温度控制系统分析：单位阶跃响应与传递函数

"该资源是关于过程控制系统的课件，主要讲解如何简化系统方块图以及求解系统传递函数。内容包括对温度控制系统性能指标的分析、原油加热控制系统的建模与控制器影响的研究。" 在过程控制系统中，系统方块图的简化和传递函数的求解是关键步骤。首先，传递函数描述了系统输入与输出之间的关系，它是系统动态特性的数学表示。在题目中，第一部分涉及了一个温度控制系统的性能指标分析。根据过渡过程曲线，可以计算出振荡周期、最大偏差、余差和衰减比等性能指标。这些指标用于评估系统的稳定性和响应速度。 1. 振荡周期T是连续两个相同方向波峰之间的时间间隔。 2. 最大偏差A是系统响应达到的最大偏离设定值的值。 3. 余差C是系统稳定后实际值与设定值之间的差距。 4. 衰减比n是相邻两个峰值的比值，反映系统振荡的衰减程度。 第二部分涉及一个原油加热控制系统。这里需要构建系统的原理方块图，其中包含温度测量变送环节(TT)，温度控制器(TC)，被控对象控制通道，调节阀及其传递函数。系统方块图的构建有助于分析系统的动态行为。 1. 给定被控对象、调节阀和TT的传递函数，可以组合成整个系统的传递函数。 2. 当控制器TC的传递函数改变时，会影响系统的稳态响应。题目给出了不同传递函数下的原油出口温度稳态变化量ΔT（∞），这表明控制器增益的变化会直接影响控制效果。 3. 控制阀的气开气关形式决定了阀门在控制信号增加时是开启还是关闭，影响系统的安全性和稳定性。 4. 正反作用的确定取决于控制器与被控对象之间的关系，目的是确保偏差信号始终驱动系统向设定值靠近。 5. 分析燃油管道压力波动引起加热炉温度升高的情况，可以帮助理解控制器如何调节以抵消这种扰动。 通过以上分析，可以看出该课件着重于理论与实践的结合，不仅教授如何建立控制系统模型，还强调了控制器参数变化对系统性能的影响。这有助于理解和优化过程控制系统的设计。