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可编辑 第五章 颗粒物燃物控制技术基础
为了深入理解各种除尘器的除尘机理和性能，正确设计、选择和应用各种除尘器，必须了解粉尘的物理性质和除尘器性能的表示方法及粉尘性质和除尘器性能之间的关系。
第一节 粉尘的粒径及粒径分布
一、颗粒的粒径
1.单一颗粒粒径
粉尘颗粒大小不同，其物理、化学特性不同，对人和环境的危害亦不同，而且对除尘装置的性能影响很大，所以是粉尘的基本特性之一。
若颗粒是大小均匀的球体．则可用其直径作为颗粒大小的代表性尺寸。但实际上，不仅颗粒的大小不同．而且形状也各种各样。所以需要按一定的方法确定一个表示颗粒大小的代表性尺寸，作为颗粒的直径．简称为粒径。下面介绍几种常用的粒径定义方法。
(1)用显微镜法观测顾粒时，采用如下几种粒径：
i. 定向直径dF，也称菲雷待(Feret)直径．为各颗粒在投影图中同一方向上的最大投影长度，如图4—1(a)所示。
ii. 定向面积等分直径dM，也称马丁(Martin)直径，为各颗粒在投影图上按同一方向将颗粒投影面积二等分的线段长度，如图4—1(b)所示。 -------------精选文档-----------------
可编辑 iii. 投影面积直径dA，也称黑乌德(Heywood)直径，为与颗粒投影面积相等的圆的直径，如图4一l(c)所示。若颗粒投影面积为A，则dA＝(4A／π)1/2。
根据黑乌德测定分析表明，同一颗粒的dF＞dA＞dM。
(2)用筛分法测定时可得到筛分直径．为颗粒能够通过的最小方孔的宽度。
(3)用光散射法测定时可得到等体积直径dV．为与颗粒体积相等的球的直径。若颗粒体积为V,则dV＝(6V／π)1/3。
(4)用沉降法测定时，一殷采用如下两种定义：
i. 斯托克斯(stokes)直径dS，为在同一流体中与颗粒的密度相同和沉降速度相等的球的直径。
机械交通学院
控制工程实验报告
课程名称： 控制工程基础
专业班级： 机制116
学 号：
学生姓名：
自动控制原理计算机仿真实验
实验目的
（1） 熟悉典型系统的时域、频域特性；
（2） 掌握系统校正与设计的方法。
（3） 了解应用计算机工具分析线性系统的基本方法。
实验一 控制系统时域分析
1、一阶系统阶跃响应Gss()KT1
分别取以下几组参数，求系统阶单位阶跃输入时的响应时间常数和调整时间。
1)K=1,T=10; 2)K=1,T=1;
3)K=1,T=0.1Step ResponseTime (sec)Amplitude010203040500.10.20.30.40.50.60.70.80.91System: sysSettling Time (sec): 3.91System: sysSettling Time (sec): 39.1System: sysSettling Time (sec): 0.391
2、二阶系统阶跃响应 Gsss()12122TT
分别就T=1和T=0.1，分别取0, 0.5, 1, 10时系统阶跃响应的最大超调量、
峰值时间、调整时间、振荡次数。
3、自构造高阶系统，进行数学模型转换并分析其时域特性。
4、了解MATLAB的控制系统图形输入与仿真工具SIMULINK。观察典型系统时域响应。
实验二 控制系统频域分析
1、一阶系统阶跃响应Gss()KT1
分别取以下几组参数，分别绘制系统尼氏图和伯德图，并求出系统稳定裕度。
2).K=1,T=10; 2).K=1,T=1; 3).K=1,T=0.1
-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.50 dB-20 dB-10 dB-6 dB-4 dB-2 dB20 dB10 dB6 dB4 dB2 dBNyquist DiagramReal AxisImaginary Axis
对：
1系统的稳态误差取决于开环传递函数的型次和增益。
2为了既能提高系统的响应速度，又能保证系统的其他特性不变坏，就需对系统进行相位超前校正。
3系统稳定的充要条件是系统特征方程式的系数排列成Routh表的第一列元素都大于零。
4 Routh判据是基于闭环系统特征方程式根和系数的关系建立的，通过对系统特征方程式的各项系数进行代数运算，得出全部根具有负实部的条件，从而判断系统的稳定性。
5若开环对数幅频特性达到0dB，即交与时，其对数相频特性还在-180°线以上，即相位还不足-180°，则闭环系统稳定。
若ωc=ωg，则闭环系统临界稳定。
6 Nyquist图上的单位圆对应于Bode图上的0分贝线，即对数幅频特性图的横轴。
线性定常系统稳定的充要条件是其全部特征根具有负实部。
7要使二阶系统具有满意的动态性能指标，必须选择合适的阻尼比和无阻尼固有频率。
当ξ=1时，系统为临界阻尼系统，它的过渡时间是单调上升的。
8二阶振荡系统的幅值衰减的快慢取决于ξωn。
9对于典型二阶系统，谐振峰值Mp仅与ξ有关。
10频率响应法是以传递函数为基础的图解法。
11在过渡过程中瞬态误差是误差的主要部分，但它随时间而逐渐衰减，稳态误差将逐渐成为误差的主要部分。
12一个稳定的控制系统，对输入信号的时域响应包括瞬态响应和稳态响应。
13欠阻尼系统的单位脉冲响应曲线是减幅的正弦振荡曲线，且ξ越小，衰减越慢，振荡频率ωd越大。
14用形式相同的数学模型来描述的环节或系统称为相似系统。
15所谓线性化是指在一定条件下作某种近似，或缩小研究问题的范围，将非线性微分方程化成线性微分方程来处理。
16开环控制系统不存在稳定性问题
17闭环控制系统的精度通常比开环系统的精度高。
错：
18二阶微分环节的低频渐近线为0dB线，高频渐近线为始于（1，0），斜率为-40dB/dec的直线
19控制系统的Nyquist图不能判断闭环系统的稳定性。
第五章
简介：
本章介绍了单输入单输出控制系统稳定性的定义及其判定依据。对于不同的系统，稳定性的定义不同。系统的稳定性指标是控制系统设计过程中需要考虑的众多性能指标中最重要的指标，不稳定的系统是无法使用的。主要包括赫尔维茨判据、劳斯判据、幅角原理、奈奎斯特稳定性判据等概念。重点是赫尔维茨稳定性判据和劳斯稳定性判据及其在系统分析中的应用。难点是应用复变函数的幅角原理推导奈奎斯特稳定性判据和对稳定裕度的理解。
随堂测试：
一、 知识点名称1：控制系统稳定性的基本概念
1.是保证控制系统正常工作的先决条件。（）
A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．连续性
正确答案：A
解析：不稳定的系统是无法使用的。
2.是控制系统最重要的性能指标。（）
A．稳定性 B．快速性 C．准确性 D．连续性
正确答案：A
解析：稳定性是控制系统最重要的性能指标
知识点名称2：单输入单输出控制系统稳定的条件
1. 单输入单输出控制系统稳定的条件为（）
A 特征方程根具有副实部 B特征方程根具有副实部 C极点位于复平面的右半部D极点位于虚轴上
正确答案：A
解析：单输入单输出控制系统稳定的充分必要条件为特征方程根全部具有副实部
2.某单位反馈系统的开环传递函数为KGSSSK,则该系统稳定的K值范围为（）
A.K>0 B.K>1 C. 0-1
正确答案：A
解析：其特征方程为20sksk，根据二阶螺丝准则和朱里准则，该系统稳定条件为10;0;0kk；所以的K的取值范围为K>0
知识点名称3：赫尔维茨稳定性判据
1.赫尔维茨矩阵的各项主子式行列式的值全部为正，是线性系统稳定的条件。（）
A.充分B 必要
C充要 D即不充分也不必要
正确答案：C
解析：线性系统稳定的充要条件赫尔维茨矩阵的各项主子式行列式的值全部为正.
2.如果满足主子式前提下，若所有次顺序赫尔维茨矩阵的主子式为正，则所有次顺序赫尔维茨矩阵的主子式为正。（）
