控制系统性能指标-控制系统性能指标用于评价系统 与平稳性

本文目录一览:

自动控制系统性能指标是什么

一、时域指标 调节时间(过渡过程时间) 超调量 稳态误差 静态位置误差系数 静态速度误差系数 静态加速度误差系数 二、频域指标 1. 闭环频域指标 谐振峰值 峰值频率 频带

控制系统时域性能指标有哪些?反映系统的稳准快性能对应的指标是?

控制系统时域性能指标有调节时间和超调量是反映系统动态性能好坏的两个最主要指标。反映系统的稳准快性能对应的指标是:超调量反映动态过程的振荡激烈程度,是平稳性指标,也称为相对稳定性能。

任何一个稳定的线性控制系统,在输入信号作用下的时间响应都由动态响应(或瞬态响应、暂态响应)和稳态响应两部分组成。动态响应描述了系统的动态性能,而稳态响应反映了系统的稳态精度。两者都是线性控制系统的重要性能。因此,在对系统设计时必须同时给予满足。

时域模型

使用微分方程描述的系统模型称为时域模型。在给定外作用及初始条件下,求解微分方程可以获得系统的输出响应。这种方法比较直观,有助于借助计算机迅速求得结果。但如果系统结构改变或某几个参数改变时,就要重新列方程求解,不便于系统分析和设计。

复域模型使用拉氏变换法求解线性系统的微分方程时,可以得到控制系统在复数域的数学模型:传递函数。传递函数不仅可以表征系统的动态性能,而且可以用来研究系统结构或参数变化对系统性能的影响。

在控制系统的时域分析方法中,评价控制系统的性能指标通常有哪些

控制系统的时域响应及其性能指标

为了分析和评价线性控制系统时间响应的性能,需要首先研究线性控制系统在典型输入信号作用下的时间响应过程和性能指标。

3.1.1 时域响应

任何一个稳定的线性控制系统,在输入信号作用下的时间响应都由动态响应(或瞬态响应、暂态响应)和稳态响应两部分组成。动态响应描述了系统的动态性能,而稳态响应反映了系统的稳态精度。两者都是线性控制系统的重要性能。因此,在对系统设计时必须同时给予满足。

1. 动态响应

动态响应又称瞬态响应或过渡过程,指系统在输入信号作用下,系统从初始状态到最终状态的响应过程。根据系统结构和参数选择情况,动态响应表现为衰减、发散或等幅振荡几种形式。显然,一个实际运行的控制系统,其动态响应必须是衰减的,也就是说,系统必须是稳定的。动态响应除提供系统稳定性的信息外,还可以提供响应速度及阻尼情况等运动信息,这些运动信息用动态性能来描述。

第3章 控制系统的时域分析

2. 稳态响应

如果一个线性系统是稳定的,那么从任何初始条件开始,经过一段时间就可以认为它的过渡过程已经结束,进入了与初始条件无关而仅由外作用决定的状态,即稳态响应。所以稳态响应是指当t趋于无穷大时系统的输出状态。稳态响应表征系统输出量最终复现输入量的程度,提供系统有关稳态误差的信息,用稳态性能来描述。

由此可见,线性控制系统在输入信号作用下的性能指标,通常由动态性能和稳态性能两部分组成。

3.1.2 稳态性能指标

稳态性能指标是表征控制系统准确性的性能指标,是一项重要的技术指标,通常用稳态下输出量的期望值与实际值之间的差来衡量,称为稳态误差。如果这个差是常数,则称为静态误差,简称静误差或静差。稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量。在本章控制系统的稳态误差一节将详细讨论。

3.1.3 动态性能指标

一个控制系统除了稳态控制精度要满足一定的要求以外,对控制信号的响应过程也要满足一定的要求,这些要求表现为动态性能指标。

不稳定系统没有实用价值,因此不需要研究其动态性能指标。

一般认为,阶跃输入对系统来说是最严峻的工作状态。如果系统在阶跃函数作用下的动态性能满足要求,那么系统在其他形式的函数作用下,其动态性能也是令人满意的。因此在大多数情况下,为了分析研究方便,最常采用的典型输入信号是单位阶跃函数,并在零初始条件下进行研究。也就是说,在输入信号加上之前,系统的输出量及其对时间的各阶导数均等于零。

描述稳定的系统在单位阶跃函数作用下,动态过程随时间t的变化状况的指标称为动态性能指标。线性控制系统在零初始条件和单位阶跃信号输入下的响应过程曲线称为系统的单位阶跃响应曲线。典型形状如图3.1所示。各项动态性能指标也示于图中。

(1) 延迟时间td:指响应曲线第一次达到其稳态值一半所需的时间,记作td;

(2) 上升时间tr:指响应曲线首次从稳态值的10%过渡到90%所需的时间;对于有振

荡的系统,亦可定义为响应曲线从零首次达到稳态值所需的时间,记作tr。上升时间是系

统响应速度的一种度量。上升时间越短,响应速度越快;

(3) 峰值时间tp:指响应曲线第一次达到峰点的时间,记作tp;

(4) 调节时间ts:指响应曲线最后进入偏离稳态值的误差为±5%(也有取±2%)的范围

并且不再越出这个范围的时间,记作ts;

(5) 超调量σ%:对于图3.1所示的振荡性的响应过程,响应曲线第一次越过稳态值达到峰值时,越过部分的幅度与稳态值之比称为超调量,记作σ%,即

c?c(∞)σ%=max×100% (3.1) c(∞)

式中c(∞)表示响应曲线的稳态值,cmax=c(tp)表示峰值。

·39·

·40· 自动控制原理

图3.1 单位阶跃响应及动态性能指标

上述五个动态性能指标,基本上可以体现系统动态过程的特征。在实际应用中,常用的动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。通常用上升时间或峰值时间来评价系统的响应速度;用超调量评价系统的阻尼程度;而调节时间是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性指标。

应当指出,上述各动态指标之间是有联系的。因此对于一个系统常没有必要列出所有动态指标。另一方面,正是由于这些指标存在联系,也不可能对各项指标都提出要求,因为这些要求之间可能会发生矛盾,以致在调整系统参数以改善系统的动态性能时,会发生顾此失彼的现象。同时,除简单的一、二阶系统外,要精确确定这些动态性能指标的解析表达式是很困难的。

自动控制原理中控制系统性能评价有哪两个方面?

自动控制原理中控制系统性能评价分为动态性能指标和稳态性能指标两方面。

1、动态性能指标:系统的动态过程提供系统稳定性、响应速度及阻尼情况,由动态性能指标描述。通常在阶跃函数作用下,测定或计算系统的动态性能。描述稳定的系统在单位阶跃函数的作用下,动态过程随时间的变化状况的指标。

2、稳态性能指标:是描述系统稳态性能的一种性能指标,通常在阶跃函数、斜坡函数或加速度函数作用下进行测定或计算。若时间区域无穷时,系统的输出量不等于输入量或者输入量的确定函数,则系统存在稳态误差。稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量。

扩展资料:

控制系统

1,自动控制系统

为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的整体,这就是自动控制系统。

在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度、压力或飞行轨迹等;而控制装置则是对被控对象施加控制作用的相关机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

2,反馈控制系统

在反馈控制系统中,控制装置对被控装置施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。

参考资料来源:百度百科-自动控制原理

关于自动控制系统的三个性能指标

自动控制系统的三个性能指标是稳定性、快速性和准确性。

具体分析如下:

1、稳定性:

对恒值系统要求当系统受到扰动后,经过一定时间的调整能够回到原来的期望值。

2、快速性

对过渡过程的形式和快慢提出要求,一般称为动态性能。比如稳定高射炮射角随动系统,虽然炮身最终能跟踪目标,但如果目标变动迅速,而炮身行动迟缓,仍然抓不住目标。

3、准确性

用稳态误差来表示。当系统达到稳态后,其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差。显然,这种误差越小,表示系统的输出跟随参考输入的精度越高。

扩展资料:

自动控制系统的应用范围:

1、工业方面

对于冶金、化工、机械制造等生产过程中遇到的各种物理量,包括温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等,都有相应的控制系统。在此基础上通过采用数字计算机还建立起了控制性能更好和自动化程度更高的数字控制系统。

2、军事技术方面

自动控制的应用实例有各种类型的伺服系统、火力控制系统、制导与控制系统等。在航天、航空和航海方面,除了各种形式的控制系统外,应用的领域还包括导航系统、遥控系统和各种仿真器。

3、生活方面

办公室自动化、图书管理 、交通管理乃至日常家务方面,自动控制技术也都有着实际的应用。随着控制理论和控制技术的发展,自动控制系统的应用领域还在不断扩大,几乎涉及生物、医学、生态、经济、社会等所有领域。

参考资料来源:百度百科:自动控制系统

建筑设备自动控制中调节系统的其中四个性能指标是什么?

建筑设备是建筑物的重要组成部分,包括给水、排水、采暖、通风、空调、电气、电梯、通讯及楼宇智能化等设施设备。自动控制系统5261的三个性能指标是4102稳定性、快速性和准确性。

对恒值系统要求当系统受到扰动后,经过一定时间的调整能够回到原来的期望值,对过渡过程的形式和快慢提出要求,一般称为动态性能。比如稳定高射炮射角随动系统,虽然炮身最终能跟踪目标,但如果目标变动迅速,而炮身行动迟缓,仍然抓不住目标。

扩展资料

人们在一座建筑中的日常生活和工作总是离不开水、空气和电的,我们把提供这些必需物的设备称为建筑设备,包括给水排水、采暖通风与空调以及电力电气等系统。由于有了这些设备,从而保证了健康舒适的室内环境。

采暖设备

我国北方地区大量公共建筑都需要采暖;南方地区一般不考虑采暖,但标准较高的宾馆、写字楼以及聚集人流较多的厅堂类建筑也要求采暖和空气调节。

这些暖通、空调都需要一套相应的设备,包括锅炉房、冷冻机房、空气调节机房以及风道、管道、地沟、散热器、送风口、回风口等,它们都占有一定建筑空间,因此与建筑设计、结构设计都有密切关系。

参考资料来源:百度百科-建筑设备 (建筑学术语)


原文链接:https://527256.com/8012.html

相关文章

访客
访客
发布于 2022-07-06 18:16:30  回复
指标是?控制系统时域性能指标有调节时间和超调量是反映系统动态性能好坏的两个最主要指标。反映系统的稳准快性能对应的指标是:超调量反映动态过程的振荡激烈程度,是平稳性指标,也称为相对稳定性能。
访客
访客
发布于 2022-07-06 15:16:03  回复
过稳态值达到峰值时,越过部分的幅度与稳态值之比称为超调量,记作σ%,即c?c(∞)σ%=max×100% (3.1) c(∞)式中c(∞)表示响应曲线的稳态值,cmax=c(tp)表示峰值。·39··40· 自动控制原理图3.1 单位阶
访客
访客
发布于 2022-07-06 13:31:39  回复
述了系统的动态性能,而稳态响应反映了系统的稳态精度。两者都是线性控制系统的重要性能。因此,在对系统设计时必须同时给予满足。1. 动态响应动态响应又称瞬态响应或过渡过程,指系统在输入信号作用下,系统从初始状态到最终状态的响
访客
访客
发布于 2022-07-06 17:58:33  回复
。在本章控制系统的稳态误差一节将详细讨论。3.1.3 动态性能指标一个控制系统除了稳态控制精度要满足一定的要求以外,对控制信号的响应过程也要满足一定的要求,这些要求表现为动态性能指标

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

返回顶部