过程控制系统总复习.ppt

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1、第一章第一章 概述概述 内容及范围：1、过程控制的任务：充分了解。2、生产过程总目标：安全性、稳定性、经济性3、过程控制系统的组成：被控对象、用于生产过程参数检测的检测与变送仪表、控制器、执行机构，报警、保护和连锁等其他部件。（基本结构图）4、过程控制系统的特点特点：被控过程的多样性、控制方案的多样性、慢过程、参数控制以及定值控制。5、过程控制的分类：按照被控参数分类；按照算法分类。6、过程控制系统的性能指标：衰减比 和衰减率 是衡量振荡过程衰减程度的指标。振荡周期 和振荡频率 之间的关系，振荡频率和调节时间的关系。p 重点掌握知识点：简单过程控制系统工作过程的分析简单过程控制系统工作过程的分

2、析第一章第一章 概述概述 内容及范围：过程控制系统建模两种方法：机理建模+测试建模 机理建模的定义：根据生产过程实际发生的变化机理，写出各种有关的平衡方程，从中获取所需的数学模型。测试建模：难以使用机理建模的情况下，使用测试建模。建立输入输出模型。测试建模定义。测试建模分为经典辨识法+现代辨识法。单容对象的传递函数建立：单容水槽+电加热炉。实际单容被控对象动态特性是一阶惯性环节一阶惯性环节。纯延迟产生的原因 自平衡和非自平衡的定义：无自平衡能力的单容对象的响应曲线是一个积分环节。第二章第二章 过程控制系统过程控制系统建模方法建模方法 测试法建模：时域法。选择模型结构：一阶惯性加纯延迟/二阶惯性

3、加纯延迟；并掌握作图法确定一阶惯性加纯延迟结构的数学模型。除作图法外，还有两点法求数学模型的参数。重点掌握知识点：单容对象传递函数（数学模型）的建立，测试法中，作图法的运用。作图法作图法确定实验曲线的数学模型确定实验曲线的数学模型常见的阶跃响应曲线是一条常见的阶跃响应曲线是一条S形的单调曲线。形的单调曲线。首先首先选择模型结构选择模型结构()1sKG seTs接着接着确定确定K值，设阶跃输入幅值为值，设阶跃输入幅值为 u()(0)yyKu 然后然后，过拐点，过拐点p作曲线的作曲线的切线切线，与时间轴交于，与时间轴交于A点，与曲线稳态点，与曲线稳态值交于值交于B点点滞后时间滞后时间为原点为原点o

4、到到A点点的值的值惯性常数惯性常数T 为为AB切线在时间轴上的投影切线在时间轴上的投影数值。数值。作图法，简单、省力，但拟合程度差（精度差）作图法，简单、省力，但拟合程度差（精度差）内容及范围：1.单回路过程控制系统定义、特点（ppt）2.单回路过程控制系统设计步骤3.理解和应用被控变量、输入变量选择和确定的原则4.控制方案的确定：控制结构（2种）+控制算法5.调节阀的选择：可调比的定义，理想可调比和实际可调比的关系（串联管道和并联管道）；开关特性（气开/气关，选择的原则）；流量特性（理想流量特性4种：直线、对数、抛物线和快开），能与图对应起来；工作流量特性（串联管道的工作流量特性畸变）。6.

5、控制规律的选择PI PID PD P7.控制器正反作用的确定 重点掌握：单回路过程控制的设计，对于特定的控制对象，会进行分析和设计第三章第三章 过程控制系统的过程控制系统的设计设计练习3-22 一个热交换器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷一个热交换器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度，生产工艺要求热水温度应保水加热至一定温度，生产工艺要求热水温度应保持定值（持定值（t1），试设计一个单回路控制系统。），试设计一个单回路控制系统。设计内容：设计内容：1、被控量的选择（依据）；、被控量的选择（依据）；2、输入量的确定（依据）；、输入量的确定（依据）；3、控制结构的选择，画出控制框图。、控

6、制结构的选择，画出控制框图。4、调节阀的选择（气开气关）、调节阀的选择（气开气关）5、控制器控制规律选择（依据）、控制器控制规律选择（依据）6、控制器的正反作用确定。、控制器的正反作用确定。内容及范围：1.P、I、D的调节原理，各自特点；P（有差）；I（无差但会积分饱和，能抗积分饱和电路的工作过程）；2.PID控制器的正反作用（PPT），结合第三章内容一起复习3.PID控制规律选择的原则4.PID工程调整的方法：第四章第四章 PID调节原理调节原理 内容及范围 串级控制组成、特点（两个控制器，一个执行器）以及基本框图。副回路和主回路的作用。结合“烧成带温度控制系统”例子掌握串级控制的 工作过程

7、。（ppt）串级控制系统的分析：减小对象的时间常数、提高系统的工作频率、增强系统的抗干扰能力、对负荷变化有一定的适应能力。串级控制系统的设计：主变量的选择、副变量的选择（原则）、串级控制系统的控制框图、主副控制器的选择（正反作用的确定）、控制规律的确定、调节阀的选择。结合5.4应用例子掌握串级控制系统的设计第五章第五章 串级控制串级控制练习分析：分析：在某生产过程中，冷物料通过在某生产过程中，冷物料通过加热炉进行加热，根据工艺要求，加热炉进行加热，根据工艺要求，需对热物料的炉出口温度进行严格需对热物料的炉出口温度进行严格控制，在运行中发现燃料压力波动控制，在运行中发现燃料压力波动大，而且是一个

8、主要扰动。大，而且是一个主要扰动。要求：设计一个串级控制系统，保证要求：设计一个串级控制系统，保证热物料的炉出口温度。热物料的炉出口温度。1 1、被控变量、主变量、副变量的确定；、被控变量、主变量、副变量的确定；2 2、主副回路的选择；、主副回路的选择；3 3、串级控制系统的框图；、串级控制系统的框图；4 4、调节阀的选择（流量特性和开关特、调节阀的选择（流量特性和开关特性选择）性选择）5 5、调节器控制规律的确定、调节器控制规律的确定6 6、调节器正反作用的方式、调节器正反作用的方式7 7、采用串级控制的优点、采用串级控制的优点 内容及范围 比值控制：定义、应用场合、比值控制的目的；比例控制

9、系统四种类型；比值控制实施方案（3种，比值器，乘法器，除法器）；主、从动量选择的原则；比例系数的换算（有开方器、没开方器）均匀控制：含义、应用场合、特点；均匀控制结构方案（3种，串级控制系统的区别）的特点，应用场合。选择性控制：为什么有选择控制，应用场合；选择性控制系统的类型；“液氨蒸发器冷却控制系统”工作过程的分析掌握选择性控制的工作原理。分程控制：含义，四种组合形式；分程控制的应用（用于节能、用于加大调节阀的可调范围、保证生产过程的安全、稳定，用于不同工况下的控制。第六章第六章 特殊控制特殊控制选择控制系统工作过程，书本选择控制系统工作过程，书本P156 内容及范围 补偿控制系统的分类：4

10、种，基本结构。前馈控制：前馈控制与反馈控制的比较（区别、有缺点）；根据不变性原理，实现完全补偿的前馈控制器传递函数的求导。4种前馈控制系统结构，以及前馈控制七的传递函数如何求得。Smith预估器：掌握Smith预估器的结构，能根据被控过程传递函数，构造Smtih预估器。各种改进型Smith预估器实现完全抗干扰的传递函数求解。大林算法：设计思想；振铃现象的判断。第七章第七章 补偿控制补偿控制史密斯补偿史密斯补偿原理分析原理分析 Y(s)与与U(s)之间的传递函数之间的传递函数 采用采用Smith预估器，反馈信号预估器，反馈信号Y(s)与与U(s)的传函的传函 所以所以Gp(s)传函为：传函为：G

11、p(s)=Gp(s)（1-e-ts)()spGs e()()()spppGs eGsGs 内容及范围 模糊控制的基本概念：隶属函数的定义；模糊集合的表示；模糊集的基本运算（交、并、补运算）会求出两个模糊矩阵A和B的合成计算 模糊控制器的基本组成和工作原理。看上课 ppt复习基本运算第九章第九章 模糊控制模糊控制 内容及范围 计算机过程控制系统：组成和特点；类型（5种）数据通信类型：串行和并行，定义和特点 工业网络技术：网络拓扑，各种拓扑的特点，应用场合。介质访问控制技术：种类 和用途。差错控制技术：分类 OSI开放系统互连参考模型 集散控制系统的三层结构第十章第十章 计算机过程控制系统计算机过程控制系统