过程控制系统总复习for09电气

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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。,第一章 概述,衰减比的定义。根据过程控制系统阶跃响应曲线，能够计算出衰减率，或者衰减比,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。,水槽的横截面积为,F,，,R2,、,R3,是线性水阻，,Q1,为流入量，,Q2,和,Q3,为流出量,（,1,）写出以水位,H,为输出量，,Q1,为输入量的对象动态方程,（,2,）写出对象的传递函数,G,（,s,），并求出其增益,K,和时间常数,T,的数值,Q1,Q2,Q3,H,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,接着,确定,K,值，设阶跃输入幅值为,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，但你和程度差（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（,t1,），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,PID,工程调整的方法：动态特性参数法（开环整定），稳定边界法（闭环整定）和衰减振荡法,第四章,PID,调节原理,比例带的定义，比例带的增大对调节过程的影响,例题：某电动比例调节器的测量范围是,100,200,其输出为,010mA,。当温度从,140,变化到,160,时，测得调节器的输出从,3mA,变化到,7mA,。求该调节器比例带,PI,调节就是综合,P,、,I,两种调节的优点，利用,P,调节快速抵消干扰,的影响，同时利用,I,调节消除残差,。调节规律为：,或,PI,调节器的,阶跃响应,如下图所示,PI,调节器的阶跃响应，它是,比例动作,和,积分动作,两部分组成的。在施加阶跃输入的瞬间，调节器立即输出一个幅值为 的阶跃，然后以固定速度变化 。,当,t,TI,时,，调节器的,总输出,为 。这样，就可以根据图,4.17,确定 和 的数值。还可以注意到，,当,t,TI,时，输出的积分部分正好等于比例部分,。由此可见，,TI,可以衡量积分部分在总输出中所占的比重：,TI,愈小,，,积分,部分所占的,比重愈大,。,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。,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；比例控制系统四种结构形式；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,