自动控制系统基本概念—惯性环节、微分环节（热工仪表自动控制）.pptx

惯性环节、微分环节

;复习回顾;惯性环节;动态方程式为;?;惯性环节单位阶跃响应曲线如图7-29所示。;实例:

图7-19所示的RC网络、汽车的利车制动(保利车后汽车的速度只能逐渐下降)，7-20所示的流出侧装设阀门的水箱。; 当Tc→0时惯性环节可以等效为比例环节；当Tc≥1时惯性环节可等效为积分环节。惯性环节具备了比例环节和积分环节的特性。

给惯性环节加阶跃扰动的仿真曲线如图7-30所示。;惯性环节共同的结构特点:

由一个容量(电容、水容、热容、气容等)构成的积分环节和一个有限阻力(电阻、水阻、气阻等)构成的比例环节反馈连接而成。

惯性环节的运行特点：

在运行现场较为常见，它的运行特点是当某种信号(包括调节信号)作用于环节后，环节的输出不能立即跟随输入变化，而是在输入信号作用后一段时间内，缓慢变化，经一段时间后达到稳态。; 惯性环节既有静态特性，又有动态特性。静态特性曲线如图7-31所示，其表达式为Y=KX;?; 理想微分环节的单位阶跃响应仿真曲线。可以看出输出体现为一个脉冲函数。;?;动态方程式： (7-49)

式中：KD为实际微分环节的放大系数（微分增益、传递系数）；TD为实际微分环节的时间常数（复原时间、微分时间）。

传递函数为

阶跃输入响应为

(7-52)

;?; 一阶实际微分环节单位斜坡响应仿真曲线如图7-35所示，可以看出，响应曲线类似于惯性环节阶跃响应特性。

注意：二者的输入信号不同，环节特性也不同。; 一阶实际微分环节单位阶跃扰动的仿真曲线如图7-37所示，可以看出，随着KD值的增大，响应曲线的起始跳变量加大，起始斜率变陡；随着TD值的增大，起始斜率变缓。即阶跃响应的起始跳变数值与KD成正比，与TD成反比。实际微分环节既有静态特性，又有动态特性。静态特性表达式为Y=0。

;小结