过程控制系统总复习for09电气.ppt

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PIPIDPDP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100200,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tTI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tTI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