过程控制系统的性能指标

一、系统过渡过程的性能指标

质量指标：

在比较不同控制方案时，应首先规定评价控制系统的优劣程度的性能指标，一般情况下，主要采用以阶跃响应曲线形式表示的质量指标。

控制系统最理想的过渡过程应具有什么形状，没有绝对的标准，主要依据工艺要求而定，除少数情况不希望过渡过程有振荡外，大多数情况则希望过渡过程是略带振荡的衰减过程。

在阶跃信号作用下常以下面几个特征参数作为质量指标。

⑴衰减比

这是表示衰减过程响应曲线衰减程度的指标。数值上等于同方向两个相邻波峰值之比，即：

显然当n=1为等幅振荡；n<1为发散振荡；n>1为衰减振荡。为保持系统有足够的稳定程度，工程上常取衰减比为4:1～10:1。

⑵峰值时间tp

峰值时间是指过渡过程曲线达到第一个峰值所需要的时间。Tp愈小表明控制系统反应愈灵敏。这是反映系统快速性的一个动态指标。

过渡时间ts

过渡时间是指控制系统受到扰动作用后，被控变量从过渡状态恢复到新的平衡状态所经历的最短时间。

⑷最大偏差A

对于一个稳定的定值控制系统来说，最大偏差是指被控变量第一个波峰值与设定值的差。

最大偏差（或超调量）表示了被控变量偏离设定值的程度。A(或σ)愈大，表示偏离生产规定的状态愈远，特别是对一些有危险限制的情况，如化学反应器的化合物爆炸极限等，应特别慎重，以确保生产安全进行。

⑸余差C

余差是指过渡过程终了时新稳态值与设定值之差。它是反映控制系统控制精度的静态指标，一般希望它为零或不超过工艺设计的范围。