计算机控制系统-第6章：控制规律与对象特性分析

"2022计算机控制系统-第版-李正军-第章4精选ppt.ppt" 本文档详细介绍了计算机控制系统的控制规律，主要关注第6章内容，涉及被控对象的传递函数和性能指标。在计算机控制系统中，被控对象是系统的核心部分，如工业设备、生产设备等。传递函数是描述被控对象动态特性的关键工具，它通过数学模型刻画了输入信号如何影响输出响应。 1. 被控对象的传递函数 - 被控对象的传递函数通常用放大系数K、惯性时间常数T、积分时间常数Ti和纯滞后时间τ来描述。这些参数影响着系统的响应速度和稳定性。 - 放大环节：传递函数为Gs = K，表示输入信号直接放大K倍。 - 惯性环节：Gs = K / (1 + Ts*s)，惯性环节反映系统对变化的响应速度，Ts是惯性时间常数。 - 积分环节：Gs = Ki/s，积分环节使得系统具有记忆和累积输入信号的能力。 - 纯滞后环节：Gs = e^(-τs*t)，纯滞后环节代表系统输出对输入信号响应的延迟。 2. 控制对象的类型 - 实际的被控对象往往是上述环节的组合，例如放大环节与惯性环节、积分环节或纯滞后环节串联。这些串联组合可以形成各种复杂对象模型。 - 放大环节与惯性环节串联：Gs = K * (1 + Ts*s)^-m。 - 放大环节与积分环节串联：Gs = K / (1 + Ts*s) * s。 - 放大环节、惯性环节和积分环节串联：Gs = K * (1 + Ts1*s)^(m1) * (1 + Ts2*s)^(m2) * 1/(1 + Ti*s)。 - 放大环节、积分环节与纯滞后环节串联：Gs = K * (1 + Ts*s)^(m) * s * e^(-τs*t)。 3. 控制通道与扰动通道 - 被控对象通常会受到控制量U(s)和扰动量N(s)的影响，可以将对象特性分解为控制通道和扰动通道，便于分析。 - 扰动通道的动态特性同样可以用放大系数、惯性时间常数和纯滞后时间来描述，这有助于理解和预测系统对外部扰动的响应。 4. 单输入单输出对象 - 当被控对象只有一个输入U(s)和一个输出Y(s)时，称为单输入单输出(SISO)对象。这是最基础的对象模型，其传递函数直接反映了输入与输出之间的关系。 总结来说，计算机控制系统的第6章主要讲解了被控对象的数学模型，包括传递函数的概念以及不同环节的特性。这些知识对于设计和分析控制系统至关重要，因为它们帮助我们理解系统动态行为并优化控制策略。了解和掌握这些基本模型，能够有效地提升计算机控制系统的设计效率和性能。