自动控制系统性能指标

第五章 线性系统的频域分析法

一、频率特性

二、开环系统的典型环节分解 和开环频率特性曲线的绘制 三、频率域稳定判据

四、稳定裕度

五、闭环系统的频域性能指标

本章主要内容： 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择

3 确定闭环频率特性的图解方法

4 闭环系统频域指标和时域指标的转换

五、闭环系统的频域性能指标

1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度

当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb。即当 ω>ωb

而频率范围（0，ωb）称为系统带宽 。

根据带宽定义，对高于带宽频率的正弦输入信号，系统输出将呈现较大的衰减，因此选取适当的带宽，可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力，降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时，对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽

2、系统带宽的选择

由于系统会受多种非线性因素的影响，系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声，因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能

控制系统时域与频域性能指标的联系

经典控制理论中，系统分析与校正方法一般有时域法、复域法、频域法。时域响应法是一种直接法，它以传递函数为系统的数学模型，以拉氏变换为数学工具，直接可以求出变量的解析解。这种方法虽然直观，分析时域性能十分有用，但是方法的应用需要两个前提，一是必须已知控制系统的闭环传递函数，另外系统的阶次不能很高。

如果系统的开环传递函数未知，或者系统的阶次较高，就需采用频域分析法。频域分析法不仅是一种通过开环传递函数研究系统闭环传递函数性能的分析方法，而且当系统的数学模型未知时，还可以通过实验的方法建立。此外，大量丰富的图形方法使得频域分析法分析高阶系统时，分析的复杂性并不随阶次的增加而显著增加。

在进行控制系统分析时，可以根据实际情况，针对不同数学模型选用最简洁、最合适的方法，从而使用相应的分析方法，达到预期的实验目的。

系统的时域性能指标与频域性能指标有着很大的关系，研究其内在联系在工程中有着很大的意义。

一、系统的时域性能指标

延迟时间上升时间

tttd 阶跃响应第一次达到终值h(?)的50%所需的时间

阶跃响应从终值的10%上升到终值的90%所需的时间；对有振荡的系

r统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间

第八节 楼宇自动控制系统

目 录

第八节 楼宇自动控制系统 ................................................. 3

8.1概述 ............................................................. 3

8.1.1 系统描述 ................................................... 3 8.1.2 设计范围 ................................................... 3 8.1.3 设计目标 ................................................... 4 8.1.4 设计原则 ................................................... 5 8.1.5 设计依据 ................................................... 6 8.2 系统介绍 ...........................................

特 性 规 格

亚克力的物理特性表

亚克力物性特质与其它原料比较

亚克力耐化学药品性 板材规格

亚克力厚度公差表 磨砂板规格

亚克力的物理特性表

Average Physical Properties 物性 property ASTM Unit Value 光学 Optical 透光率 Light Transmittance 屈折率 Refractive index D1003-61 D542-50 % D542-50 93 1.49 热 Thermal 热形成温度 Hot Forming Temp 热变形温度 Heat Distortion Temp 线膨胀系数 Coefficient Of Liner Thermal Expansion 比热 Specific Heat - - D696-44 - ℃ ℃ Cm/cm℃ Cal/gr℃ 140-180 87 6×10 0.35 -5 机械 Mechanical 比重 Specific Gravity 引张强度 Tensile Strength Rupture

概述

厚度自动控制系统(AGC),是英国钢铁协会于20世纪40年代末50年代初发明的,该方法称之谓BIRAAGC。之后日本、德国、美国等发明了测厚计型AGC,称之谓GMAGC。BISRAAGC控制模型中只有轧机参数M,没有轧件参数Q,从理论上讲是不完备的。采用传统轧制力预报模型计算,最大偏差多在20%以上,所以传统的常规的数学模型不能提供足够精确的近似值。即使采用自适应技术,利用实测数据重新计算模型参数,但由于模型本身结构的限制,也难于适应实际生产过程。

随着钢铁产品应用的增多,对钢铁板带产品的规格和质量都提出了更高要求,而轧制设备的自动化控制水平是关键,它的性能影响产品的精度和生产率。现代化轧机的水平主要体现在高速、高效、高精度等方面,厚度精度是板材最重要的技术指标。根据要求的板材厚度,设计合适的控制方案,来实现厚度自动控制(A utom atic G auge C ontrol)。

目前,板厚自动控制技术(AGC)已日益成熟,纵向厚差的控制精度基本得到了解决。现代控制理论及智能控制理论与技术也被广泛地应用于轧制过程中的厚度控制。己经取得了巨大成果和经济效益。

为了实现轧件的自动厚度控制，在现代板带轧机上，一般装有液压压下装置。采用

自动化0802，苏悦

综述

温度的测量和控制在工业生产中获得了广泛的应用,在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源,它的出现迄今已有两百余年的历史。期间,从低级到高级,从简单到复杂,随着生产力的发展和 对温度控制精度要求的不断提高,温度控制系统的控制技术得到迅速发展。目前智能温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各个领域,适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业,成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中,能源的需求非常大,然而我 国的能源利用率极低,所以实现温度控制的智能化,有着极为重要的实际意义。

国内外温度控制系统的市场发展情况

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。目前,我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平,成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制,难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面,国外已

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连铸机二冷水自动控制系统

文均、卫标、会祥、粟小琴

昆钢重装集团维检中心

摘要：炼钢厂3#、4#连铸机二冷水系统的升级改造，通过增加二冷水自动控制功能、采用PID控制调节阀，实现了对水量的精确控制，获得铸坯最佳冷却效果，满足了生产工艺需要，降低了漏钢率，提高了铸坯外形质量。

关键词：二冷水、拉速、配水模型、PID调节

1 引言

炼钢厂3#、4#连铸机建于2003年，机型为三机三流全弧形二点矫直小方坯连铸机。从浇注到成材需要经过两次水冷却，即一次冷却和二次冷却。一次冷却是由结晶器来完成，这个阶段的目的是使钢水在结晶器冷却形成坯壳，然后钢坯进入二冷区，二次冷却水在整个连铸生产阶段是非常重要的，它的冷却效果直接影响着钢坯的质量。由于原来二冷水流量固定不可调节，没有跟随拉速变化，近年来随着股份公司品种钢的开发，在生产优钢过程中，由于二次冷却控制不当，出现了一些铸坯缺陷：如部裂纹、铸坯菱变（脱方）、铸坯鼓肚、表面裂纹。原有的二冷水流量固定配水方式已不能满足工艺需要，达不到最佳的冷却效果，严重影响了钢坯的质量。鉴于这一原因，必须采用二冷水动态调节，获得最佳冷却效果。

2 二冷水的工艺简介及控制思路

连铸机在生产过程中，钢水从中间包到结晶器（一冷）冻结成型，在引

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综述

温度的测量和控制在工业生产中获得了广泛的应用,在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源,它的出现迄今已有两百余年的历史。期间,从低级到高级,从简单到复杂,随着生产力的发展和 对温度控制精度要求的不断提高,温度控制系统的控制技术得到迅速发展。目前智能温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各个领域,适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业,成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中,能源的需求非常大,然而我 国的能源利用率极低,所以实现温度控制的智能化,有着极为重要的实际意义。

国内外温度控制系统的市场发展情况

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。目前,我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平,成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制,难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面,国外已

水温自动控制系统

朱琳，控制科学与工程学院

摘 要

本文设计了一个基于LPC2103单片机控制的水温控制系统, 由下位机、上位机、和通讯网络三部分组成。下位机是基于单片机LPC2103和温度传感器DS18B20的高精度数据采集系统，功能是对温度的检测与输出控制。上位机采用计算机.NET软件，与下位机进行数据信息的交互，并显示各路温度值及其曲线、控制参数、设定值等。其中，温度检测单元和可控硅调功控温单元是本文的设计重点。

温度检测单元，根据设计指标的要求我们选择了温度传感器DS18B20，实现温度采集.输出控制单元是通过对加热电阻丝的电源通断来实现的，采用可控硅（晶闸管）调功方式。通过MOC3061光耦过零触发器实现对功率晶闸管的过零触发，从而实现对被控对象（如水箱）的PID温度调节。

关键词：LPC2103； 温度传感器DS18B20； 温度检测； PID温度调节； 可控硅（晶闸管）调功；.NET上位机监控；

Water Temperature Controlling System

ABSTRACT

The paper main desig

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综述

温度的测量和控制在工业生产中获得了广泛的应用,在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源,它的出现迄今已有两百余年的历史。期间,从低级到高级,从简单到复杂,随着生产力的发展和 对温度控制精度要求的不断提高,温度控制系统的控制技术得到迅速发展。目前智能温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各个领域,适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业,成为发展国民经济的重要热工设备之一。在现代化的建设中,能源的需求非常大,然而我 国的能源利用率极低,所以实现温度控制的智能化,有着极为重要的实际意义。

国内外温度控制系统的市场发展情况

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。目前,我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平,成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制,难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面,国外已