控制系統(tǒng)受階躍干擾后,從一個穩(wěn)定狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定狀態(tài),期間被控參數(shù)隨時間而變化。研究過渡過程的目的是為了研究控制過程的質(zhì)量。過渡過程可以是發(fā)散振蕩的、等幅振蕩的,也可以是單調(diào)衰減的。最為典型的則是如圖48-5所示的衰減振蕩過程。發(fā)散振蕩與等幅振蕩過程,均屬于不穩(wěn)定的控制過程。在連續(xù)控制過程中它們均是不允許的,但在雙位控制過程中,只要波幅與波動頻率在工藝允許范圍內(nèi),卻是可以采用的。
圖48-5是自控系統(tǒng)受階躍干擾后質(zhì)量指標示意圖。圖中t0是受干擾前被控參數(shù)的穩(wěn)態(tài)值,t∞是干擾發(fā)生后新的穩(wěn)態(tài)值。為了評估控制過程的質(zhì)量,一般規(guī)定以下幾種質(zhì)量指標:
1.)衰減比n。它表征了控制過程的衰減程度,其值為前后兩個同相位波峰值之比。
2)最大偏差A。被控參數(shù)偏離給定值的最大量稱為最大偏差A,也稱動態(tài)偏差、最大超調(diào)量。設計控制系統(tǒng)時,必須對該值作出限制性規(guī)定,A值大則質(zhì)量差。
3)靜態(tài)偏差C。它是指被控參數(shù)新的穩(wěn)態(tài)值t∞。與給定值t0之差,是表征控制精度的另一個重要質(zhì)量指標。它對工藝過程、圍護結(jié)構的熱工要求、自動控制方案及整個工程造價影響很大,因此應根據(jù)需要慎重取值。
4)控制時間。它是指控制系統(tǒng)受到干擾作用后,被控參數(shù)的過渡過程曲線進入新穩(wěn)態(tài)位的±5%(或±2%)范圍內(nèi),不再越出時所需要的時間。實際上這是一個理論上的考核指標,常以Ts表示。
5)振蕩周期。過渡過程中,從第一波峰到第二個波峰之間的時間,常以Tp表示。
以上五個質(zhì)量指標中,只有靜態(tài)偏差C為靜態(tài)指標,其他均為動態(tài)指標。這五個指標反映了控制系統(tǒng)三方面的性能:①衰減比和最大偏差反映了控制系統(tǒng)穩(wěn)定性指標;②靜態(tài)偏差反映了控制系統(tǒng)的精度指標;③控制時間和振蕩周期是反映系統(tǒng)快速性的指標。