自动控制系统及应用 延时环节也是线性环节,它符合叠加原理。根据式(211)可得延时环节的传递函数为 LIco L[r(t-T) rO L[(o L[r(oI R(s=e°(321) 延时环节的方框图如图321所示 延时环节与惯性环节所具有的延时不同,惯性环节的输出需延时一段时间才接近于所要求的输 出量,但它从输入开始时刻就有了输出。而延时环节在输入开始之初的时间内并无输出,而在τ之 后,输出就等于从一开始起的输入,且不再有其他滞后过程。 R(s) C(s) 图321延时环节 图32弼时环入输出关系 当延时环节受到阶跃信号作用时,其特性如图32所示。造成这种延时效应的主要原因是信号 输入环节后,由于环节传递信号的速度有限,输出响应要延时时间τ才能产生。 这种纯时间延时现象可见图323所示的带钢轧制厚度检测示意图,带钢在A点轧出时,所产 生的厚度偏差,要待B点时才能被测厚仪检测到。时间延时为 式中,L为测厚仪与机架中心线间的距离:为带钢速度 因而对轧辊处带钢厚度与测厚仪测得厚度之间的 轧辊 传递函数来说是一个延时环节 测厚仪 延时环节一般与其他环节一起出现。延时环节的例 子是很多的,例如,在液压、气动系统中,施加输入后, 往往由于管路长而延缓了信号传递的时间,因而出现延 时环节。热量邇过传导因传输速率低而造成时间上的延 迟。晶闸管整流电路,当控制电压改变时,到作出响应, 对单相全波电路,平均延时τ。=5ms;对三相桥式电 图323带钢軋制厚度检测示意图 路,τ。=1.7ms。机械切削加工过程中,从切削加工工况到测得结果之间的时间延迟等 值得指出,机械传动副中的间腺,不是延时环节,而是典型死区非线性环节。它们]的共同点是 在输入开始一段时间后,才有输出。而它们的输出却有重大的不同:延时环节的输出完全等于从 开始的输入:而死区的输出只反映同一时间的输入作用,而对开始段时间中的输入作用,无任何 反映 以上介绍了六种典型环节,最后还需强调几点。 (1)把一个系统划分成由若干典型环节所组成,给分析研究系统带来很大方便,但划分环节时要注 意各物理元件之间有无负载效应。存在负载效应的应划在一个环节内,也就是说一个元件和一个环自动控制系统及应用 94 延时环节也是线性环节，它符合叠加原理。根据式（2.11）可得延时环节的传递函数为 s s R s R s r t r t r t c t G s    − − = = − = = e ( ) ( ) e [ ( )] [ ( )] [ ( )] [ ( )] ( ) L L L L （3.21） 延时环节的方框图如图3.21所示 延时环节与惯性环节所具有的延时不同，惯性环节的输出需延时一段时间才接近于所要求的输 出量，但它从输入开始时刻就有了输出。而延时环节在输入开始之初的时间内并无输出，而在  之 后，输出就等于从一开始起的输入，且不再有其他滞后过程。 当延时环节受到阶跃信号作用时，其特性如图3.22所示。造成这种延时效应的主要原因是信号 输入环节后，由于环节传递信号的速度有限，输出响应要延时时间  才能产生。 这种纯时间延时现象可见图 3.23 所示的带钢轧制厚度检测示意图，带钢在 A 点轧出时，所产 生的厚度偏差，要待B 点时才能被测厚仪检测到。时间延时为 v L  = 式中，L为测厚仪与机架中心线间的距离； v 为带钢速度。 因而对轧辊处带钢厚度与测厚仪测得厚度之间的 传递函数来说是一个延时环节。 延时环节一般与其他环节一起出现。延时环节的例 子是很多的，例如，在液压、气动系统中，施加输入后， 往往由于管路长而延缓了信号传递的时间，因而出现延 时环节。热量通过传导因传输速率低而造成时间上的延 迟。晶闸管整流电路，当控制电压改变时，到作出响应， 对单相全波电路，平均延时 5ms  o = ；对三相桥式电 路， 1.7ms  o = 。机械切削加工过程中，从切削加工工况到测得结果之间的时间延迟等。 值得指出，机械传动副中的间隙，不是延时环节，而是典型死区非线性环节。它们的共同点是 在输入开始一段时间后，才有输出。而它们的输出却有重大的不同：延时环节的输出完全等于从一 开始的输入；而死区的输出只反映同一时间的输入作用，而对开始一段时间中的输入作用，无任何 反映。 以上介绍了六种典型环节，最后还需强调几点。 （1）把一个系统划分成由若干典型环节所组成，给分析研究系统带来很大方便，但划分环节时要注 意各物理元件之间有无负载效应。存在负载效应的应划在一个环节内，也就是说一个元件和一个环 图 3.21 延时环节 e (s) (s) 图5.20 0 图 图5.21 3.22 延时环节输入输出关系 图5.22 测厚仪 轧辊 图 3.23 带钢轧制厚度检测示意图