内科大材料成型控制工程基础课件07控制系统设计与集散控制系统

7控制系统设计与集散控制系统主讲：李振亮教授2本章主要内容：

■控制系统设计基本原理

■控制系统分类及其控制器

■串级控制系统

■前馈控制系统

■集散型控制系统

复习思考题

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本章要点：

●本章内容包括控制工程的“系统设计”和轧钢自动化的“计算机系统”两部分内容。●学习本章：

了解控制系统的“设计原理”和计算机系统的“结构组成”

；熟悉控制系统的分类、特点与计算机控制的发展历史

；重点掌握Smith控制器、串级控制系统、前馈控制系统的相关特点、设计原则，集散型控制系统的特点等相关内容。4■控制系统设计基本原理系统设计通常包括如下三方面的内容：（1）确定控制系统的结构；（2）确定控制器（或称调节器）的类型（3）确定控制器的参数。5◆控制系统设计的具体步骤（6个）◆过程控制系统要达到的主要使用要求（3个）

6■控制系统分类及其控制器（1）简单过程控制系统（PID控制器）（2）高性能过程控制系统（串级控制系统、前馈控制系统、大滞后控制系统）（3）复杂过程控制系统（多变量解耦控制系统、适应过程参数变化的控制系统、推理控制系统、预测控制系统、模糊控制系统等）（4）智能控制系统（模糊控制、自适应模糊控制、神经网络、遗传算法、专家系统）78■串级控制系统●工作原理

●特点

●系统的设计

●系统的应用●多回路串级控制系统

9●工作原理10111213■前馈控制系统●前馈控制系统工作原理

●前馈控制系统系统的特点

●前馈控制系统典型结构形式●前馈控制器的设计原则与参数整定

●多变量系统前馈控制141516■集散型控制系统●集散控制系统的结构

●集散控制系统的特点

●集散控制系统的发展及各阶段典型产品

●集散控制系统在热处理车间的应用17计算机过程控制系统按照功能进行分类:巡回检测和数据处理系统直接数字控制系统（directdigitalcontrol，简称DDC）监控控制系统（supervisorycomputercontrol，简称SCC）集散型控制系统（distributedcontrolsysterm，简称DCS）现场总线控制系统（fieldbuscontrolsysterm，简称FCS）现场总线集散控制系统六种。1819●集散控制系统的结构2021

●集散控制系统的特点

（1）分级递阶结构

（2）采用微机智能技术（3）采用局部网络通信技术（4）丰富的功能软件包（5）采用高可靠性技术2223

●集散控制系统的发展及各阶段典型产品

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复习参考题1.系统设计通常包括哪三方面的内容？分别解决哪三类问题？2.Smith控制器的控制原理？它主要适合于哪一类控制对象？请查阅相关资料，阐释Smith控制器在CVC轧机（或其它类型的轧机）中的使用情况？3.智能控制的概念？特点？智能控制器包括哪些类型？请查阅相关资料，重点说明智能控制器在轧钢生产的加热炉炉温、炉膛压力、厚度控制、板形控制、轧制力控制中的应用情况。4.什么是串级控制系统？什么是一次扰动和二次扰动？串级控制系统的特点是什么？5.串级控制系统的设计步骤和设计要点是什么？6.前馈控制系统和反馈控制系统的区别？7.前馈控制系统的特点和控制原理？8.计算机过程控制系统的分类有哪几种？9.集散型计算机控制系统的特点是什么？10.请简述集散型控制系统的发展历史，并说明每一阶