2014年造價工程師自動控制系統常識:自動控制系統的常識
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自動控制系統的常識
(一)系統的靜態、動態和干擾作用
在自動化領域內，把被調參數不隨時間變化的平衡狀態稱為系統的靜態，而把被調參數隨時間變化的不平衡狀態稱為系統的動態。
當一個自動調節系統的輸入(給定和干擾)和輸出均恒定不變時，整個系統就處于一種相對的平衡狀態。系統的各個組成環節，如變送器、調節器、調節閥等都不改變其原先的狀態，它們的輸出信號都處于相對靜止狀態，這種狀態就是系統的靜態。
通常平衡狀態是相對、暫時、有條件的。一個原來處于靜態的系統，由于干擾的作用，被調參數發生變化，使調節器等自動化裝置改變調節系數，以克服干擾作用的影響，并力圖使系統恢復平衡。從干擾的發生，經過調節，直到系統重新建立平衡整個系統的各個環節和參數都處于變動狀態之中，所以這種狀態就叫做動態。在實際生產過程中，干擾是客觀存在且不可避免的。
(二)調節系統的品質指標
為了定量地評定調節系統的品質，規定了以下幾個質量指標：
1、最大偏差是指系統瞬時偏離給定值的最大程度，它是衡量自動調節系統的品質指標之一。對于一些有約束條件的系統，都規定有具體的允許最大偏差值。
2、超調量是指被調參數第一個波峰值與新的穩態值之差。如果系統新的穩態值與給定值相等，那么最大偏差就和超調量相等了。通常在對給定值改變的調節系統作分析時，多采用超調量這個品質指標。
3、衰減比是指過渡曲線中第一個波峰的高度與第二個波峰高度之比，習慣上寫成n ：1 形式。顯然，凡是衰減振蕩，n值必大于1。n值越大，表示過程衰減得越快，系統穩定性越好。通常n的取值范圍在4～10之間。
4、余差。當過渡過程終了時，被調參數所達到的新的穩態值與給定值的偏差叫做余差(又稱靜差、穩態誤差)，也就是最后殘余的偏差。余差的數值可正可負。在生產中，給定值是生產的技術指標，當然希望經過調節以后，被調參數越接近給定值越好，也就是余差越小越好。
5、過渡時間從干擾作用發生的時刻起，直到系統重新建立新的平衡為止，過渡過程所經歷的時間叫做“過渡時間”或“調節時間”。嚴格地講，對于具有一定衰減比的衰減振蕩過程來說，要完全達到新的平衡狀態需要無限長的時間。然而，實際上由于儀表靈敏度的限制，當被調參數接近穩態值時，指示值就基本不變了。因此，一般是在新的穩定值的上下規定一個小的范圍，當被調參數進入這一范圍并且不再超出時，就認為被調參數已經達到新的穩定值，亦即過渡過程至此結束。這個范圍一般定為余差的±5%。
(三)調節對象的負荷與自衡
負荷就是對象的生產能力或運轉能力，例如鍋爐的出汽量、精餾塔的處理量、液體貯槽的流量等。在自動調節系統中，對象負荷變化的大小和快慢是系統的主要干擾作用，它直接影響調節過程的穩定性。如果負荷變化很大又很頻繁，調節系統就很難穩定下來，因此要求負荷應盡量穩定。
當系統的平衡被破壞后，在沒有外界的調節作用下，被調參數自行趨向一個新的穩定值的性質就稱之為對象的自衡。
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