求解问题。3.6.1线性定常系统状态方程的解线性定常系统的状态方程为(3.107)状态方程的求解，就是在给定的初始值x...  阅读全文>>

3.5控制系统的稳态误差3.5控制系统的稳态误差描述控制系统的微分方程(3.73)式（3.73）是一个高阶微分方程，方程的解可以表示为(3.74)式中，前两项是方程的通解，而是方程的一个特解。随时间的增大，方程的通解逐渐减小，方程的解y(t)越来越接近特解。当时，方程的通解趋于零资毕低辰入了稳定状态。特解是由输入量确...  阅读全文>>

3.4高阶系统的瞬态响应用二阶以上微分方程描述的系统，统称为高阶系统。描述高阶系统的微分方程为：(3.67)系统的传递函数为(3.68)在单位阶跃输入下，系统响应为(3.69)系统的特征方程为假设特征方程有q个实数根，r对共轭复数根，则特征方程可写为（q+2r=n)(3.70)将式（3.70）兹胧剑3.69）得：(3...  阅读全文>>

3.3二阶系统的瞬态响应凡用二阶微分方程描述的系统称为二阶系统。标准形式的二阶系统的微分方程是(3.27)或(3.28)上两式中，T称为系统的时间常数。称为系统的阻尼系数或阻尼比，称为系统的无阻尼自然振荡频率或自然频率。K为放大系数。图3.9是标准二阶系统的结构图。图3.9二阶系统的结构图标准形式二阶系统的闭环传递函数...  阅读全文>>