自動控制原理1.4

自動控制系統(tǒng)基本要求主講人：水箱液位控制系統(tǒng)電動機速度閉環(huán)控制系統(tǒng)退火爐溫度控制系統(tǒng)盡管自動控制系統(tǒng)有不同的類型，對每個系統(tǒng)也有不同的特殊要求，但對于各類系統(tǒng)而言，在已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)時，我們總是關(guān)注系統(tǒng)在某種典型輸入信號作用下，其被控量變化的全過程。自動控制系統(tǒng)對每一類系統(tǒng)被控量變化全過程的共同基本要求是一致的，即：要求系統(tǒng)的輸出量能夠迅速、準確地跟蹤輸入量的變化，并能夠克服擾動影響。

穩(wěn)定性快速性準確性上述對自動控制系統(tǒng)基本要求可以歸結(jié)為：穩(wěn)定性體現(xiàn)系統(tǒng)重新恢復(fù)平衡狀態(tài)的能力。穩(wěn)定性是保證控制系統(tǒng)正常工作的前提條件。穩(wěn)定性1系統(tǒng)在沒有受到擾動或給定值未發(fā)生改變之前處于平衡狀態(tài)，受到擾動或給定值發(fā)生改變之后，系統(tǒng)被控量將偏離給定值而產(chǎn)生初始偏差。若初始偏差隨時間的推移而減小并趨于零，則稱系統(tǒng)穩(wěn)定。若初始偏差隨時間的推移而發(fā)散，則稱系統(tǒng)不穩(wěn)定。系統(tǒng)在受到擾動或給定值發(fā)生改變時，系統(tǒng)被控量（輸出量）隨時間變化的過渡過程稱為動態(tài)過程，而把被控量處于平衡狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)。(a)非周期過程(b)衰減振蕩過程(c)等幅振蕩過程(d)發(fā)散過程(a)、(b)穩(wěn)定(c)臨界穩(wěn)定(d)不穩(wěn)定在給定值變化時被控量變化形式：0c(t)t穩(wěn)態(tài)0c(t)t穩(wěn)態(tài)0c(t)t穩(wěn)態(tài)0c(t)t穩(wěn)態(tài)新穩(wěn)態(tài)新穩(wěn)態(tài)在擾動作用下被控量變化形式：(a)非周期過程(b)衰減振蕩過程(c)等幅振蕩過程(d)發(fā)散過程0c(t)t穩(wěn)態(tài)0c(t)t穩(wěn)態(tài)0c(t)t穩(wěn)態(tài)0c(t)t穩(wěn)態(tài)(a)、(b)穩(wěn)定(c)臨界穩(wěn)定(d)不穩(wěn)定高射炮射角隨動控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)僅僅滿足穩(wěn)定性要求是不夠的，還必須對其過渡過程的形式和快慢提出要求。飛機自動駕駛系統(tǒng)誤差帶在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，需要對過渡過程的快速性和平穩(wěn)性提出要求。0c(t)tts穩(wěn)態(tài)過程c(

)

快速性2誤差帶在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，過渡過程既要求快速，還要求平穩(wěn)。0c(t)tc(

)快速性2理想情況下，過渡過程結(jié)束后被控量的穩(wěn)態(tài)值應(yīng)與給定值一致。

準確性30c(t)tc(

)r(

)穩(wěn)態(tài)誤差c(t)0tc(

)r(

)但在實際中，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、外作用形式以及非線性等因素的影響，被控量的穩(wěn)態(tài)值與給定值之間會存在誤差，稱為穩(wěn)態(tài)誤差。穩(wěn)態(tài)誤差是衡量系統(tǒng)控制精度的性能指標(biāo)。說明對于不同的被控對象，系統(tǒng)對穩(wěn)、準、快的要求有所側(cè)重。例如，恒值系統(tǒng)對平穩(wěn)性要求嚴格，而隨動系統(tǒng)對快速性和準確性要求高。同一個系統(tǒng)中“穩(wěn)、準、快”有時是相互制約的。提高過渡過程的快速性，可能會加大系