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1、建筑设备自动控制原理,李炎锋 67391147-103，67391602,章 节 分 布,3,第一章 绪 论,4,主要内容,Company Logo,第一节 基本概念,6,基本概念,7,基本概念,自动控制系统,自动控制系统举例,10,电阻丝,希望温度,实际炉温,扰动量,炉子,继电器,温度计,基本概念,方框图,方框,信号线,输入信号,输出信号,比较环节,11,基本概念,12,基本概念,E,E,A,B,S,13,基本概念,14,基本概念,15,电阻丝,希望温度,实际炉温,扰动量,炉子,继电器,温度计,电阻丝,实际炉温,扰动量,炉子,开关,希望温度,基本概念实例,闭环控制,开环控制,16,基本概念
2、实例,水位自动控制系统,17,基本概念实例,房间温度调节系统,18,基本概念比较,Company Logo,第二节 理论发展,20,理论发展,四个阶段,理论发展,Company Logo,第三节 系统分类,23,1.按给定信号的形式 恒值系统 / 程序系统 / 随动系统 2.按系统是否满足叠加原理 线性系统 / 非线性系统,系统分类,24,3.按系统参数是否随时间变化 定常系统 / 时变系统 4.按信号传递的形式 连续系统 / 离散系统 5.按输入输出变量的多少 单变量系统 / 多变量系统,系统分类,25,1、恒值控制系统（或称自动调节系统） 输入信号是一个恒定的数值。 2、过程控制系统（或称
3、程序控制系统） 输入信号是一个已知的时间函数 系统的控制过程按预定的程序进行 要求被控量能迅速准确地复现,系统分类信号形式,26,3、随动控制系统（或称伺服系统） 输入信号是一个未知函数 要求输出量跟随给定量变化,系统分类信号形式,27,1.3.2、按系统是否满足叠加原理,系统分类叠加原理,28,1.3.2、按系统是否满足叠加原理,叠加性 当系统同时存在几个输入量时，其输出量等于各输入量单独作用时所引起的输出量的和。,系统分类叠加原理,齐次性 当输入量增大或缩小k (k为实数)倍时， 系统输出量也按同一倍数增大或缩小。,29,1.3.2、按系统是否满足叠加原理,系统分类叠加原理,30,系统分类
4、传递形式,31,系统分类传递形式,32,（1）定常系统 参数不随时间变化 实践中的系统，大多数属于这一类。 （2）时变系统 参数是时间t的函数,系统分类时间变化,33, ,系统分类干扰作用,34,表达式为： 当A=1时，则称为单位阶跃信号，常用1(t)表示，如图所示。 ,系统分类干扰作用,阶跃函数,35,斜坡信号的表达式为：,系统分类干扰作用,斜坡函数,36,单位脉冲信号的表达式为： 当e 趋于零时就得理想的单位脉冲信号。,系统分类干扰作用,脉冲函数,37,正弦信号的表达式为 : 其中A为幅值，w =2p/T为角频率。,系统分类干扰作用,正弦函数,Company Logo,第四节基本要求及评价
5、指标,39,基本要求及评价指标,40,基本要求及评价指标,41,输出量具有非发散性 系统能正常工作的前提条件 稳定与否只与系统本身的结构参数有关，与外部条件无关。,基本要求及评价指标,稳定性,42,过渡过程曲线是调节系统的调节质量好坏的写照。,基本要求及评价指标,43,2.衰减比 衰减比为被调参数在过渡过程中的第一个波峰值与第三个波峰值的比值,1.衰减率 过渡过程的第三个波幅值； 过渡过程的第一个波幅值，,基本要求及评价指标,44,基本要求及评价指标,动态特性,45,描述动态特性的参数有:,基本要求及评价指标,动态特性,46,1动态偏差（最大超幅量） 被调参数在过渡过程中，第一个最大峰值超出新
6、稳态y()的量 大，则品质差。,2. 振荡周期 调节系统过渡过程中，相邻两个波峰所经历的时间，或震荡一周所需时间。,基本要求及评价指标,动态特性,47,3. 调节过程时间 调节系统受到干扰作用，被调参数开始波动到进入新稳定值上下+5% （+2%）范围内所需时间。,4. 峰值时间 过渡过程达到第一峰值所需的时间，即达到最大偏差值所经历的时间。,基本要求及评价指标,动态特性,48,5.上升时间tr它有几种定义： (1) 响应曲线从稳态值的10%到90%所需时间； (2) 响应曲线从稳态值的5%到95%所需时间； (3) 响应曲线从零开始至第一次到达稳态值所需的时间。 一般对有振荡的系统常用“(3)
7、”，对无振荡的系统常用“(1)”。,6.延滞时间 响应曲线到达稳态值50%所需的时间.,基本要求及评价指标,动态特性,49,稳定的系统在过渡过程结束后，其稳态输出偏离希望值的程度，用稳态误差来度量，这是系统精度的衡量指标。,基本要求及评价指标,静态特性,1.静态偏差 2.最大偏差,50,1.静态偏差y() 调节系统受干扰后，达到新的平衡时，被调参数的新稳定值与给定值之差。,2.最大偏差 最大偏差 = + y()。 对于无静差系统，显然 = 此时最大偏差值就是动态偏差值。,基本要求及评价指标,静态特性,51,基本要求及评价指标,静态特性,52,对于一个自动控制的性能要求可以概括为三方面：,基本要求及评价指标,53,自动控制和自动控制系统 控制理论发展的几个重要阶段; 开环控制和闭环控制两种基本控制方式 “反馈” 的概念;,小结,54,控制系统分类的一般方法; 用方框图来表示其工作原理和信号的传递过程; 系统分析三方面的内容：稳定性分析、动态性能分析和静态性能分析。,小结,Thank You !,
