过程控制系统总复习

第 一 章 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 ： 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 析第 一 章 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 。 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 过 程 控 制 系 统 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 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 确 定 实 验 曲 线 的 数 学 模 型常 见 的 阶 跃 响 应 曲 线 是 一 条 S形 的 单 调 曲 线 。首 先 选 择 模 型 结 构 ( ) 1 sKG s eTs 接 着 确 定 K值 ， 设 阶 跃 输 入 幅 值 为 u( ) (0)y yK u 然 后 ， 过 拐 点 p作 曲 线 的 切 线 ， 与 时 间 轴 交 于 A点 ， 与 曲 线 稳 态值 交 于 B点 滞 后 时 间 为 原 点 o到 A点 的 值惯 性 常 数 T 为 AB切 线 在 时 间 轴 上 的 投 影 数 值 。 作 图 法 ， 简 单 、 省 力 ， 但 拟 合 程 度 差 （ 精 度 差 ） 内 容 及 范 围 ： 单 回 路 过 程 控 制 系 统 定 义 、 特 点 （ ppt） 单 回 路 过 程 控 制 系 统 设 计 步 骤 理 解 和 应 用 被 控 变 量 、 输 入 变 量 选 择 和 确 定 的 原 则 控 制 方 案 的 确 定 ： 控 制 结 构 （ 2种 ） +控 制 算 法 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 ） 。 控 制 规 律 的 选 择 PI PID PD P 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 过 程 控 制 系 统 的 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 冷水 加 热 至 一 定 温 度 ， 生 产 工 艺 要 求 热 水 温 度 应 保持 定 值 （ t 1 ） ， 试 设 计 一 个 单 回 路 控 制 系 统 。设 计 内 容 ：1、 被 控 量 的 选 择 （ 依 据 ） ；2、 输 入 量 的 确 定 （ 依 据 ） ；3、 控 制 结 构 的 选 择 ， 画 出 控 制 框 图 。4、 调 节 阀 的 选 择 （ 气 开 气 关 ）5、 控 制 器 控 制 规 律 选 择 （ 依 据 ）6、 控 制 器 的 正 反 作 用 确 定 。 内 容 及 范 围 ： 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 ） ； PID控 制 器 的 正 反 作 用 （ PPT） ， 结 合 第 三 章 内 容 一 起 复习 PID控 制 规 律 选 择 的 原 则1. PID工 程 调 整 的 方 法 ：第 四 章 PID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 。 （ 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 串 级 控 制 练 习 分 析 ： 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 ，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 动大 ， 而 且 是 一 个 主 要 扰 动 。要 求 ： 设 计 一 个 串 级 控 制 系 统 ， 保 证热 物 料 的 炉 出 口 温 度 。1、 被 控 变 量 、 主 变 量 、 副 变 量 的 确 定 ；2、 主 副 回 路 的 选 择 ；3、 串 级 控 制 系 统 的 框 图 ；4、 调 节 阀 的 选 择 （ 流 量 特 性 和 开 关 特性 选 择 ）5、 调 节 器 控 制 规 律 的 确 定 6、 调 节 器 正 反 作 用 的 方 式7、 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 特 殊 控 制 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 。 Sm ith预 估 器 ： 掌 握 Sm ith预 估 器 的 结 构 ， 能 根 据 被 控 过 程传 递 函 数 ， 构 造 Sm tih预 估 器 。 各 种 改 进 型 Sm ith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 补 偿 控 制 史 密 斯 补 偿原 理 分 析 Y(s)与 U(s)之 间 的 传 递 函 数 采 用 Smith预 估 器 ， 反 馈 信 号 Y(s)与 U(s)的 传 函 所 以 G p(s)传 函 为 ： Gp(s)= Gp(s)（ 1-e -ts)( ) spG s e ( ) ( ) ( )sp p pG s e G s G s 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 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 计 算 机 过 程 控 制 系 统