船舶自动化
自动化技术在船舶与海洋工程中的应用
自动化技术在船舶与海洋工程中的应用随着科技的不断进步，自动化技术的应用范围也越来越广泛，其中船舶与海洋工程领域也不例外。
自动化技术的应用为船舶与海洋工程带来了许多便利和突破，大大提升了工作效率和安全性。
本文将介绍自动化技术在船舶与海洋工程中的几个主要应用领域。
一、船舶自动化系统船舶自动化系统是航海自动化技术的重要组成部分，它包括船舶自动导航系统、船舶自动控制系统、船舶动力系统自动化等。
船舶自动导航系统可以通过全球定位系统（GPS）和惯性导航系统实现导航、定位和航线规划功能，大大提高了航行的准确性和安全性。
船舶自动控制系统可以实现对舵、推进器和锚链的自动控制，减轻了船员的工作负担，降低了操纵失误的风险。
船舶动力系统自动化则可以根据实时数据和工况要求，对发动机的运行参数进行自动调整，提高了动力系统的效率和稳定性。
二、海洋勘测与测量在海洋工程中，海洋勘测与测量是至关重要的环节。
传统的海洋勘测和测量工作需要大量人力和物力投入，而自动化技术的应用能够大幅度提高勘测和测量的效率和准确性。
自动化的测绘仪器可以实时记录海底地形、潮汐和浪高等数据，自动化的声纳系统可以实时测量海洋底层物质的含量和分布情况。
同时，自动化技术还能够实时传输海洋数据，为海洋研究和工程项目提供可靠的参考。
三、海上作业与维修船舶与海洋工程中的海上作业和维修工作，常常需要在恶劣的环境条件下进行。
自动化技术的应用可以降低人员风险，提高工作效率。
例如，自动化的潜水器可以进行深海勘探和维修工作，避免了人员在极端环境下的作业风险。
自动化机器人的应用也能够实现远程操作和维护，大大减少了作业时间和成本。
四、海上交通管理由于船舶和海洋工程项目数量庞大，海上交通管理显得尤为重要。
自动化技术的应用可以实现船舶自动识别系统，辅助船舶导航，提醒船舶避障以及智能路线规划等功能，从而有效减少碰撞和其他事故的发生。
自动化的交通管理系统还可以实现对船舶行驶轨迹进行监控和记录，为后续的事故调查和研究提供重要数据。
航海行业中船舶自动化技术的使用教程
航海行业中船舶自动化技术的使用教程航海行业一直在积极推动技术革新和自动化的发展。
船舶自动化技术的使用不仅提高了航行的效率和安全性，还减少了人为错误和疲劳驾驶的风险。
本篇文章将详细介绍航海行业中船舶自动化技术的使用教程，包括自动导航系统、自动驾驶系统、自动监测系统和自动控制系统等。
一、自动导航系统自动导航系统是船舶自动化技术中最基础也是最重要的部分。
它主要包括雷达、GPS和惯性导航系统等组成，可以帮助船舶在海洋中准确导航，并根据预设的航线自动行驶。
1. 雷达雷达是航海行业中最常用的导航工具之一。
它通过发射电磁波并接收其回波来探测出周围物体的位置和距离。
在使用雷达时，船舶上的操作员需要熟悉雷达的操作界面和功能，了解如何调整雷达的范围、增益和灵敏度，以及如何解读雷达屏幕上的信息。
2. GPS全球定位系统（GPS）通过卫星系统来确定船舶的精确位置。
船舶上的GPS接收器会接收卫星发出的信号，并计算出船舶的经纬度坐标。
在使用GPS时，船舶上的操作员需要了解如何正确配置GPS接收器、如何输入和更新目标航点，并能够正确解读和应用GPS导航信息。
3. 惯性导航系统惯性导航系统是一种基于船舶的推进力、速度和转向角度等参数计算船舶位移和方向的技术。
它通过使用陀螺仪和加速度计等传感器来检测船舶的运动状态，并根据运动状态数据进行实时计算。
在使用惯性导航系统时，船上操作员需要了解仪表的读数和标度，熟悉系统的校准流程，并知道如何根据系统提供的数据进行船舶导航。
二、自动驾驶系统自动驾驶系统能够根据事先设定的航线和航速自主控制船舶的航向和速度。
它使船舶能够按照预定的路线自动航行，减少了人为驾驶误差和疲劳驾驶的风险。
在使用自动驾驶系统时，船舶上的操作员需要了解系统的基本设置和操作流程。
操作员应熟悉设定航线、控制航速和启动自动驾驶模式的方法。
此外，操作员还需要了解如何监控系统的运行状态，掌握手动控制的方法以及处理紧急情况时的应急程序。
船舶自动化技术探讨船舶自动化技术的应用和优势
船舶自动化技术探讨船舶自动化技术的应用和优势船舶自动化技术是指通过引入自动化设备和系统，实现船舶航行、操纵、监控和维护的高度自动化和智能化。
随着科技的不断进步，船舶自动化技术在近年来得到了广泛的应用和发展。
本文将探讨船舶自动化技术的应用范围和优势。
一、船舶自动化技术的应用范围1. 航行控制系统在船舶自动化技术中，航行控制系统是最核心的部分。
航行控制系统通过采集和处理船舶的位置、姿态、速度等信息，运用精确的定位技术和智能的导航算法，实现船舶的精确定位、航向控制、自动跟踪路线等功能。
这项技术不仅提高了船舶的航行精度和安全性，还能减轻船员的工作负担，降低事故风险。
2. 操纵系统船舶操纵系统是船舶自动化技术的另一个重要组成部分。
通过自动化的操纵系统，船舶的舵角、推力、锚泊、系泊等操作可以实现高度自动化。
船舶自动操纵系统不仅提高了船舶的操纵效率，还减少了人为的操作失误，从而提升了船舶的安全性和可靠性。
3. 监控系统船舶自动化技术中的监控系统可以监测船舶的各种设备和系统的运行状态。
它通过传感器、仪表和数据采集设备等，实时采集和传输船舶的各种信息，如发动机、舱室、货物、燃油等的状态参数。
这样，船舶的运行状态可以实时监控，一旦发现异常情况，可以及时采取措施，避免事故的发生，提高了船舶的安全性和运行效率。
二、船舶自动化技术的优势1. 提高航行安全性船舶自动化技术的应用能够大大提高航行的安全性。
自动化控制系统可以对船舶进行精确控制，并及时做出调整，保证船舶航行在安全的范围内进行。
此外，船舶自动化技术还可以实时监测船舶和周围环境的异常情况，提前发现并解决潜在的危险，避免事故的发生。
2. 提升航行效率船舶自动化技术的应用可以大幅提升航行的效率。
自动化设备可以实现船舶的精确定位和自动化导航，减少了船舶在航行过程中的航向调整次数，降低了能耗和运行成本。
此外，船舶自动化技术还可以优化船舶的运行计划，提高货运效率，缩短航程时间。
海上船舶自动化控制技术说明
海上船舶自动化控制技术说明海上船舶自动化控制技术是指通过使用先进的电子和计算机控制系统，实现船舶上一系列自动操作和监测功能的技术。
这些技术的应用使得船舶能够更有效地进行航行、操作和维护，提高运营效率和安全性。
在海上船舶自动化控制技术中，有几个主要方面值得注意：1. 船舶导航自动化：船舶导航系统基于全球定位系统（GPS）和惯性导航系统，能够自动计算和显示船舶的位置、航向和速度。
此外，还可以与雷达、电子海图和自动舵等系统进行集成，实现船舶在航行过程中的自动导航。
2. 船舶动力系统自动化：船舶动力系统自动化包括发动机控制、传动系统和推进系统的自动化。
通过自动监测和控制发动机运行状态、油耗和排放量等参数，船舶能够实现更高效的能源利用和环境保护。
3. 船舶操纵自动化：船舶操纵系统能够自动控制舵机和螺旋桨，根据导航系统提供的信息实现船舶的精确操纵。
这些系统通常与自动驾驶和船舶定位系统相结合，可以实现船舶的精确停泊、自动对接和海上航行等操作。
4. 船舶监测和报警系统：船舶监测和报警系统能够实时监测船舶各个系统的性能和状态。
一旦系统发生异常或故障，系统会自动发出警报并提供相应的解决方案。
这种实时监测和报警系统有助于预防事故和减少维修时间。
海上船舶自动化控制技术的应用带来了许多好处。
首先，它减轻了船员的工作负担，提高了工作效率。
其次，它提高了船舶的安全性，降低了事故的风险。
此外，它还提高了船舶的经济性，减少了能源消耗和运营成本。
举例来说，船舶自动化控制技术可以实现船舶的智能停泊和自动对接，大大简化了港口操作流程，提高了港口的吞吐能力和效率。
此外，在恶劣的海况下，自动化操纵系统能够更精确地控制船舶的姿态和运行状态，减少了风险和海况对航行的影响。
总而言之，海上船舶自动化控制技术的应用使得船舶能够更安全、高效地进行航行和操作。
随着技术的不断进步和应用的扩大，船舶自动化控制技术将会在海上运输领域发挥更重要的作用。
船舶自动化控制系统设计与优化
船舶自动化控制系统设计与优化一、引言船舶自动化控制系统是现代化船舶的核心控制装置。
随着信息技术的不断发展和应用，船舶自动化控制系统越来越复杂、高效、智能化。
本文将重点讨论船舶自动化控制系统的设计和优化。
二、船舶自动化控制系统概述1. 船舶自动化控制系统的组成船舶自动化控制系统由船舶动力系统、船舶导航与位置系统、船舶管理与监控系统、船舶通信系统和船舶自动化控制信息处理与分析系统组成。
2. 船舶自动化控制系统的工作原理船舶自动化控制系统根据船舶所处的各种不同工况和航行状态，自动地对船舶进行动力、导航等方面的控制，保证船舶的安全和正常运行。
三、船舶自动化控制系统的设计1. 设计前的准备工作在进行船舶自动化控制系统的设计之前，需要对所要控制的船舶的工作环境、不同工况和航行状态进行充分的了解。
2. 设计思路根据前期所做的准备工作，对船舶自动化控制系统进行模块化设计，选择合适的传感器和执行机构，确定数据采集和处理方式，建立系统控制逻辑和数据传输方式，并进行可靠性、安全性和智能化的设计，同时需要对系统进行测试和验证。
四、船舶自动化控制系统的优化1. 优化目标船舶自动化控制系统的优化目标主要是提高系统的稳定性和可靠性，降低使用成本，提高船舶的运行效率和安全性。
2. 优化方法船舶自动化控制系统的优化方法主要包括以下几个方面：(1) 传感器和执行机构的优化：选择适当的传感器和执行机构类型，使其具有更好的性能和可靠性；(2) 系统控制逻辑的优化：优化调整控制逻辑，提高系统对不同工况和航行状态的适应性；(3) 数据采集和处理方式的优化：优化数据采集和处理方式，提高系统数据的精度和稳定性；(4) 数据传输方式的优化：优化数据传输方式，减少数据传输的延迟和丢失，提高数据传输的稳定性和可靠性。
五、结论船舶自动化控制系统是船舶的核心控制装置，对保证船舶的安全和正常运行至关重要。
设计合理的船舶自动化控制系统，在实际使用中可以通过不断优化，提高系统的稳定性和可靠性，提高船舶的运行效率和安全性，降低使用成本，使船舶更加智能化。
船舶自动化系统解析船舶自动化系统的应用与优势
船舶自动化系统解析船舶自动化系统的应用与优势船舶自动化系统是一种集成船舶控制、监测和信息处理于一体的系统。
通过自动化控制和监测技术的应用，船舶自动化系统可以提高船舶的运行效率、安全性和可靠性。
本文将对船舶自动化系统的应用和优势进行解析。
一、船舶自动化系统的应用1. 船舶动力系统控制船舶自动化系统可以实现对船舶动力系统的全面控制。
例如，通过智能控制技术，可以实现对主机和辅助机械设备的自动调节和监测，提高船舶燃料利用率和动力系统的效率。
2. 船舶导航和航行控制船舶自动化系统可以实现对船舶导航和航行控制的自动化管理。
通过GPS导航技术和自动舵控系统的应用，可以实现船舶的自动导航和自动驾驶，提高船舶的航行安全性和减少操作人员的工作负担。
3. 船舶货物管理船舶自动化系统还可以用于船舶货物管理。
通过物联网技术的应用，可以实现对船舶货物的实时监测和管理，提高货物的运输效率和减少运输成本。
4. 船舶环境监测船舶自动化系统可以实现对船舶环境的实时监测。
例如，通过气象传感器和水质传感器的应用，可以实时监测海况和水质，提供航海安全的保障。
二、船舶自动化系统的优势1. 提高船舶运行效率船舶自动化系统可以实现船舶各个系统的高度集成和自动化控制，从而提高船舶的运行效率。
例如，自动化控制技术可以实现对主机和辅助设备的智能调节，提高燃料利用率和动力系统的效率。
2. 提高船舶安全性船舶自动化系统可以实现对船舶的全面监测和控制，提高船舶的安全性。
例如，自动舵控系统可以实现自动驾驶，减少人为操作的风险；船舶环境监测系统可以实时监测海况和水质，提供航行安全的保障。
3. 减少人力成本船舶自动化系统可以减少船舶操作和管理的人力成本。
通过自动化控制和监测技术的应用，可以减少船员的工作量和提高工作效率，降低船舶运营的人力成本。
4. 实现船舶智能化管理船舶自动化系统可以实现船舶的智能化管理。
通过物联网技术的应用，可以实现船舶各个系统的数据共享和实时监测，实现对船舶的远程管理和控制，提高船舶的运行效率和管理水平。
船舶自动化实训报告总结
一、实训背景随着我国船舶工业的快速发展，船舶自动化技术已成为船舶行业发展的关键。
为了提高我国船舶自动化技术水平，培养高素质的船舶自动化人才，我校开展了船舶自动化实训课程。
本次实训旨在让学生了解船舶自动化系统的基本原理、组成及运行方式，掌握船舶自动化设备的操作与维护方法，提高学生的实践能力和综合素质。
二、实训内容1. 船舶自动化系统概述实训课程首先介绍了船舶自动化系统的基本概念、组成及分类。
通过学习，学生了解了船舶自动化系统在船舶运行中的重要作用，以及船舶自动化技术的发展趋势。
2. 船舶自动化设备操作与维护实训课程重点讲解了船舶自动化设备的操作与维护。
主要包括以下内容：（1）船舶电站自动化设备：介绍了船舶电站自动化设备的种类、原理及操作方法，如发电机组保护装置、自动调频装置等。
（2）船舶推进系统自动化设备：讲解了船舶推进系统自动化设备的种类、原理及操作方法，如螺旋桨推进器、舵机等。
（3）船舶通信导航自动化设备：介绍了船舶通信导航自动化设备的种类、原理及操作方法，如雷达、GPS导航系统等。
（4）船舶监控系统：讲解了船舶监控系统的组成、功能及操作方法，如船舶电站监控、推进系统监控等。
3. 船舶自动化系统综合实训在掌握船舶自动化设备操作与维护的基础上，实训课程安排了船舶自动化系统综合实训。
学生通过实际操作，了解了船舶自动化系统的整体运行过程，掌握了船舶自动化系统的调试、故障排除及维护方法。
三、实训成果1. 提高学生实践能力通过本次实训，学生掌握了船舶自动化设备的操作与维护方法，提高了学生的实践能力。
2. 培养学生团队协作精神实训过程中，学生需要相互配合、共同完成任务，培养了学生的团队协作精神。
3. 拓宽学生知识面实训课程涉及船舶自动化系统的多个方面，使学生拓宽了知识面，为今后的工作奠定了基础。
4. 增强学生创新意识实训过程中，学生需要不断思考、解决问题，增强了学生的创新意识。
四、实训总结1. 认识到船舶自动化技术在船舶行业中的重要性通过本次实训，学生深刻认识到船舶自动化技术在船舶行业中的重要作用，为今后从事船舶自动化相关工作打下了基础。
船舶自动化控制系统的设计与实现
船舶自动化控制系统的设计与实现在现代航海领域，船舶自动化控制系统的发展已经成为提高船舶运行效率、安全性和可靠性的关键因素。
船舶自动化控制系统能够实现对船舶各种设备和系统的自动监测、控制和管理，减轻船员的工作负担，优化船舶的性能，降低运营成本，并确保船舶在各种复杂的海况下能够稳定、安全地航行。
船舶自动化控制系统涵盖了多个方面，包括船舶动力系统、导航系统、通信系统、货物装卸系统等。
其设计和实现需要综合考虑船舶的类型、用途、航行环境以及相关的国际法规和标准。
在动力系统方面，自动化控制主要涉及到主机、辅机的运行控制和监测。
通过传感器采集主机和辅机的运行参数，如转速、油温、油压等，并将这些数据传输到中央控制系统。
中央控制系统根据预设的控制策略和算法，对动力系统进行实时调整和优化，以确保船舶在不同的负载和海况下都能够保持高效、稳定的动力输出。
例如，当船舶遭遇恶劣海况或重载时，控制系统会自动增加主机的输出功率，以维持船舶的航速；而在轻载或良好海况下，则会适当降低功率，以节省燃油消耗。
导航系统是船舶自动化控制系统的另一个重要组成部分。
现代船舶通常配备了卫星导航系统、雷达、电子海图等多种导航设备。
这些设备通过数据接口与中央控制系统相连，实现信息的共享和融合。
控制系统能够根据导航设备提供的信息，自动规划航线，并对船舶的航向、航速进行精确控制，避免船舶偏离航线或发生碰撞事故。
同时，导航系统还能够实时监测周围的船舶和障碍物，并及时发出警报，为船舶的安全航行提供保障。
通信系统在船舶自动化控制中也起着至关重要的作用。
船舶需要与岸基、其他船舶以及卫星进行通信，以获取气象、海况、港口等信息。
自动化控制系统能够实现通信设备的自动切换和优化，确保船舶在任何时候都能够保持畅通的通信。
例如，当船舶进入卫星覆盖区域时，控制系统会自动切换到卫星通信模式；而在靠近港口时，则会切换到岸基通信模式。
货物装卸系统的自动化控制能够提高货物装卸的效率和安全性。
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振荡次数N是指在衰减振荡中，被控量的振荡次数。 理想值： φ：0.75～0.9 ；衰减比：4：1 ；振荡次数：2～3
第三章 调节器基本作用规律
调节器作用规律简介 第一节 双位作用规律 第二节 比例作用规律 第三节 比例积分作用规律 第二节 比例微分作用规律 第二节 比例积分微分作用规律
调节器作用规律简介
1、调节器对控制系统的动态过程品质起着决定性的影响。 2、调节器的作用规律是指调节器的输出量p(t)与输入量e(t)之间的函数 关系，即p(t)=f[e(t)] 3、依据输出的变化方向，调节器有正作用式和反作用式两种。 4、船舶机舱常用的调节器作用规律： 双位作用规律、比例(P)作用规律、比例积分(PI)作用规律、 比例微分(PD)作用规律、比例积分微分(PID)作用规律
1、稳定性指标：衰减率φ和振荡次数N
衰减率是指在衰减振荡中，第一个波峰幅值与第二个同向波 峰幅值的差值与第一个波峰幅值之比。
ϕ=
( y1 − y∞ ) − ( y3 − y∞ ) y1 − y∞
衰减比是第一个波峰幅值与第二个同向波峰幅值的比值。 y1 − y∞ t y3 − y∞
s
振荡次数N是指在衰减振荡中，被控量的振荡次数。 理想值： φ：0.75～0.9 ；衰减比：4：1 ；振荡次数：2～3
一、反馈控制系统的组成
1.控制对象 控制对象是指所要控制的机器、设备或装置，控制对象 上所要控制的运行参数则称为被控量。 例： 柴油机气缸冷却水温度自动控制系统 锅炉水位自动控制系统 锅炉蒸汽压力控制系统 燃油粘度自动控制系统 柴油机转速控制系统
一、反馈控制系统的组成
2.测量单元 测量单元的作用是检测被控量的实际值，并把它转换成 统一的标准信号。 常用标准信号： 气压信号 电流信号 电压信号 测量单元＝传感器＋变送器 0.02-0.1MPa 0-10mA或4-20mA 0-10V
第一节 反馈控制系统的组成
一、反馈控制系统的组成 二、反馈控制系统传递方框图 三、反馈控制系统的工作过程 四、反馈控制系统的分类 五、自动控制系统的其他形式
一、反馈控制系统的组成
测量 单元 调节 单元
控制 对象 执行 机构
图1-1-1 柴油机气缸冷却水温度控制过程示意图 l-淡水泵；2-温度表；3-感温元件；4-柴油机；5-温 度变送器；6-调节器；7-执行机构；8-三通电磁阀； 9-淡水冷却器
第一节 反馈控制系统的组成
一、反馈控制系统的组成 二、反馈控制系统传递方框图 三、反馈控制系统的工作过程 四、反馈控制系统的分类 五、自动控制系统的其他形式
四、反馈控制系统的分类
1、按所用能源分类 气动控制系统、电动控制系统 2、按仪表的结构形式分类 单元组合仪表：各单元分别制成一台独立仪表 基地式仪表 ： 各单元组装成一台仪表 3、按给定值的变化规律分类 定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统 4、按信号特征分类 连续系统、离散系统 线性系统和非线性系统，单输入单输出系统和多输入多输出 系统，温度控制系统，转速控制系统，液位控制系统，压力 控制系统。
ymin ymax y(t)
二、浮子式水位双位控制系统
如：热水井的水位控制、主机燃油日用柜的液位控制、小型辅锅炉的 水位自动控制
三、双位式压力调节器
如：船舶辅锅炉蒸汽压力、日用海淡水压力柜压力、空气瓶压力
轮机自动化
第一章 反馈控制系统的概念
自动控制理论简介 第一节 反馈控制系统的组成 第二节 反馈控制系统的动态过程
自动控制简介
控制的含义 某个主体使某个客体按照一定的目的动作。 主体——人：人工控制；机器：自动控制 客体——装置（锅炉）；过程（燃烧） 自动控制系统： 反馈控制系统 自动控制系统中的一个分支。专门研究机器设备或生产过程 的参数的自动控制。 主体＋客体
2、复合控制 复合控制是指在一个控制系统中同时包含有开环和闭环 控制方式
第二节 反馈控制系统的动态过程
一、控制系统动态过程的概念 二、控制系统的典型输入信号 三、评定控制系统动态过程品质的指标
一、控制系统动态过程的概念
1、稳态 系统输出量不随时间变化而是稳定在给定值上或给定值 附近的状态称为稳态。 稳态特性：y(t=∞)=f(x)
一、控制系统动态过程的概念
2、动态 系统从受到扰动开始到被控量稳定在新稳态值，达到新 的平衡状态的过程称为动态过程，又称过渡过程。
第二节 反馈控制系统的动态过程
一、控制系统动态过程的概念 二、控制系统的典型输入信号 三、评定控制系统动态过程品质的指标
二、控制系统的典型输入信号
1、研究典型输入信号的必要性 2、几种典型的输入信号形式 1）阶跃输入函数 2）速度输入函数 3）脉冲输入函数 4）正弦输入函数
一、反馈控制系统的组成
3.调节单元 调节单元是指具有某种调节作用规律的调节器。 调节单元根据设定值和测量值的偏差，按照某种调节作 用规律，输出一个控制信号给执行机构。 调节器的作用规律： 位式调节器 比例调节器 比例积分调节器 比例微分调节器 比利积分微分调节器
一、反馈控制系统的组成
4.执行机构 执行机构接收调节单元输出的控制信号，并将该信号转换 为作用到控制对象的实际控制作用。 气动控制系统——气动薄膜式调节阀或气动活塞式调节阀 电动控制系统——伺服电机
第一节 反馈控制系统的组成
一、反馈控制系统的组成 二、反馈控制系统传递方框图 三、反馈控制系统的工作过程 四、反馈控制系统的分类 五、自动控制系统的其他形式
三、反馈控制系统的工作过程
平衡状态－外部扰动－被控量变化－测量单元－比较－偏差－调 节器－控制信号－执行机构－控制对象－被控量……
平衡状态－给定值变化－被控量变化－测量单元－比较－偏差－ 调节器－控制信号－执行机构－控制对象－被控量……
自动控制简介
自动控制理论 用数学方法研究自动控制系统的理论。主要包括控制系统的 分析（数学模型、性能指标）和控制系统的设计（性能要求、结构 和参数设计、性能校核）。 经典控制理论 以传递函数为基础，研究单输入、单输出自动控制系统的分 析和设计问题。 现代控制理论 以状态空间法为基础，研究多输入、多输出、定参数或变参 数、线性或非线性一类自动控制系统的分析和设计问题。
三、评定控制系统动态过程品质的指标
对控制系统的要求可以概括为以下几个字： 稳、准、快、壮、省
1、稳定性指标：衰减率φ和振荡次数N 2、精确性指标：最大动态偏差 emax 、静态偏差
ts
ε 和超调量σ p
3、快速性指标：过渡过程时间ts 、上定控制系统动态过程品质的指标
第三章 调节器基本作用规律
调节器作用规律简介 第一节 双位作用规律 第二节 比例作用规律 第三节 比例积分作用规律 第二节 比例微分作用规律 第二节 比例积分微分作用规律
第一节 双位作用规律
一、双位作用规律 二、浮子式水位双位控制系统 三、双位式压力调节器
一、双位作用规律
特点： 对应被控量的上限和下限，调节器只有两个输出状态。这种作 用规律不能使被控量稳定在某个值上，而是使被控量在上限值和下限 值之间波动。 应用： 液位、压力、温度
二、反馈控制系统传递方框图
二、反馈控制系统传递方框图
1.环节 2.扰动：引起被控量变化的因素统称扰动。 基本扰动－通过调节通道引起的被控量的变化 外部扰动－系统外部环境对被控量产生的影响 3.系统的输入与输出： 输入－设定值、外部扰动 输出－被控量 4.反馈：系统输出的变化经测量单元又送回到系统的输入端， 称为反馈。反馈有正反馈、负反馈。 5.前向通道与反馈通道 6.闭环系统：封闭的控制回路
二、控制系统的典型输入信号
4）正弦输入函数
第二节 反馈控制系统的动态过程
一、控制系统动态过程的概念 二、控制系统的典型输入信号 三、评定控制系统动态过程品质的指标
三、评定控制系统动态过程品质的指标
阶跃函数是自动控制系统在实际工作中经常遇到的一种 外作用形式。例如电源电压的突然跳动，负载突然增大或减 小，都可近似成阶跃函数形式。因此，在控制系统的分析设 计中，阶跃函数是用的最多的一种评价系统动态性能的典型 实验输入信号。 因为常用，所以一些性能指标才根据阶跃 函数的响应来定义。
二、控制系统的典型输入信号
1）阶跃输入函数
如果R=1，则称为单位阶跃输入函数
二、控制系统的典型输入信号
2）速度输入函数
如果R=1，则称为单位速度输入或单位斜坡输入
二、控制系统的典型输入信号
3）脉冲输入函数
当脉冲函数波形曲线包含的面积为1时，则称为单位脉冲函数 当h→0时，r（t） →∞，此时称为理想的单位脉冲函数。理想的单 位脉冲函数只有在理论研究时才有意义，现实中是不存在的
一、反馈控制系统的组成
反馈控制系统的组成： 控制对象＋测量单元＋调节单元＋执行机构 辅助单元如： 指示给定值和测量值的指示单元 设定给定值的给定单元 气源装置或稳压电源装置等
第一节 反馈控制系统的组成
一、反馈控制系统的组成 二、反馈控制系统传递方框图 三、反馈控制系统的工作过程 四、反馈控制系统的分类 五、自动控制系统的其他形式
三、评定控制系统动态过程品质的指标
2、精确性指标：最大动态偏差、静态偏差、超调量
衰减率是指在衰减振荡中，第一个波峰幅值与第二个同向波 峰幅值的差值与第一个波峰幅值之比。
ϕ=
( y1 − y∞ ) − ( y3 − y∞ ) y1 − y∞
衰减比是第一个波峰幅值与第二个同向波峰幅值的比值。 y1 − y∞ t y3 − y∞
第一节 反馈控制系统的组成
一、反馈控制系统的组成 二、反馈控制系统传递方框图 三、反馈控制系统的工作过程 四、反馈控制系统的分类 五、自动控制系统的其他形式
五、自动控制系统的其他形式
1、开环控制:无反馈
缸套水温度控制系统为例： 温度给定值 旁通阀开度 温度给定值＋主机负荷 旁通阀开度