1、會計學1控制對象的動態特性控制對象的動態特性第一頁，編輯于星期二：五點 三分。 任何控制對象都具有儲存物質或能量的能力。只有一個儲蓄容積的對象稱為單容控制對象。依此類推，具有兩個以上儲蓄容積的控制對象則稱為多容控制對象。這里只討論單容控制對象。 為方便起見，以單容水柜為例展開討論，所得結論同樣使用于其他物理類型的控制對象。如熱容、氣容和電容等。Fig.3-1第1頁/共19頁第二頁，編輯于星期二：五點 三分。Q22Q11hF第2頁/共19頁第三頁，編輯于星期二：五點 三分。1 容量系數與阻力系數2 自平衡率3 純延遲4 單容控制對象的數學模型研究內容：對象傳遞函數第3頁/共19頁第四頁，編輯于星

2、期二：五點 三分。Q22Q11hFQ22hFQ11現象1：不同大小的水柜容納水的能力不同。第4頁/共19頁第五頁，編輯于星期二：五點 三分。容量系數（C）：被控量變化一個單位時對象所容納的物質或能量的變化量。dhAdvdtQQ)(21dudQC dtdQC dpdmC 熱容：電容：氣容：dhdvC 液容：AdhdvC因此單容水柜的容積系數就是其截面積A。第5頁/共19頁第六頁，編輯于星期二：五點 三分?，F象2：加大給水量Q1，導致液位h上升。原因：存在阻力。Q2 +Q2Q1+Q1hFh同時，液位h上升又將克服阻力，使Q2增大，直至Q2 =Q1 。為使流量增大Q ，阻力越大，所需增加的h也越大。

3、第6頁/共19頁第七頁，編輯于星期二：五點 三分。diduR dqdtR dqdpR 熱阻：電阻：氣阻：QhdQdhR2液阻：阻力系數（R）：推動物質或能量運動的動力與因此而產生 的物質或能量的流量之比。對應不同的高度，阻力系數不同。此即阻力系數的非線性。END第7頁/共19頁第八頁，編輯于星期二：五點 三分。R1自平衡率：自平衡率（ ）：控制對象依靠被控量的變化而使自身恢復到平衡態的能力。若將出口閥關死，則自平衡特性：控制對象在受到擾動后，被控量的變化將引起物質或能量的流量產生變化，從而使自身恢復到平衡狀態。0沒有自平衡能力。Q2 +Q2Q1+Q1hFhEND第8頁/共19頁第九頁，編輯于星

4、期二：五點 三分。Q22Q11hF純遲延（）：由于傳輸距離導致被控量的變化比控制量的 變化所落后的時間長度。第9頁/共19頁第十頁，編輯于星期二：五點 三分。00uhttu第10頁/共19頁第十一頁，編輯于星期二：五點 三分。 實際的控制對象往往存在純遲延，通常將其視作由一個獨立的環節，即純遲延環節，它與控制對象相串聯。Q1(s)Q1(s)1CSh1R+Q2(s)se END第11頁/共19頁第十二頁，編輯于星期二：五點 三分。dhAdvdtQQ)(21AdhdvCdhCdvdtQQ)(21設進口閥開度變化，則Q1、 Q2、 h根據得：hdCdtQQ)(21其中， kQ1RhQ/2因此，Rkh

5、dthdRCKhdthdT單容控制對象的微分方程第12頁/共19頁第十三頁，編輯于星期二：五點 三分。KhdthdTRkKRCT,)()()(sMKsHsHTs1)()()(TsKsMsHsG一階慣性環節單容控制對象的傳遞函數第13頁/共19頁第十四頁，編輯于星期二：五點 三分。0單容控制對象的階躍響應ssM0)()/111( 1)()()(00TssKsTsKsMsGsH0Khttoo設則)1 ()(/0TteKth第14頁/共19頁第十五頁，編輯于星期二：五點 三分。放大系數K和時間常數TT0Khttoo0放大系數K是當對象達到穩態時把輸入量放大的倍數。時間常數T時對象輸出以最大變化速度達

6、到新穩態值所需的時間。)1 ()(/0TteKthTKtdtthd00)(第15頁/共19頁第十六頁，編輯于星期二：五點 三分。放大系數K和時間常數T的求法T0Khttoo0thKeKth)(%2 .63 %2 .63 )1 ()(0100)(thK令t=T，則th)(%2 .63 第16頁/共19頁第十七頁，編輯于星期二：五點 三分。分析1T20KhtoRkKT1T101KhtoT202K2121; RRCC2121; RRCCCRTCkTKtdtthd000)(第17頁/共19頁第十八頁，編輯于星期二：五點 三分。分析2RkKKkR1可見，控制對象之所以存在放大系數是由于阻力系數R所至，R越大，K也越大，其自平衡率越小。當