自动控制系统的过渡过程
仪器网 · 2012-07-14 23:39 · 68681 次点击
自动控制系统在动态过程中,被控变量不断变化,它随时间变化的过程称为自动控制系统的过渡过程。也就是系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。
在生产中,出现的干扰是没有固定形式的,且多属于随机性质.在分析和设计过程中,为安全和方便,常选择一些定型的干扰形式,其中最常用的是阶跃干扰,如图7-4所示。它在某瞬间输人童突然阶跃地加到系统上,并继续保持幅度值不变。这种形式的干扰比较突然、比较危险,对被控变最的影响也最大。如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰,那么对于其他比较级和的干扰也一定能很好地克服;同时,由于这种干扰的形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。
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当系统的输人是阶跃干扰时,系统的过渡过程有如图7一5所示的四种基本形式。
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(1)非振荡单调过程:被控变量在给定值的某一侧作缓慢变化,没有来回波动,最后稳定在某一数值上,如图7-5(a)所示。
(2)衰减振荡过程:被控变量上下波动,但幅度逐渐减小,最后稳定在某一数值上,如图7-5(b)所示。
(3)等幅振荡过程:被控变量始终在某一幅值范围内上下波动,如图7-5(c)所示。
(4)发散振荡过程:被控变量上下波动,幅度逐渐变大,如图7-5(d)所示。非振荡单调过程(a)和衰减振荡过程(b)都是衰减的,称为稳定的过渡过程,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,这是我们所需要的。但非振荡单调过程中,被控变量变化较慢,长时间偏离给定值,不能很快恢复平衡状态,故一般不采用。只是对于生产上被控变量不允许有波动的情况,可以采用这种过程。衰减振荡过程能使系统很快稳定下来,是经常采用的形式。
发散振荡过程(d),称为不稳定的过渡过程,其被控变量在控制过程中不但不能回到给定值,反而越来越偏离给定值,将导致被控变量超越工艺允许范围,严重时引起事故,显然这是生产所不允许的,应蝎力避免。
等幅振荡过程(c)介于稳定和不稳定之间,一般认为是不稳定的过渡过程。除一些控制质量要求不高的情况(如位式控制)外,这种过程一般情况下不采用。
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