1.1简单控制系统.过程控制系统性能指标.ppt

简单控制系统：指SISO, Linear systems 是控制系统的基本形式 也称单回路系统,单回路调节系统,指一个被调量、一个调节量、一个调节器和调节阀组成的系统,只有一个调节回路,这类系统在过程控制中占大部分(约80%以上) 复杂控制系统在简单系统的基础上发展起来的 特点 结构简单，容易掌握 具有广泛的适应性 经济实用,可靠性高;系统组成例 以液体储槽的水位控制为例，来说明其控制原理;过程控制系统的性能指标 ;阶跃信号作用下，五种典型的响应过程 (扰动特性);稳态;过程控制系统的性能指标 ;过程控制系统的性能指标 ;1-６过程控制系统性能指标——时域控制性能指标(单项性能指标);控制器;阶跃响应性能指标;过程控制系统的性能指标;过程控制系统的性能指标;过程控制系统的性能指标;关于超调量和最大动态偏差： 随动控制系统中，超调量（Overshoot）σ定义为： 定值控制系统采用最大动态偏差A表示超调程度。即：;调节时间(过渡过程时间/回复时间) Settling time ts 指系统从受扰动作用时起，直到被控参数进入新的稳态值±5%(或±2%)(误差带)的范围内所经历的时间。 一般要求ts愈短愈好,是控制系统的快速性指标;回复时间Ts和振荡频率ω的关系;讨论： （二阶系统）;小结： 衰减率越大，则系统振荡频率越低；;性能指标之间的关系;1. 误差积分准则IE（integral of error criterion） 优点： 简单，也称为线性积分准则 ， 用于估计过程控制的难易程度，也可估计控制方法的效果。 局限：不能抑制响应等幅波动，单凭IE不能衡量系统的稳定性。 使用：规定衰减率下作为性能指标;2. 绝对误差积分IAE (Integral of absolute error criterion) 衡量响应曲线在零误差线两侧总面积大小,对于负荷变化引起的误差最终要消失,故任何一个稳定的回路, IAE必趋于一有限值。 优点：抑制响应等幅波动，常用于定值系统 缺点：最小系统误差难确定 适用于衰减和无静差系统 特例：对于响应曲线全部位于曲线一侧时有IAE=IE;3. 平方误差积分ISE（integral of squared error criterion） 优点：对大误差加权大，故对大误差灵敏，抑制响应等幅波动和大误差 缺点:易产生振荡 使用： 抑制最大动态偏差; 适用于衰减和无静差系统;4. 时间与绝对误差乘积的积分ITAE（integral of time multiplied by the value of error criterion） 优点：着重惩罚过度时间过长 缺点：对初始误差及随机误差不灵敏 使用：常用于随动系统 用以降低初始大误差对性能指标的影响； 同时强调了过渡过程后期的误差对指标的影响;偏差积分性能指标小结;控制系统运行的重要准则