浙大工业过程控制1绪论课件

《过程控制工程》绪论

“ProcessControlEngineering”2023/2/81课件教学要求了解控制系统的设计目的，掌握控制系统方块图描述法掌握过程对象的建模方法掌握PID类常规控制策略，能够结合具体的工业过程设计合理的控制方案掌握控制系统的分析方法了解先进控制算法，掌握其设计思想、概念、特点及适用场合2023/2/82课件课程考核与参考资料考核：平时成绩50%，包括出勤、平时练习、综合练习等；期末考试（闭卷）50%主要参考资料：

1、王树青等编著，工业过程控制工程.北京：化学工业出版社，2002.12

2、金以慧主编，过程控制.北京：清华大学出版社，1993.04答疑：周一下午2:30-5:00;地点：工控所老楼403（助教：覃旭松）2023/2/83课件控制系统的由来传感测量器：液位计+人眼控制器：大脑执行机构：手+手动阀差压传感变送器电动调节器自动调节阀2023/2/85课件液位控制系统的组成与方块图问题：指出每一条连接线所对应的变量信号的物理意义与单位，以及每一个方块所表示的意义？2023/2/86课件热交换器的温度控制系统2023/2/87课件一般的单回路控制系统被控变量：温度、压力、流量、液位或料位、成分与物性等六大参数；2023/2/89课件过程控制系统的重要术语被控变量/受控变量/过程变量

（ControlledVariable-CV,ProcessVariable-PV）设定值/给定值

(Setpoint-SP,SetpointValue-SV)操纵变量/操作变量(ManipulatedVariable,MV)扰动/扰动变量

(DisturbanceVariable,DV)对控制器而言，测量/测量信号(Measurement)，控制/控制信号/控制变量（ControlVariable）2023/2/810课件控制系统的目标过程控制系统的目标： 在扰动存在的情况下，通过调节操纵变量使被控变量保持在其设定值。应用过程控制系统的主要原因：

（1）安全性：确保生产过程中人身与设备的安全，保护或减少生产过程对环境的影响； （2）稳定性：确保产品质量与产量的长期稳定，以抑制各种外部干扰； （3）经济性：实现效益最大化或成本最小化。2023/2/811课件前馈与反馈控制系统举例2023/2/813课件控制系统的分类（续）开关量控制（SwitchControl）与连续量控制（ContinuousControl） 举例：空调器的控制连续时间控制（Continuous-TimeControl）与离散时间控制（Discrete-TimeControl,也称“采样控制”/“数字控制”）

举例：计算机控制系统多变量控制与单变量多回路控制线性控制与非线性控制等2023/2/814课件控制系统的设计与实施确定控制目标：依据生产过程安全性、经济性与稳定性的要求，针对具体工业对象确定控制目标；选择被控变量：选择与控制目标直接或间接相关的可测量参数作为控制系统的被控变量；选择操作变量：从所有可操作变量中选择合适的操作变量，要求对被控变量的调节作用尽可能大而快；确定控制方案：当被控变量与操作变量多于1个时，既可以直接用MIMO（多输入多输出）控制方案；也可以将系统分解成几个SISO（单输入单输出）子系统再进行设计（当然这里存在最佳分解问题）。2023/2/815课件举例：精馏塔控制系统控制目标CV、MV选择控制系统调试与投用控制方案控制算法2023/2/817课件常用控制算法PID类（包括：单回路PID、串级、前馈、均匀、比值、分程、选择或超驰控制等）， 特点：主要适用于SISO系统、基本上不需要对象的动态模型、结构简单、在线调整方便。APC类（先进控制方法，包括：解耦控制、内模控制、预测控制、自适应控制等