技術(shù)與計量（安裝）：自動控制系統(tǒng)常識（二）

　　二、自動控制系統(tǒng)的常用術(shù)語

　?。?）調(diào)節(jié)對象，又稱被調(diào)對象，簡稱對象。在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，把需要調(diào)節(jié)的工藝設(shè)備的有關(guān)部分稱為調(diào)節(jié)對象。

　?。?）被調(diào)參數(shù)。指能夠表征設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況并需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的工藝參數(shù)。

　?。?）調(diào)節(jié)參數(shù)。用來克服干擾對被調(diào)參數(shù)的影響，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)作用的參數(shù)叫調(diào)節(jié)參數(shù)。

　?。?）給定值x.工藝上希望被調(diào)參數(shù)所保持的數(shù)值。

　?。?）偏差e.被調(diào)參數(shù)的測量值與給定值之差。

　?。?）干擾f.指引起被調(diào)參數(shù)偏離給定的一切因素。

　?。?）反饋。將被調(diào)參數(shù)的信號反送到調(diào)節(jié)器的比較元件去的通道稱為反饋回路，簡稱反饋。

　　三、自動控制系統(tǒng)的常識

　?。ㄒ唬┫到y(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)和干擾作用

　　在自動化領(lǐng)域內(nèi)，把被調(diào)參數(shù)不隨時間變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)，而把被調(diào)參數(shù)隨時間變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動態(tài)。

　　當(dāng)一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸入（給定和干擾）和輸出均恒定不變時，整個系統(tǒng)就處于一種相對的平衡狀態(tài)。系統(tǒng)的各個組成環(huán)節(jié)，如變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥等都不改變其原先的狀態(tài)，它們的輸出信號都處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)就是系統(tǒng)的靜態(tài)。

　　通常平衡狀態(tài)是相對、暫時、有條件的。一個原來處于靜態(tài)的系統(tǒng)，由于干擾的作用，被調(diào)參數(shù)發(fā)生變化，使調(diào)節(jié)器等自動化裝置改變調(diào)節(jié)系數(shù)，以克服干擾作用的影響，并力圖使系統(tǒng)恢復(fù)平衡。從干擾的發(fā)生，經(jīng)過調(diào)節(jié)，直到系統(tǒng)重新建立平衡整個系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)和參數(shù)都處于變動狀態(tài)之中，所以這種狀態(tài)就叫做動態(tài)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，干擾是客觀存在且不可避免的。

　?。ǘ┱{(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)

　　為了定量地評定調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)，規(guī)定了以下幾個質(zhì)量指標(biāo)：

　　1、最大偏差是指系統(tǒng)瞬時偏離給定值的最大程度，它是衡量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)之一。對于一些有約束條件的系統(tǒng)，都規(guī)定有具體的允許最大偏差值。

　　2、超調(diào)量是指被調(diào)參數(shù)第一個波峰值與新的穩(wěn)態(tài)值之差。如果系統(tǒng)新的穩(wěn)態(tài)值與給定值相等，那么最大偏差就和超調(diào)量相等了。通常在對給定值改變的調(diào)節(jié)系統(tǒng)作分析時，多采用超調(diào)量這個品質(zhì)指標(biāo)。

　　3、衰減比是指過渡曲線中第一個波峰的高度與第二個波峰高度之比，習(xí)慣上寫成n  ：1 形式。顯然，凡是衰減振蕩，n值必大于1.n值越大，表示過程衰減得越快，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。通常n的取值范圍在4～10之間。

　　4、余差。當(dāng)過渡過程終了時，被調(diào)參數(shù)所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值的偏差叫做余差（又稱靜差、穩(wěn)態(tài)誤差），也就是最后殘余的偏差。余差的數(shù)值可正可負(fù)。在生產(chǎn)中，給定值是生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)，當(dāng)然希望經(jīng)過調(diào)節(jié)以后，被調(diào)參數(shù)越接近給定值越好，也就是余差越小越好。

　　5、過渡時間從干擾作用發(fā)生的時刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡為止，過渡過程所經(jīng)歷的時間叫做“過渡時間”或“調(diào)節(jié)時間”。嚴(yán)格地講，對于具有一定衰減比的衰減振蕩過程來說，要完全達(dá)到新的平衡狀態(tài)需要無限長的時間。然而，實(shí)際上由于儀表靈敏度的限制，當(dāng)被調(diào)參數(shù)接近穩(wěn)態(tài)值時，指示值就基本不變了。因此，一般是在新的穩(wěn)定值的上下規(guī)定一個小的范圍，當(dāng)被調(diào)參數(shù)進(jìn)入這一范圍并且不再超出時，就認(rèn)為被調(diào)參數(shù)已經(jīng)達(dá)到新的穩(wěn)定值，亦即過渡過程至此結(jié)束。這個范圍一般定為余差的±5%.

　?。ㄈ┱{(diào)節(jié)對象的負(fù)荷與自衡

　　負(fù)荷就是對象的生產(chǎn)能力或運(yùn)轉(zhuǎn)能力，例如鍋爐的出汽量、精餾塔的處理量、液體貯槽的流量等。在自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，對象負(fù)荷變化的大小和快慢是系統(tǒng)的主要干擾作用，它直接影響調(diào)節(jié)過程的穩(wěn)定性。如果負(fù)荷變化很大又很頻繁，調(diào)節(jié)系統(tǒng)就很難穩(wěn)定下來，因此要求負(fù)荷應(yīng)盡量穩(wěn)定。

　　當(dāng)系統(tǒng)的平衡被破壞后，在沒有外界的調(diào)節(jié)作用下，被調(diào)參數(shù)自行趨向一個新的穩(wěn)定值的性質(zhì)就稱之為對象的自衡。

　　四、自動控制系統(tǒng)的表示方法

　　在研究自動控制系統(tǒng)時，為了能夠清楚地表示出一個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)各個組成部分之間的相互影響和信號聯(lián)系，便于對系統(tǒng)分析研究，一般都用方框圖來表示自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成。

　　方框圖是用圖的形式表示系統(tǒng)中各組成部分的功能和信號（或變量）傳遞關(guān)系，它的每一個方塊表示組成部分的一種功能，箭頭的方向標(biāo)明信號（或變量）的傳遞方向。

　　在方塊圖中有四種基本符號：

　　1、信號線：即帶箭頭的直線，箭頭方向表示信號傳遞的方向。

　　2、引出點(diǎn)：表示信號引出或測量的位置，從同一位置引出的信號線在數(shù)據(jù)和性質(zhì)方面是完全相同的。

　　3、比較點(diǎn)：對兩個或兩個以上信號進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算的點(diǎn)。

　　4、方塊：箭頭進(jìn)入廣場的信號稱為輸入信號，箭頭離開方塊的信號稱為輸出信號。方框圖中的每個方塊為系統(tǒng)或元件的傳遞函數(shù)，它反映了各個環(huán)節(jié)間的因果關(guān)系。

　　實(shí)際工作中，根據(jù)系統(tǒng)的不同，可以有各種各樣的方框圖。但任何一種復(fù)雜的方塊圖都是由串聯(lián)、并聯(lián)、反饋這三種基本形式組成的。

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