华东理工大学：《测控技术 Measurement and control technology》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 过程特性

第二章过程特性 华东理工大学信息学院自动化系

第二章 过程特性 华东理工大学信息学院自动化系

控制器 S 扰动 比较 f(t) 广义对象 机构 设定值 e(t) 被控变量 ●) 控制装置 执行器 过程 r(t) u(t) q(t) c(t) 测量值 检测元件、变送器 y() 简单控制系统方块图 过程：需要实现控制的机器、 设备或生产过程 过程特性：是指被控过程的输入变量（操纵变量或 扰动变量)发生变化时，其输出变量（被控变量) 随时间的变化规律

控制装置 执行器 过程 检测元件、变送器 r(t) 比较 机构 - e(t) u(t) q(t) y(t) f(t) c(t) 扰动 广义对象 被控变量 测量值 控制器 设定值 过程：需要实现控制的机器、设备或生产过程 过程特性：是指被控过程的输入变量（操纵变量或 扰动变量）发生变化时，其输出变量（被控变量） 随时间的变化规律。 简单控制系统方块图

研究过程特性的必要性： 为了更好地实施控制

研究过程特性的必要性： 为了更好地实施控制

本章研究内容： 2.1过程特性的类型 2.2过程的数学描述 2.3过程特性的一般分析 2.4过程特性的实验测定方法 最

本章研究内容： 2.1 过程特性的类型 2.2 过程的数学描述 2.3 过程特性的一般分析 2.4 过程特性的实验测定方法

2.1过程特性的类型 通道：输入变量对输出变量的作用途径 控制通道 :操纵变量q()对被控变量c()的作用途径 扰动通道：扰动变量)对被控变量c()的作用途径 广义对象特性主要通过响应曲线来呈现 控制通道的响应曲线：当被控作用()做阶跃变化 (扰动)不变)时被控变量的时间特性c(@ 扰动通道的响应曲线：当扰动)做阶跃变化（控制 作用u(①不变)时被控变量的时间特性c()

2.1 过程特性的类型 广义对象特性主要通过响应曲线来呈现 通道： 扰动通道： 控制通道： 输入变量对输出变量的作用途径 操纵变量q(t)对被控变量c(t)的作用途径 扰动变量f(t)对被控变量c(t)的作用途径 控制通道的响应曲线：当被控作用u(t)做阶跃变化 （扰动f(t)不变）时被控变量的时间特性c(t) 扰动通道的响应曲线：当扰动f(t)做阶跃变化（控制 作用u(t) 不变）时被控变量的时间特性c(t)

响应曲线有四种： h(t) θt) h(0 00) (a) (b) 有自衡的非振荡过程 h(t) c(0) (a) (b) 无自衡的非振荡过程

响应曲线有四种： h(t) h(0) t (a) θ(t) θ(0) t (b) 有自衡的非振荡过程 h(t) h(0) t (a) c(t) c(0) t (b) 无自衡的非振荡过程

c(1) c() c(0 c(0) 有自衡的振荡过程 具有反向特性的过程

c(t) c(0) t c(t) c(0) t 有自衡的振荡过程 具有反向特性的过程

有自衡的非振荡过程如下图中的液位过程 F h(t) h h0) (a) F2

f(t) 1 F1 F2 2 h 有自衡的非振荡过程如下图中的液位过程 h(t) h(0) t (a)

无自衡的非振荡过程如下图中的液位过程 h(t) h(0 (a) F2 同

f(t) F1 F2 h 无自衡的非振荡过程如下图中的液位过程 h(t) h(0) t (a)

2.2过程的数学描述 要研究被控过程的特性，就必须知道被控过程的 数学模型（参量模型)，也就是对过程的数学描述。 数学模型：表示具体过程的输入、输出关系的数学方 程式。 其形式有：微分方程式、偏微分方程式、状态方程 热物料 蒸汽加 蒸汽 热器 冷物料

2.2 过程的数学描述 要研究被控过程的特性，就必须知道被控过程的 数学模型（参量模型），也就是对过程的数学描述。 数学模型：表示具体过程的输入、输出关系的数学方 程式。 其形式有：微分方程式、偏微分方程式、状态方程 热物料 冷物料 蒸汽 蒸汽加 热器