自动控制系统的基本要求

工业控制

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描述

自动控制系统的基本要求如下:

稳定性:自动控制系统应具有稳定性,即系统的输出应该在输入变化时尽量维持稳定,以达到控制目标。

稳定性是指系统处于平衡状态下,受到扰动作用后,系统恢复原有平衡状态的能力。要求没有扰动时系统处于平衡状态,系统输出量也是确定的。当系统受到扰动后,其输出量必将发生相应变化,经过一段时间,其被控量可以达到某稳定状态,但由于系统含有具有惯性或储能特性的元件,输出量不可能立即达到与输入量相应的值,而要有一个过渡过程,所以在设计时还要留有一定的稳定裕量。

灵敏性:自动控制系统应具有灵敏性,能够及时地对外部环境的变化作出反应。

准确性:自动控制系统应具有准确性,即系统的输出应该能够精确地控制在目标值附近。

鲁棒性:自动控制系统应具有鲁棒性,能够抵抗外部环境的干扰和系统内部的误差,以保证控制系统的稳定性和准确性。

快速性:自动控制系统应具有快速性,即系统的响应速度应该足够快,能够在短时间内对外部环境变化作出反应。

经济性:自动控制系统应具有经济性,即系统的设计和运行成本应该尽量降低,同时也应该具有较高的能源利用效率。

安全性:自动控制系统应具有安全性,即系统的设计和运行应该符合相关的安全标准,保证人员和设备的安全。

动态性能要求

对于稳定的系统,虽然理论上能够到达平衡状态,但还要求能够快速到达,而且,在调节过程中,要求系统输出超过给定的稳态值的最大偏差,即所谓的超调量不要太大,要求调节的时间比较短,这些性能统称为动态性能。系统的超调量反映了系统的相对稳定性。超调量大的系统不容易稳定,相对稳定性差。而超调量过小的系统的相对稳定性较好。

稳态性能要求

稳定的系统在过渡过程结束后所处的状态称为稳态。稳态精度常以稳态误差来衡量,稳态误差是指稳态时系统期望输出量和实际输出量之差。设计时希望稳态误差要小。

这些基本要求是自动控制系统设计和实现的重要依据,需要根据具体的应用场景和要求进行权衡和优化。

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