自动控制系统的校正

1、第五章,自动控制系统设计与校正,内容介绍：概念、基本控制规律、频域校正方法。,5.1 系统校正概述,前面几章对已知结构和参数的系统通过所建立的数学模型，可利用时域响应、频域响应等方法，进行动态和静态分析。,本章讨论系统的设计和综合问题（校正） 就是根据系统性能指标确定系统的结构和 系统匹配。,系统的性能指标包括稳态指标和动态指标：,稳态指标主要包括:稳态精度，用 等误差系数表征。,动态指标：可用时域指标表示或用频域指标表示。时域指标通常用阶次响应的特征量 如 等表示.,开环频域指标通常用 表示。 闭环频域指标常用 等。

2、1,楼宇自控系统,一、智能建筑概述 二、楼宇自控的发展史 三、楼宇自控系统 四、楼宇自控子系统 五、系统组成 六、通信协议 七、系统设计 八、空调DDC设计,2,楼宇自控系统,一、智能建筑概述1. 定义2. 发展3. 结构,3,楼宇自控系统,二、楼宇自控的发展史楼宇自控的发展史是一个从监控到管理的发展过程。a、数十年前b、80年代c、90年代,4,楼宇自控系统,三、楼宇自控系统1、 对于一座现代化大楼，在没有安装BAS的时候，使用这些设备往往存在以下问题： 控制问题 管理问题 维护问题 能耗问题,5,楼宇自控系统,2、楼宇自控系统就是将建筑物或建筑。

3、暖通空调自动控制系统,空调自动控制的意义,1.全面掌握系统信息测量建筑内空气温度，空气湿度，水流量，空调送风风速等参数。 2.动态能耗计量分析实现建筑水，电，热量，燃气，等能耗的自动统计计量。,3.控制调节和节能分析当气象条件等因素发生变化时，对系统设备的运行状态进行调节，实现节能优化。4.改善设备管理监测系统设备的运行状况，及时进行故障诊断和事故报警。,空调自动控制的种类,1.常规仪表控制系统该系统由分散的常规仪表来完成数据信 息的采集，采集的信息直接传输给终端的 执行器，有执行器来完成控制任务，此种 控制简单。

4、第六章 自动控制系统的校正,第一节 基本概念 第二节 超前校正 第三节 迟后校正 第四节 校正方法小结,第一节 基本概念,在前面几章中我们详细讨论了分析控制系统的方法，同时也了解了衡量一个系统性能好坏的标准。如果系统是稳定的，那么衡量系统性能的标准有两个方面：稳态性能指标和暂态性能指标, 基本概念,对于一个控制系统总有一个要求，希望它达到一定的性能指标。提出的性能指标可以是频域的，也可以是时域的。但是要合理，因为提出过高的要求，就意味着成本的增大和系统的复杂化如果系统达不到要求的性能指标，就需要对系统进行校正。

5、CASE.SCUT 6自动控制系统的校正 6-1控制系统校正的基本概念,系统分析：对已知结构参数的系统进行建模,然后对系统进行动静态性能指标的计算,研究其与参数关系。 系统设计：根据实际运行需要,从工程实际出发,提出期望性能指标,然后根据控制对象,合理选择方案及结构,计算参数和选择元部件,建立起能满足设计指标的系统。 固有系统:通常,系统设计中,根据己知被控对象的特点、技术要求以及经济性、可靠性、维修方便性等要求选定系统其它部件,从而组成最基本的控制系统,称为固有系统。固有系统中除放大器的放大系数可调外,其余参数在设计过程中往。

6、DCS，即所谓的分布式控制系统，或在有些资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。,什么是 DCS自动化控制系统？,不同：,首先，DCS的骨架系统网络，它是DCS的基础和核心。由于网络对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩充性，起着决定性的作用，它必须满足实时性的要求，即在确定的时间限度内完成信息的传送。,其次，这是一种完全对现场I/O（输入和输出通道）处理并。

7、热注锅炉自动控制系 统的组成及关联控制,目录,热注锅炉自动控制系统 的组成及关联控制,1、热注锅炉程序控制系统,三、热注锅炉自动 控制系统组成,二、自动控制系统概述,一、安全提示,2、锅炉参数控制系统,四、结论,一、安全提示,1、操作人员必须持证上岗 2、岗位人员必须三穿一戴 3、严禁违章操作,二、自动控制系统概述,自动控制系统是用仪表等自动化装置替代人的手工操作，主要有两大部分组成：一部分是起调节作用的仪表，称为自动调节装置，包括测量元件及变送器，调节器及执行器等。另一部分是调节装置所控制的生产设备，称为调节对象。。

8、第三节 自动控制系统的分类,按给定信号的形式 恒值系统/程序系统/ 随动系统 按系统是否满足叠加原理 线性系统 / 非线性系统 按系统参数是否随时间变化 定常系统 / 时变系统 按信号传递的形式 连续系统 / 离散系统 按输入输出变量的多少 单变量系统 / 多变量系统,一、按输入信号形式,1、恒值控制系统（或称自动调节系统）这类系统的特点是输入信号是一个恒定的数值。恒值控制系统主要研究各种干扰对系统输出的影响以及如何克服这些干扰，把输入、输出量尽量保持在希望数值上。 2、过程控制系统（或称程序控制系统）这类系统的特点是输入信。

9、第6章 自动控制系统的综合与校正,6.1 控制系统综合与校正概述,6.1.1 控制系统校正的概念,当控制系统的静态、动态性能不能满足实际工程中要求的性能指标时，可以在系统中引入一些附加装置和元件，人为地改变系统的结构和性能，使之满足要求的性能指标，这种措施称为校正，引入的附加装置称为校正装置，除校正装置以外的部分，包括被控对象及控制器，称为固有部分。,需要校正的控制系统通常可分为被控对象、控制器和检测环节3个部分。各装置除其中放大器的增益可调外，其余的结构和参数是固定的。,因此，控制系统的校正，就是按给定的固有部。

10、第六章 自动控制系统的设计与校正,6.1 系统设计的设计步骤,1.根据用户提出的性能指标和被控对象的具体工作环境，根据条件进行调研、查阅技术资料，确定合理的设计指标，作为设计的依据。,2.初步确定控制方案，如是用计算机控制还是一般的模拟控制，驱动方式是采用电动的还是液压气动的，完成系统的职能方框图，写出可行性方案论证报告。,3. 具体进行设计根据初步确定的合理的设计指标进行总体设计，合理地设计或选择元部件，尤其是对测量元件的选择要给予充分的注意。组成系统后，进行动、静态分析计算，同时进行计算机仿真。若不符合指标。

11、自动控制原理课程设计设计题目：基于 Matlab 的自动控制系统设计与校正 目录目录第一章 课程设计内容与要求分析 .11.1 设计内容 11.2 设计要求 .11.3 Matlab 软件 21.3.1 基本功能 21.3.2 应用 3第二章 控制系统程序设计 .42.1 校正装置计算方法 .42.2 课程设计要求计算 .4第三章 利用 Matlab仿真软件进行辅助分析 .63.1 校正系统的传递函数 63.2 用 Matlab 仿真 63.3 利用 Matlab/Simulink 求系统单位阶跃响应 103.2.1 原系统单位阶跃响应 103.2.2 校正后系统单位阶跃响应 113.2.3 校正前、后系统单位阶跃响应比较 123.4 硬件设计 133.4.。

12、第 7章 自动控制系统的校正设计 7.1 校正问题的提出 7.2 各设计参数对系统性能的影响 7.3 系统的校正 7.3.1 超前校正 7.3.2 滞后校正 7.3.3 滞后 超前校正 7.3.4 PID校正 7.1 校正问题的提出 )(L)()Gs()Gsccp0180()Gs00图 7.1控制系统波德图 7.2 各设计参数对系统性能的影响 )(L()McBWrbb3dBr000.7071图 7.2控制系统特性曲线： 闭环系统幅频特性曲线 和 开环对数幅频特性曲线 ()M rMr01图 7.3幅频特性曲线 极限情况下 产生不衰减振荡 ,一般 rM 1 .1 1 .6rM ()Lc20 /dB dec40 /dB dec60 /dB dec低频 中频 高频 图 7.4 对数幅频特性曲线 7.3。

13、七、自动调节系统,1、概述 2、简单控制系统 3、复杂控制系统 4、新型控制系统 5、执行器 6、控制仪表,1.概述(组成 工作原理 分类),常用术语,控制系统常用术语 被控对象：需控制 设备 被控变量：需控制 工艺参数 操纵变量：受控执行器 调节被控量 干扰：除操纵量外，影响被控量变化的输入 设定值：被控量需保持的值 偏差：设定值与测量值之差 控制信号：控制器 一定规律给出,控制系统的分类,设定值：定值；随动；程序。 输出对操纵量的影响：开环；闭环。 补偿干扰的方法:反馈；前馈；前馈反馈。 控制理论：常规；双位、PID、前馈、串级、。

14、第1章 绪 论,1.1自动控制与自动控制系统,自动控制 所谓自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称控制对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。,自动控制系统 完成自动控制的系统称为自动控制系统,它是由控制器和被控对象构成的整体。,例1-1 水箱的水位控制系统,控制要求：水箱的水位保持一定的高度,控制原理：,若水位比要求的水位高，则操纵控制阀，使其开度减小；若水位比要求的水位低，则使控制阀开度增大,水箱是被控对象,要求的水。

15、1,第五章 控制系统的校正与设计,2,自动控制系统的主要任务就是实现对被控对象的控制。系统的执行元件、比较元件、放大元件和测量元件等，除放大元件的放大系数可作适当调整以外，其它元件的参数基本上是固定不变的，称为系统的固有部分。根据被控对象的工作条件、技术要求、工艺要求、经济性要求以及可靠性要求等提出控制系统的性能指标。,第一节 校正的基本概念,一、校正的概念,3,当控制系统的性能指标不能满足实际工程所提出的要求时,为了使控制系统满足性能指标，就必须在系统固有部分的基础之上增加一些装置和元件,称之为校正装置或校。

16、1,自动控制原理 第六章 自动控制系统的 校正,2,系统分析系统分析是在建立数学模型的基础上分析控制系统的性能及决定性能的因素 系统校正系统校正则是解决如何实现具有好的响应性能问题,3,6.1 控制系统校正的一般概念,对控制系统实行校正，需要解决两个问题: 校正控制器接在系统的位置 如何确定校正控制器的传递函数,4,一、校正方式,校正方式：控制器接入系统的方式 分类： 串联校正，反馈校正，前馈校正,5,串联校正:分析简单，应用范围广，易于理解、接受。反馈校正:常用于系统中高功率点传向低功率点的场合，一般无附加放大器，所以所要。

17、第6章 自动控制系统的校正,在顺馈补偿中，根据补偿采样源的不同，又可分为给定顺馈补偿和扰动顺馈补偿。这种校正在第三章已讲述过了。分类如表6-0所示。,根据校正装置在系统中所处地位的不同，一般分为串联校正、反馈校正和顺馈补偿。见表6-0所示。在串联校正中，根据校正环节对系统开环频率特性相位的影响，又可分为相位超前校正，相位滞后校正和相位滞后超前校正等。在反馈校正中，根据是否经过微分环节，又可分为软反馈和硬反馈。,6.1 校正装置 6.1.1无源校正装置,无源校正装置(Passive compensator)通常是由一些电阻和电容组成的两端。

18、第5章 自动控制系统的校正,5.1 串联校正 5.2 反馈校正 5.3 顺馈补偿 习题,5.1 串联校正,串联校正(Series Compensation)将校正装置Gc(s)串接在系统的前向通道中， 如图 5 - 1所示。 串联校正装置的参数设计是根据系统固有部分的传递函数G0(s)和对系统的性能指标要求来进行的。,图5 - 1 串联校正,1. 串联超前校正(Series Phase-Lead Compensation)若校正装置具有超前的相频特性， 即输出信号的相位超前于输入信号的相位， 则称它为超前校正装置。 1) 超前校正装置(Phase-Lead Compensator)(1) 无源超前校正装置。 图5 - 2所示为一个由RC元件。

19、第6章 自动控制系统的校正,【内容提要】在系统性能分析的基础上，当系统性能指标不能满足技术要求时，就可以对系统进行校正，以改善系统的性能。本章将从开环对数频率特性(Bode图)出发，去分析串联校正对系统动、稳态性能的影响；从传递函数出发，去分析反馈校正和前馈补偿对系统动、稳态性能的影响。并通过BATLAB的SIMULNK模块，对系统进行仿真，来显示校正对系统性能改善的具体情况。若通过调整参数仍无法满足要求时，则可以在原有的系统中，有目的地增添一些装置和元件，人为地改变系统的结构和性能，使之满足所要求的性能指标，我们把。

20、第6章 自动控制系统的校正 （改善系统性能的途径）,引言自动控制系统校正的概念 自动控制系统的校正装置 自动控制系统的串联校正 自动控制系统的反馈校正 自动控制系统的顺馈补偿,引言自动控制系统校正的概念,在系统性能分析的基础上，当系统性能指标不能满足技术要求时，就可以对系统进行校正，以求改善系统的性能 对自动控制系统进行校正的过程，首先考虑的是对自动控制系统的的参数，如增益、时间常数等进行行调整。 只有当调整系统参数仍无法满足要求时，才会有目的地增添一些装置和元件，人为地改变系统的结构和性能，从而使之满足所。