自学技术

曲线——常用技术语言的一种

图4-26中的曲线，表示某一温度控制系统的输出c(t)跟踪输入r(t)的过程，称此为响应特性。

首先，看r(t)的变化：

在t₁时刻，r(t)从原来的某一个值（如图中的温度T₁），跃变成另一个新值（如图中的T₂），如图中黑色曲线。

接着，看c(t)的变化：

c(t)自t₁时刻，并没能跟上r(t)作跃变，而是逐渐上升；经过一段时间（t₂---t₁)之后，c(t)接近r(t)的新值，即期望的温度值，称为稳态值。

响应特性表明，c(t)跟上r(t)达到稳态值，需经历一段稳定值（t₂---t₁)。从达到稳态的角度看，c(t)落后于r(t)。这就是被控对象具有热惯性的表现。（t_2---t₁)值越大，热惯性越大，c(t)跟上r(t)越慢。

这样的响应特性，可以通过实验的方法测得，而不需用很多的仪器。测试的具体方法是：

1．在温度为某一稳定态（如T₁）时，设定r(t)的新值（如T₂）。让供水阀门以某一开度供热水，并以此作为t₁时刻。

2．每隔一小段时间Δt，用秒表计时，并用温度计测量室温c(t)，得到一个又一个的响应点。如此做下去，待到c(t)趋近于新的稳态值时为止，即对应t₂时刻。

3．在T-t坐标纸上，点出记录的各响应点（如图4-26中红色曲线上的蓝色小点）；连接各点，便得到响应特性曲线。

分析2：确定被控量、控制量

由图4-25可知

室温，是系统的被控量。

电磁阀的阀门开度，记作x(t)，是系统的控制量。

假定，采暖锅炉供给的热水水温一定。当x(t)最大（相当于阀门全打开）时，热水管及散热器向室内供应最大热量；x(t)为零（相当于阀门全关闭）时，热水进不来，不向室内供应热量。这是阀门工作形式的一种，即全开或全关，称此为双位调节。

分析3：确定控制方案

在图4-25中，感温元件监测室内实际温度，起着反馈作用；与设定的r(t)形成温度偏差，继电器动作，接通供电电路，电磁阀打开，热水进入水管供热。显然，这是一个闭环控制系统。为什么要采用闭环控制呢？

棚室温度控制，对被控效果要有较严格的控制，如精度（精确度）。因此，选用闭环控制。闭环控制系统，以其反馈作用，形成偏差，通过控制器的合适控制，可以获得较高的精度。

此外，当干扰作用较强时，闭环控制又可以起到抑制干扰影响的作用，这也是选用闭环控制的考虑因素之一。

分析4：绘制系统框图

r(t)→㊣→e(t)继电器→电磁阀x(t) →散热器­—棚室→f(t)c(t)    ←感温元件

图4-27棚室温度控制系统框图

r(t)--输入  c(t)--输出  e(t)--偏差  x(t)--控制

通用技术网www.tyjs.org说明：上面的框图中有些不准，一是上面的“㊣”中间的“正”字为×，因word中没有这个带×的圆符号，二是在“→”线上的如“(t)r”、“ e(t)”等现放在普通的文本中，三是后面的“←感温元件”为反馈线，整个图是有点不准的，请谅。