10过控第十章实例-可控性
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neering ,Hangzhou Dianzi University10-1,10-2,10-3,10-4知识点 极点配置的设计步骤: 1)标准算法(书上步骤)1.判断受控系统),,(C B A 的可控性。
如果状态完全可控,继续下一步,否则,此系统不可实现极点的任意配置;2.从矩阵A 的特征多项式:nn n na s a s a s A sI +++++=---111...,确定系数),...,2,1(n ia i =;3.求取使系统化为可控标准型的线性非奇异变换矩阵P,1111n p p A P p A -⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦,其中1p 为1-k Q 的最后一行,如果已经为可控标准型,则I P =。
4.期望的特征多项式:**11*1*...)()(1nas a s a s s s s f n n nn i i+++++=-=--=∏5.按照[]11*11*1*1... ~-------==P a a a a a a KP K n n nn求取状态反馈增益矩阵。
2)解联立方程法(例题步骤)1.判断受控系统),,(C B A 的可控性。
如果状态完全可控,继续下一步,否则,此系统不可实现极点的任意配置;2.设状态反馈增益矩阵K 为[]11... k k k Kn n-=。
neering ,Hangzhou Dianzi University3.引入K 之后,系统的特征多项式为:)(BK A sI --4.期望的特征多项式:**11*1*...)()(1nas a s a s s s s f n n nn i i+++++=-=--=∏5.联立方程得出K 。
neering ,Hangzhou Dianzi University10-1. (1)由给定的传递函数s s s s s s s G 10710)3)(2(10)(23++=++=无零、极点相消,知系统可控,可实现极点任意配置,采用可控标准型的实现形式为:ux ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=1007100100010x方法一:1.矩阵A 的特征多项式:s s s A sI10723++=-2.由题知,系统已经为可控标准型,则I P =。
华侨大学08-09学年第二学期期末考试试卷(A )一 填空题(10分,每空1分)1. 调节系统在纯比例作用下已整定好,加入积分后,为保证原稳定度,此时应将比例度 。
2.表示调节阀流通能力的参数是 。
3.调节阀的流量特性是指 之间的关系,理想流量特性是指在 情况下得到的流量特性。
4.串级控制系统与单回路相比控制效果有显著的提高,主要体现在哪三方面: 、 、 。
5. 换热器温度控制系统如图1所示,若被加热流体出口温度过低会副流量B Q 之比为A BQ K Q =则比值系数α的值为 。
二、简答题30%(每题5分)1. 常用的评价控制系统动态性能的单项性能指标及误差积分指标有哪些?它们各有何特点?2. 如果系统中主、副回路的工作周期十分接近,例如分别为三分钟和两分钟,也就是说正好运行在共振区内,应采取什么措施来避免系统的共振,这种措施对控制系统的性能有什么影响?3. 试简述采用基于阶跃响应方法测试被控对象数学模型的方法与步骤?(假设对象是0()(1)nk G s Ts =+) 4. 基本模糊控制器由哪几部分组成,简述各部分在构成控制系统中的作用?5. 什么叫比值控制系统?常用比值控制方案有哪些?并比较其优缺点?6. 什么是调节阀的可调比?串联管系的100S 值,并联管系的100S '值对调节阀的可调比有何影响?三、对象传递函数3()4s e G s s -=,调节器采用PI 动作。
试用稳定边界法,估算调节器的整定参数。
(8分)有关参数整定如下表所示四、图2为聚合釜温度控制系统。
试问:(1)它是什么类型的控制系统。
(2)聚合釜的温度不允许过高,否则易发生事故,试确定执行器的气开、气关形式。
(3)确定主、副控制器的正反作用。
(4)简述当冷却水的压力波动时系统的控制过程。
(5)如果冷却水的温度是经常波动的,上述控制系统是否能满足要求?哪些地方需要改进?(6)当夹套内的水温作为副变量构成串级控制时,试确定主、副控制器的正、反作用。
1-1 进程操纵有哪些要紧特点?什么缘故说进程操纵多属慢进程参数操纵?1.操纵对象复杂、操纵要求多样2. 操纵方案丰硕3.操纵多属慢进程参数操纵4.定值操纵是进程操纵的一种要紧操纵形式5.进程操纵系统由标准化的进程检测操纵仪表组成1-2 什么是进程操纵系统?典型进程操纵系统由哪几部份组成?进程操纵系统:一样是指工业生产进程中自动操纵系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等如此一些变量的系统。
组成:参照图1-1。
1-4 说明进程操纵系统的分类方式,通常进程操纵系统可分为哪几类?解答:分类方式说明:按所操纵的参数来分,有温度操纵系统、压力操纵系统、流量操纵系统等;按操纵系统所处置的信号方式来分,有模拟操纵系统与数字操纵系统;按操纵器类型来分,有常规仪表操纵系统与运算机操纵系统;按操纵系统的结构和所完成的功能来分,有串级操纵系统、均匀操纵系统、自适应操纵系统等;按其动作规律来分,有比例(P)操纵、比例积分(PI)操纵,比例、积分、微分(PID)操纵系统等;按操纵系统组成回路的情形来分,有单回路与多回路操纵系统、开环与闭环操纵系统;按被控参数的数量可分为单变量和多变量操纵系统等。
通常分类:1.按设定值的形式不同划分:(1)定值操纵系统(2)随动操纵系统(3)程序操纵系统2.按系统的结构特点分类:(1)反馈操纵系统(2)前馈操纵系统(3)前馈—反馈复合操纵系统1-5 什么是定值操纵系统?在定值操纵系统中设定值是恒定不变的,引起系统被控参数转变的确实是扰动信号。
1-8 评判操纵系统动态性能的经常使用单项指标有哪些?各自的概念是什么?解答:单项性能指标要紧有:衰减比、超调量与最大动态误差、静差、调剂时刻、振荡频率、上升时刻和峰值时刻等。
衰减比:等于两个相邻的同向波峰值之比n ;过渡进程的最大动态误差:关于定值操纵系统,是指被控参数偏离设定值的最大值A ;超调量:第一个波峰值1y 与最终稳态值y (∞)之比的百分数σ;1100%()y y σ=⨯∞ 残余误差C : 过渡进程终止后,被控参数所达到的新稳态值y (∞)与设定值之间的误差C 称为残余误差,简称残差;调剂时刻:从过渡进程开始到过渡进程终止所需的时刻;振荡频率:过渡进程中相邻两同向波峰(或波谷)之间的时刻距离叫振荡周期或工作周期,其倒数称为振荡频率;峰值时刻:过渡进程开始至被控参数抵达第一个波峰所需要的时刻。