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对于一个自动控制系统的性能要求,自动控制原理的主要内容

时间:2023-05-05 19:52:17 阅读:120815 作者:3764

一、自控系统性能基本要求自控系统实例1.6.1纸机分部传动控制系统1.6.2谷物湿度控制系统1.6.3烘箱温度控制系统

自动控制系统能否正常工作以及被控量是否按照规定的要求规则发生变化,取决于被控对象和控制器及各功能部件的结构和特性参数是否得到了适当的设计。

理想情况下,控制系统的输出量和输入量随时相等,系统完全没有误差,不受干扰的影响。 但是,在实际的系统中,由于各种原因,当系统被输入信号(也包括干扰信号)激励时,被控制量偏离输入信号作用前的初始值,经过动态过程(过渡过程),系统的控制性能的优劣从动态过程中充分表现出来。

控制精度是衡量系统技术性能的重要尺度。 高质量的系统在运行中,被控制量相对于规定值的偏差必须最小。

考虑到动态过程不同阶段的特点,工程通常从稳定、准、好三个方面测量自动控制系统。

1.稳定性(稳)

稳定工作是对所有自动控制系统的基本要求,是系统是否工作的前提条件。 不稳定的系统无法完成控制任务。 考虑到实际系统的工作环境和参数的变动,系统可能会变得不稳定,因此不仅需要系统的稳定,还需要一定的稳定裕量。稳定性是系统的固有特性,由系统结构、参数所决定,与外部输入信号无关。

2.稳态精度(准)

稳态精度是指系统转换到新的平衡工作状态后,或系统抗干扰再次恢复平衡后,最终保持的精度。 稳态精度与控制系统的结构、参数和输入信号格式有关。

3.动态过程(好)

动态过程是指控制系统被控量在输入信号作用下随时间变化的全过程,衡量动态过程质量好坏往往采用单位阶跃信号作用下暂态过程中的过冲量、暂态过程时间等性能指标。 针对不同的被控对象,系统侧重于稳定、准、好的要求。 例如,随动系统有很高的要求。 在同一个系统中,稳定、准、好是相互制约的。 提高过程的快速性可能会加速系统振动; 稳定性得到改善,控制过程延长,最终精度也有可能变差。 分析和解决这些矛盾将是本课程的重要内容。

自动控制系统实例1.6.1纸机分部传动控制系统纸机分部传动控制系统原理图如图1-14所示。 含有大量水分的纸通过第一压榨棒后,去除一部分水分后进入第二压榨棒,榨取一部分水分。 第一压辊和第二压辊由各自的电机拖动。 很明显,两个压辊的转速必须协调。 否则,纸会断,也会堆起来。

1.6.2谷物湿度控制系统谷物湿度控制系统原理图如图1-15所示。 我们知道谷物含水量直接影响小麦粉的产量。 谷物在混合到磨料中之前必须湿润。 有产生最多谷物粉的湿度。 谷物的湿度可以通过加水来调整。 实际投入谷物的水分,谷物的流量和水压不一定,为了消除干扰的影响,可以在上部增加水箱使供水压力一定,也可以增加加料漏斗维持谷物的流量大致一定。 剩下的是谷物水分控制,首先测量输入谷物水分量构成顺序进给控制部,同时测量输出谷物水分量构成反馈部,调节器结合来自两个传感器的信号和要求的湿度信号,给出正确水流量所需的自动阀整定值。

1.6.3烘箱温度控制系统控制任务是保持烘箱温度恒定,如图1-16所示。 炉温受工件数量和环境温度两方面的影响,受气体流量的控制,可以通过调节气体流量来控制炉温。

工件数量增加时,烤箱的负荷变大,气体流量暂时不变化时,烤箱温度下降,变为偏差电压u0,因此电机增大阀门,增加气体供给量,使烤箱温度恢复到再次达到规定值。

当负荷下降或气压突然升高时,炉温上升,偏差电压u0,电机自动关闭小阀门,减少供气量,使炉温回到规定值。

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