状态。从扰动发生,经过控制,直到系统重新建立平衡,在这段时间内整个系统都处在变动状态中。
7. 什么是反馈?什么是正反馈和负反馈?负反馈在自动控制中有什么重要意义? 答 把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引入输入端的作法叫做反馈。 反馈信号的作用方向与设定信号相反,即偏差信号为两者之差,这种反馈叫负反馈;反之为正反馈。
在控制系统中采用负反馈,是因为当被控变量受到扰动后,若使其升高,则反馈信号升高,经过比较,偏差信号将降低,此时控制器将发出信号而使执行器动作,施加控制作用,其作用方向与扰动方向相反,致使被控变量下降,这样就达到了控制的目的。 7: 12:
15:给定值形式不同,自动控制系统可分哪几类?
? 将控制系统按照工艺过程需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变
化来分类,这样可将自动控制系统分为三类,即定值控制系统、随动控制系
统和程序控制系统。 21: 22:
衰减震荡过程
五种重要品质指标
1. 最大偏差或超调量
最大偏差是指在过渡过程中,被控变量偏离给定值的最大数值。在衰减振荡过程中,最大偏差就是第一个波的峰值。 超调量也可以用来表征被控变量偏离给定值的程度。 2. 衰减比
衰减比是衰减程度的指标,它是前后相邻两个峰值的比。习惯表示为 n:1,一般 n 取为4~10之间为宜。 3. 余差
当过渡过程终了时,被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差,或者说余差就是过渡过程终了时的残余偏差。 4. 过渡时间
从干扰作用发生的时刻起,直到系统重新建立新的平衡时止,过渡过程所经历的时间叫过渡时间。 5.震荡周期或频率
过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期,其倒数称为振荡频率。在衰减比相同的情况下,周期与过渡时间成正比,一般希望振荡周期短一些为好。 第二章
自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成。 1:什么是被控对象特性?什么是被控对象的数学模型?
研究对象的特性,就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系。这种对象特性的数学描述就称为对象的数学模型。 什么是被控对象特性?什么是被控对象的数学模型?研究被控对象特性有什么重要意义? 答 被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。即当被控对象的输入量发生
变化时,对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。对象的输入量有控制作用和扰动作用,输出量是被控变量。因此,讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控制通道对被控变量的影响,和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。
定量地表达对象输入输出关系的数学表达式,称为该对象的数学模型。
在生产过程中,存在着各种各样的被控对象。这些对象的特性各不相同。有的较易操作,工艺变量能够控制得比较平稳;有的却很难操作,工艺变量容易产生大幅度波动,只要稍不谨慎就会越出工艺允许的范围,轻则影响生产,重则造成事故。只有充分了解和熟悉对象特性,才能使工艺生产在最佳状态下运行。因此,在控制系统设计时,首先必须充分了解被控对象的特性,掌握它们的内在规律,才能选择合适的被控变量、操纵变量,合适的测量元件和控制器,选择合理的控制器参数,设计合乎工艺要求的控制系统。特别在设计新型的控制系统时,例如前馈控制、解耦控制、自适应控制、计算机最优控制等,更需要考虑被控对象特性。 2.简述建立对象的数学模型两种主要方法。
答 一是机理分析法。机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析,根据对象中物理或化学变化的规律(比如三大守恒定律等),在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。通过这
种方法得到的数学模型称之为机理模型,它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。
二是实验测取法。实验测取法是在所要研究的对象上,人为施加一定的输入作用,然后,用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律,即得到一系列实验数据或实验曲线。然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理,求取对象的特性参数,进而得到对象的数学模型。
3.描述简单对象特性的参数有哪些?各有何物理意义?
答描述对象特性的参数分别是放大系数k、时间常数t、滞后时间?。 放大系数k放大系数k在数值上等于对象处于稳定状态时输出的变化量与输入的变 化量之比,即 k?输出的变化量 输入的变化量
由于放大系数k反映的是对象处于稳定状态下的输出和输入之间的关系,所以放大系数是描述对象静态特性的参数。
时间常数t时间常数是指当对象受到阶跃输入作用后,被控变量如果保持初始速度变 化,达到新的稳态值所需的时间。或当对象受到阶跃输入作用后,被控变量达到新的稳态值的63.2%所需时间。 时间常数t是反映被控变量变化快慢的参数,因此它是对象的一个重要的动态参数。 滞后时间?滞后时间?是纯滞后时间?0和容量滞后?c的总和。
输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为纯滞后时间,纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。容量滞后一般是因为物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。
滞后时间?也是反映对象动态特性的重要参数。 5.实验测取对象特性常用的方法有哪些?
答:实验测取对象特性常用的方法有阶跃响应曲线法、矩形脉冲法。 (下面这点是个人总结的,可以不看)