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1、一、过程控制系统性能指标1.评价指标概括为：平稳、准确、迅速2.时域性能指标：衰减比n、衰减率（p、超调量和最大动态偏差、余差、冋复时间和震荡频率①稳定性指标（1）袞减比n:相邻同方叫两个波峰的幅位之比。（随动系统：n=10:l；定值系统：n=4:l）n=Bi/B2（n越大，系统越稳定）n=l，等幅震荡，临界稳定；nl，衰减震荡，稳记（2）衰减率巾：Ulxl00%B'B（3）超调量S（随动）：<7=2x100%最大动态偏差A（定值）：I制孕川②准确性指标C（1）余差e（m）:控制系统的最终稳态偏差（反映系统的控制精度，余差越小，精度越高，控制质量越好）在阶跃输入
2、下：e（°°）=r-y（°°）=r-C在定值系统：r=0，e（°°）=C③快速性指标（1）回复时间ts:从扰动开始作用之时起,直至被控变量进入新稳态值的±5%或±2%范围内所经历的时间（2）握过渡过程的第一个波峰与相邻的第二个同向波峰之间的时间间隔振荡频率f:f=1/T（n相同时：T越大，ts越大；f越大，ts越小。T相同时：n越大，ts越小；）二、建模（自衡单、双模，无自衡单、双模）1.单容对象（1）有自平衡QO+AQO求传递函数步骤：①设各量定义及单位。Qi：输入水流量，m3/sAQi：输入水流U的增:k,Qo：输出水流呈，m3/sAQ0：输出水流量的增量，h：液位的高度，mh0：液位
3、的稳态位，mAh：液位的增量，mu：调节阀的开度，m2A：水槽横截面积，m2②列写基本方程式。初始时刻处于平衡状态：Qi=Qo,h=hoAZ,AZ,dV八曇当进水阀开度发生阶跃变化zU吋：-Aft,=—=A—^~③消去中间变量。当阀前后压差不变时，AQi与成正比：Qi=KuAu,（Ku:阀门流量系数，m/s）设液位与流出量之间力线性关系：（液位越高，水箱rt水的静压力增大，流出量亦增大）AQo=Ah/R（R：阀门的阻力，即液阻，s/m2,与工作点处流出量的值有关）④由以上式子，得:dt令：A=C,容量系数T=RC,时间常数K=KuR,放大倍数对应的传递函数为:l,CS1+1±CSRRCS
4、+Ts+该对象对应的方框图：AU（s）>AQi(sL1AH(s)CsAQ0(s)1(2)无自平衡L±j求传递函数：IXJ_Qi+AQi△A=oA^=Qi=Kuudt1u---Aw=eu£----响应速度dtAAChQ+Ah=——KTQo记泉泵2.双容对象（1）有自平衡求传递函数：①以ql作为输入量，h2为输出量Af/1-Af/2=C1dhdtAf/2—=c2dh2dt△c/2A//J~R^6/A/?②消去中间变量，可得传递函数。瑪⑴C,5/?2C2S丄丄+丄丄+丄丄丄丄C'sR，C2sR3C,5R2C2sR3氏CR，s•C,RyS+O,Ry?+C,R-,s4-1KKt}t
5、2s2+（7；4-r2>+i~（t}s+i）（r25+1）令：k=r3：过程的放大倍数TfRoC,：第一只水箱的吋间常数t2=r3c2：第二只水箱的时间常数c,>c2：分别为两只水箱的容量系数该对象的方框图:A^l（5）（2）无自平衡h«传递函数为：C,'h21c2-^rq3_^1^2^1一*1—ii,1C^sC^sT{s+17>+17>CR，sq3=0△⑽，tr11△02⑴1脚2⑴AC2（5）-R:C2^令：Ta=C2：双容过程积分时间常数T1：第一只水箱时间常数该对象的方框图：A7/i（5）三、什么是热电偶的补偿？为什么进行热电偶补偿？如何补偿？1.定义：将测量得到的热电势修正，就
6、是冷端温度补偿。2.原因：热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关，而且还与冷端温度有关，只有冷端温度恒定，热电势才是热端温度的单值函数，才能正确反映热端温度的数值。在实际应用时，热电偶冷端暴露在人气屮。受温度波动的影响较大。因此，热电偶冷端温度是变化的，为了消除冷端温度变化对测量精度的影响，需进行冷端温度补偿。1.方法(1)计算法(2)冰浴法：将热电偶的冷端放入冰水混合物中，使冷端温度保持o°c。一般仅用于实验室(3)机械调零法(4)补偿电桥法(详见课本46页)冷端温度补偿电桥是一个不平衡电桥，锰铜电阻器的电阻R,=R2=R3=1Q，Rcu为铜材料制成的补偿电阻器；R为限流电阻器；E(=4V
7、)是桥路的直流电源。电桥(桥臂电阻与热电偶冷端感受相同的环境温度，通过选择Rcu的阻值可使电桥在0°C吋处在平衡状态，即RCUO=1Q,此时桥路输出Uac=O，当冷端温度升高时，Rcu随着增大，Uac也埔大，热电偶的热电势却随冷端温度增大而减小，若Uac的增加量等于Ex的减少量时，则UAB值不变，UAB=Ex+Uac的大小不随冷端温度而变化。改变R阻值即可改变桥臂电流，从而可使补偿电桥能与不同类型的热电偶配合使用。种理想
