第一篇：《過程控制系統(tǒng)》教學大綱

《過程控制系統(tǒng)》課程教學和考試大綱

一、教學基本要求

本課程主要包括三個方面的內(nèi)容：實驗方法對過程控制系統(tǒng)建模、過程檢測控制儀表選型和工業(yè)過程控制系統(tǒng)工程設(shè)計的基本原理和基本設(shè)計方法。通過對本課程的學習，具體要求如下：

1、了解過程控制發(fā)展概況、特點和過程控制系統(tǒng)的組成及分類。

2、掌握用實驗方法（階躍響應和脈沖響應）建立過程數(shù)學模型的基本思路和方法；理解自平衡能力和無自平衡能力對象的有關(guān)概念，掌握階躍響應曲線法和脈沖響應曲線實驗建模方法，了解最小二乘建模方法。

3、了解檢測儀表的分類、選型和過程控制儀表基本原理。理解過程變量檢測和過程控制儀表的基本概念，掌握五大類參數(shù)檢測與變送的傳感器特性與選型的基本方法；了解PID調(diào)節(jié)器基本原理和構(gòu)成。

4、掌握過程控制系統(tǒng)的各種工程設(shè)計方法，重點掌握單回路控制系統(tǒng)和串級控制系統(tǒng)的工程設(shè)計方法；掌握其它復雜控制系統(tǒng)的設(shè)計方法；了解先進過程控制系統(tǒng)。

二、教學內(nèi)容及要求

1、過程控制系統(tǒng)的基本概況

（一）教學內(nèi)容 1)過程控制發(fā)展概況 2)過程控制的特點

3)過程控制系統(tǒng)的組成及其分類

（二）教學要求

教學要求是：本章簡要介紹過程控制系統(tǒng)發(fā)展概況、組成、分類和特點，使學生在學習后續(xù)各章內(nèi)容之前，先對過程控制系統(tǒng)的總體情況有一個概要了解。達到了解過程控制發(fā)展經(jīng)歷的幾個階段的特點、理論基礎(chǔ)、主要儀表和系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；了解 過程控制的特點；了解過程控制系統(tǒng)的組成及其分類；了解“過程控制工程”課程的性質(zhì)和任務。

重點是：過程控制系統(tǒng)的組成；過程控制系統(tǒng)的分類方法；過程控制系統(tǒng)的主要性能指標。

2、過程控制系統(tǒng)建模

（一）教學內(nèi)容

1)被控過程的數(shù)學模型類型和表示方法 2)有自平衡過程和無自平衡過程 3)機理分析法建模

4)試驗法建模（階躍響應曲線法和矩形脈沖響應曲線法）5)最小二乘法建模

6)試驗法建模的計算機編程實踐

（二）教學要求

教學要求是：了解過程建模的基本概念和被控過程的數(shù)學模型類型和表示方法；理解有自平衡過程和無自平衡過程的物理意義；掌握有自平衡能力和無自平衡能力對象的機理分析建模方法；理解并熟練掌握階躍響應曲線法和脈沖響應曲線實驗建模方法的各種基本算法和驗證條件；理解掌握最小二乘建模方法；能夠利用MatLab或者其它編程語言實現(xiàn)單容或多容對象試驗法建模中的幾種算法（計算法、兩點法、面積求系數(shù)方法）的計算機仿真實踐。

3、過程檢測和控制儀表

（一）教學內(nèi)容

1)過程變量檢測的基本概念和檢測方法

2)五大類參數(shù)檢測與變送的傳感器分類、特性及工作原理 3)檢測儀表的選型原則和方法 4)過程控制儀表的分類與基本特性

（二）教學要求

教學要求是：了解過程變量檢測的基本概念和檢測方法，能夠計算儀表的精度和利用精度要求進行儀表選型；理解五大類參數(shù)檢測與變送的傳感器分類、特性及工作原理；掌握五大類參數(shù)檢測與變送的傳感器特性與選型的基本方法；了解過程控制儀表的分類。

4、單回路過程控制系統(tǒng)的工程設(shè)計

（一）教學內(nèi)容

1)過程控制系統(tǒng)的工程設(shè)計要求和設(shè)計步驟 2)單回路控制系統(tǒng)方案設(shè)計和分析 3)檢測、變送器選擇

4)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）選擇，主要包括：執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）的基本組成、分類和氣動執(zhí)行器工作原理；氣動執(zhí)行器的理想和工作流量特性；執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）的選型原則和內(nèi)容

5)控制器選擇，主要包括：DDZ-III型PID調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成和工作原理，PID控制規(guī)則的主要作用和基本形式；PID調(diào)節(jié)器選擇（調(diào)節(jié)規(guī)則；正反作用；參數(shù)整定）6)過程控制系統(tǒng)的投運和控制器參數(shù)整定 7)單回路控制系統(tǒng)的工程實例分析

（二）教學要求

教學要求是：了解工業(yè)過程中單回路控制系統(tǒng)設(shè)計的一般要求和設(shè)計步驟，以及過程系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容和針對工程實際進行的安全防護措施；理解單回路控制系統(tǒng)方案設(shè)計基本內(nèi)容和性能指標，熟練掌握被控量和控制量的選擇原則，能夠?qū)^程進行靜態(tài)和動態(tài)分析，掌握被控過程各種參數(shù)對系統(tǒng)特性和被控量、控制量的選取影響；了解檢測、變送器的選擇原則，并進行簡單計算選??；理解執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）的基本組成和分類，掌握氣動執(zhí)行器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，理解和掌握執(zhí)行器的四類理想流量特性曲線、特點和應用場合，熟練掌握實際工程應用時串聯(lián)和并聯(lián)的工作流量特性，并根據(jù)過程控制系統(tǒng)要求分析和確定工作流量特性和理想流量特性，了解調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)型式和材料選擇。熟練掌握根據(jù)過程控制系統(tǒng)要求分析和確定工作流量特性和理想流量特性；理解PID控制規(guī)律對系統(tǒng)性能的影響、應用場合和控制規(guī)律的選擇原則；了解過程計算機控制系統(tǒng)的組成和特點，掌握模擬合數(shù)字PID控制算法；了解控制系統(tǒng)的投運，熟練掌握幾種常用的控制器參數(shù)工程整定方法；能夠按照上述單回路控制系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容和要求，針對實際過程控制系統(tǒng)進行單回路控制系統(tǒng)的方案設(shè)計和各種設(shè)備的選型。

5、串級控制系統(tǒng)工程設(shè)計

（一）教學內(nèi)容

1)串級控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作過程 2)串級控制系統(tǒng)的特點與性能分析 3)串級控制系統(tǒng)的設(shè)計 4)串級控制系統(tǒng)運行和參數(shù)整定 5)串級控制系統(tǒng)的工業(yè)應用范圍

（二）教學要求

教學要求是：了解串級控制系統(tǒng)的基本組成和串級控制系統(tǒng)的工作過程；掌握串級控制系統(tǒng)的特點，能夠針對實際工藝生產(chǎn)工程進行串級控制系統(tǒng)的設(shè)計，畫出設(shè)計圖、方框圖，實現(xiàn)儀表選型、控制器選型、調(diào)節(jié)閥選型等分析；理解串級控制系統(tǒng)的工業(yè)應用范圍；熟練掌握串級控制系統(tǒng)的設(shè)計要求、設(shè)計內(nèi)容和串級控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法，能夠針對實際過程系統(tǒng)進行串級控制系統(tǒng)的主回路、副回路的選擇和各種設(shè)備的選型。

6、復雜過程控制系統(tǒng)

（一）教學內(nèi)容 1)前饋控制系統(tǒng) 2)大滯后補償控制 3)比值控制 4)分程與選擇性控制 5)多變量解耦控制

（二）教學要求

教學要求是：理解前饋控制系統(tǒng)的特點和針對的實際過程的應用情況，掌握前饋控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，理解前饋控制系統(tǒng)的應用范圍和了解前饋控制系統(tǒng)的參數(shù)工程整定方法；理解大滯后補償控制基本思想，掌握常規(guī)大滯后控制方案，理解大滯后過程的Smith預估補償控制思想，熟練掌握Smith預估補償控制器的設(shè)計和系統(tǒng)分析；理解比值控制系統(tǒng)的基本概念，了解比值控制系統(tǒng)的控制方案和比值控制的設(shè)計與參數(shù)整定；理解分程與選擇控制系統(tǒng)原理與設(shè)計，了解分程與選擇控制系統(tǒng)工業(yè)應用；理解多變量解耦控制的基本概念，掌握相對增益的定義和計算，能夠?qū)崿F(xiàn)復雜控制通道的選擇，了解解耦控制系統(tǒng)的設(shè)計方法、穩(wěn)定性和解耦簡化等問題。

三、考核及成績評定方式

本課程考核方式為閉卷筆試，考試時間為2個小時，卷面滿分85分，課程設(shè)計和平時成績15分。平時成績包括作業(yè)成績、實驗成績。

第二篇：過程控制系統(tǒng)小結(jié)

11工業(yè)上用應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA4-20mA作為標準信號的原因作為標準信號的原因11直流：直流：傳輸中易于和交流感傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力。活制提供可能。2

現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，K越小入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，不管哪一但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4 個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7 增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（3）增量型算法不對偏差做累8因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換?？s短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有

饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10b引入前饋必須要遵循的原則：

大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。c 11 控制通道的滯后時間較減率威典型最佳調(diào)解過程標準：在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰時間最短。0.7512的前提下，使4過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除： 具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置u構(gòu)不再作用。防止積分飽和的方法有哪些？Xmax將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管答：u還在增大，但執(zhí)行機1）限制PI13作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶）遇限消弱積分法。調(diào)節(jié)器δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動 差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δ就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅δ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，余差相應減??；3）14具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。

也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失成成分的影響，量程比可達15100:1 性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。

1應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA作為標準信號的原因1直流：傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力?；钪铺峁┛赡?。2現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性

過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，K越小可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，不管哪一但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7 增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（8因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。3）增量型算法不對偏差做累縮短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有

饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10

b大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。引入前饋必須要遵循的原則：a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。c控制通道的滯后時間較 11減率威典型最佳調(diào)解過程標準： 時間最短。0.75的前提下，使4在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)12

被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除： 具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置構(gòu)不再作用。Xmaxu將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管u防止積分飽和的方法有哪些？13答：還在增大，但執(zhí)行機1）限制PI調(diào)節(jié)器作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶）遇限消弱積分法。δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動 差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δδ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅余差相應減?。?14具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。）也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失

成成分的影響，量程比可達15性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些100:1 下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。

1應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA作為標準信號的原因1直流：傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力?；钪铺峁┛赡?。2

現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響 越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，K越小入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，不管哪一越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4 個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7 增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（38因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。）增量型算法不對偏差做累 縮短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有

饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10

b大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。引入前饋必須要遵循的原則：a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。c 11減率威典型最佳調(diào)解過程標準：在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰 控制通道的滯后時間較時間最短。0.75的前提下，使4過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)12被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除：

具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置構(gòu)不再作用。Xmaxu將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管u防止積分飽和的方法有哪些？13答：還在增大，但執(zhí)行機1）限制PI調(diào)節(jié)器作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動 差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，δ就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅余差相應減?。?）14具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失

成成分的影響，量程比可達15性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些100:1 下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。1應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA作為標準信號的原因1直流：傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力。活制提供可能。2

現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，K越小入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，不管哪一但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4 個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（3）增量型算法不對偏差做累8因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換?？s短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9

利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10b大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。引入前饋必須要遵循的原則：a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。

c控制通道的滯后時間較 11 減率威典型最佳調(diào)解過程標準：在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰時間最短。0.7512的前提下，使4過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除： 具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置u構(gòu)不再作用。Xmax將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管u還在增大，但執(zhí)行機防止積分飽和的方法有哪些？13答：1）限制PI調(diào)節(jié)器 作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δ就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅δ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，余差相應減小；3）14具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。

也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失成成分的影響，量程比可達15性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些100:1 下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。

11工業(yè)上用應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA4-20mA作為標準信號的原因作為標準信號的原因11直流：直流：傳輸中易于和交流感傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力。活制提供可能。2

現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，K越小入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，不管哪一但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4 個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7 增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（3）增量型算法不對偏差做累8因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。縮短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有

饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10b引入前饋必須要遵循的原則：

大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。c 11 控制通道的滯后時間較減率威典型最佳調(diào)解過程標準：在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰時間最短。0.7512的前提下，使4過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除： 具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置u構(gòu)不再作用。防止積分飽和的方法有哪些？Xmax將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管答：u還在增大，但執(zhí)行機1）限制PI13作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶）遇限消弱積分法。調(diào)節(jié)器δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動 差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δ就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅δ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，余差相應減??；3）14具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。

也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失成成分的影響，量程比可達15100:1 性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。

1應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA作為標準信號的原因1直流：傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力。活制提供可能。2現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性

過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，K越小可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，不管哪一但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7 增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（8因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。3）增量型算法不對偏差做累縮短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有

饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10

b大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。引入前饋必須要遵循的原則：a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。c控制通道的滯后時間較 11減率威典型最佳調(diào)解過程標準： 時間最短。0.75的前提下，使4在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)12

被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除： 具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置構(gòu)不再作用。Xmaxu將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管u防止積分飽和的方法有哪些？13答：還在增大，但執(zhí)行機1）限制PI調(diào)節(jié)器作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶）遇限消弱積分法。δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動 差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δδ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅余差相應減??；314具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。）也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失

成成分的影響，量程比可達15性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些100:1 下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。

1應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA作為標準信號的原因1直流：傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力。活制提供可能。2

現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響 越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，K越小入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，不管哪一越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4 個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7 增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（38因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。）增量型算法不對偏差做累 縮短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有

饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10

b大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。引入前饋必須要遵循的原則：a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。c 11減率威典型最佳調(diào)解過程標準：在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰 控制通道的滯后時間較時間最短。0.75的前提下，使4過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)12被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除：

具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置構(gòu)不再作用。Xmaxu將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管u防止積分飽和的方法有哪些？13答：還在增大，但執(zhí)行機1）限制PI調(diào)節(jié)器作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動 差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，δ就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅余差相應減小；3）14具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失

成成分的影響，量程比可達15性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些100:1 下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。1應相區(qū)別，不存在相依問題，不受傳輸中電感，電容和負載性質(zhì)的限工業(yè)上用4-20mA作為標準信號的原因1直流：傳輸中易于和交流感制。傳輸，電流制：不受傳輸線及負載電阻變化的影響，適于信號的遠距離零點：有利于識別儀表的斷線，斷電等故障，為現(xiàn)場變送器實現(xiàn)兩線另外，電流信號課直接和磁場作用產(chǎn)生正比于信號的機械力。活制提供可能。2

現(xiàn)出來，在穩(wěn)態(tài)下是表現(xiàn)不出來的，因此為了獲得動態(tài)特性必須使被施加擾動的必要性過程的動態(tài)特性只有當它處于變動狀態(tài)時，才會表研究的過程處于被激勵的狀態(tài)，3例如施加一個階躍擾動或脈沖擾動等。干擾通道的放大系數(shù)干擾通道對于調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響越好，這樣靜差減小，控制精度提高。K影響著干擾加載系統(tǒng)上的幅值，因此，可以駕校最大動態(tài)偏差。干擾通道純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量沒影響。干擾進干擾通道時間常數(shù)T的增加，K越小入位置的影響：各個干擾的閉環(huán)傳遞函數(shù)是不一樣的，而閉環(huán)傳遞函數(shù)的分母是相同的，即系統(tǒng)的特征方程式是一樣的，因此，個干擾兩，不管哪一但最大動態(tài)偏差則可能不同，干擾離被控量測量點越遠，則動態(tài)偏差系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，過度過程的衰減系數(shù)，正當周期都一樣，越小，調(diào)節(jié)質(zhì)量越高。4 個調(diào)節(jié)系統(tǒng)在整個工作范圍內(nèi)都具有良好的品質(zhì)，就應使系統(tǒng)在整個為什么對數(shù)閥應用最多，調(diào)節(jié)閥如何選擇：從調(diào)解原理看，要保持一工作范圍內(nèi)的總放大倍數(shù)盡可能的保持恒定。器和執(zhí)行機構(gòu)的放大倍數(shù)是常數(shù)，通常，變送器，調(diào)節(jié)其放大倍數(shù)常隨工作點變化，因此在選擇調(diào)節(jié)閥是希望調(diào)節(jié)閥的非線但調(diào)節(jié)對象的特性往往是非線性的，性補償調(diào)節(jié)對象的非線性，故：6 例調(diào)節(jié)立即發(fā)揮作用，以減小偏差。積分調(diào)節(jié)主要用于消除余差。微PID調(diào)節(jié)的作用：比例調(diào)節(jié)成比例的反應控制偏差偏差一旦產(chǎn)生，比分調(diào)節(jié)反映偏差的變化趨勢，并能在偏差信號變得太大前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期校正，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。7增量的確定僅與最近幾次偏差采樣值有關(guān)，計算精度對控制量的計算增量式控制相比位置式控制的優(yōu)點：（1）增量型算法不需要左肋叫，影響較小，而位置型算法要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。加，（2）得出的是控制量的增量。（3）增量型算法不對偏差做累8因而也不會引起積分飽和。4）易于實現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換?？s短了控制通道，使控制作用更加及時。提到了系統(tǒng)的工作頻率，使串級控制系統(tǒng)的優(yōu)點：由于副回路的存在，減小了對象的時間常數(shù)，振蕩周期減小，調(diào)節(jié)時間縮短，系統(tǒng)的快速性增強了。對二次干擾具有很強的客服能力，對克服一次干擾的能力也有一定的提高。對負荷和操作條件的變化具有一定的自適應能力。9

利于對系統(tǒng)中的主要干擾進行前饋補償，對系統(tǒng)中的其他干擾進行反前饋反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點：答：1）在前饋控制中引入反饋控制，有饋控制，這樣既簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有保證了控制精度。饋控制回路，所以降低了前饋控制器的精度要求，有利于前饋控制器2）由于增加了反的設(shè)計和實現(xiàn)。行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性和控制精度之間的矛盾。3）該結(jié)構(gòu)既實現(xiàn)高精度的控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運10b大或者或干擾通道的時間常數(shù)較小。系統(tǒng)中的擾動量的變化幅值大，頻率高。引入前饋必須要遵循的原則：a系統(tǒng)中的擾動量是可測不可控的。

c控制通道的滯后時間較 11 減率威典型最佳調(diào)解過程標準：在階躍的擾動下，保證調(diào)節(jié)過程波動的衰時間最短。0.7512的前提下，使4過程的最大動態(tài)偏差，靜態(tài)誤差和調(diào)節(jié)被調(diào)量與設(shè)定值之間有偏差，其輸出就會不停的變化。當偏差始終保什么是積分飽和現(xiàn)象，怎么消除： 具有積分作用的調(diào)節(jié)器，只要持一個方向時，調(diào)節(jié)器的輸出而使執(zhí)行機構(gòu)達到極限位置構(gòu)不再作用。Xmaxu將因積分作用的不斷累加而增大，從，之后盡管u還在增大，但執(zhí)行機防止積分飽和的方法有哪些？13答：1）限制PI調(diào)節(jié)器作幅度很小，因此被調(diào)量得變化比較平穩(wěn)，甚至可以沒有超調(diào)，但余比例帶對調(diào)節(jié)作用有什么影響。1）比例帶δ很大意味著調(diào)節(jié)閥的動 差很大，調(diào)節(jié)時間也很長；度，2）減小比例帶δδ引起被調(diào)量來回波動，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，就加大了調(diào)節(jié)閥的動作幅余差相應減小；314具有一個臨界值，此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定邊緣的情況。）也比較小，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度，壓力，密度，粘度等組旋渦式流量計的有點：測量精度高，范圍廣，工作可靠，壓力損失

成成分的影響，量程比可達15性能的特性，是指系統(tǒng)的健壯性或抗干擾性，它是在異常和危險情況 魯棒性：指只控制系統(tǒng)在一定的結(jié)構(gòu)，大小參數(shù)攝動下。維持某些100:1 下系統(tǒng)存在的關(guān)鍵。

第三篇：過程控制系統(tǒng)論文

過程控制系統(tǒng)的發(fā)展史

“過程控制”是現(xiàn)代工業(yè)自動化的一個重要領(lǐng)域.隨著各類生產(chǎn)工藝技術(shù)的不斷改進提高,生產(chǎn)過程的連續(xù)化、大型化不斷強化，隨著對過程內(nèi)在規(guī)律的進一步了解，以及儀表、計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)過程控制技術(shù)獲得了更大的進展?！哆^程控制系統(tǒng)》是過程控制自動化及相關(guān)專業(yè)的一門主要專業(yè)課程。過程控制系統(tǒng)可分為常規(guī)儀表過程控制系統(tǒng)與計算機過程控制系統(tǒng)兩大類。前者在生產(chǎn)過程自動化中應用最早，已有六十余年的發(fā)展歷史，后者是自20世紀70年代發(fā)展起來的以計算機為核心的控制系統(tǒng)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，過程控制已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段。

1.基地式控制階段(初級階段)

20世紀50年代,生產(chǎn)過程自動化主要是憑生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，局限于一般的控制元件及機電式控制儀器,采用比較笨重的基地式儀表(如自力式溫度控制器,就地式液位控制器等),實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備就地分散的局部自動控制。在設(shè)備與設(shè)備之間或同一設(shè)備中的不同控制 系統(tǒng)之間，沒有或很少有聯(lián)系，其功能往往局限于單回路控制。過程控制的目的主要是幾種熱工參數(shù)(如溫度，壓力，流量及液位)的定值控制，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量的穩(wěn)定。時至今日,這類控制系統(tǒng)仍沒有被淘汰，而且還有了新的發(fā)展，但所占的比重大為減小。

2.單元組合儀表自動化階段

20世紀60年代出現(xiàn)了單元組合儀表組成的控制系統(tǒng),單元組合儀表有電動和氣動兩大類。所謂單元組合,就是把自動控制系統(tǒng)儀表按功能分成若干單元，依據(jù)實際控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需要進行適當?shù)慕M合，因此單元組合儀表使用方便，靈活。單元組合儀表之間用標準統(tǒng)一的信號聯(lián)系，氣動儀表(QDZ系列)為20~100kPa氣壓信號，電動儀表為0~10mA直流電流信號(DDZ—Ⅱ系列）和4～20mA直流電流信號（DDZ—Ⅲ系列）。由于電流信號便于遠距離傳送，因而實現(xiàn)了集中監(jiān)控與集中操縱控制系統(tǒng),對提高設(shè)備效率和強化生產(chǎn)過程有所促進，使用那個了工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備日益大型化與連續(xù)化發(fā)展的需要。隨著儀表工業(yè)的迅速發(fā)展,對過程控制對象特性的認識，對儀表及控制系統(tǒng)的設(shè)計計算方法等都有了較大的進步。但從設(shè)計構(gòu)思來看，過程控制仍處于各控制系統(tǒng)互不關(guān)聯(lián)或關(guān)聯(lián)甚少的定值控制范疇,只是控制的品質(zhì)有了較大的提高。單元組合儀表已延續(xù)了幾十年,目前國內(nèi)還廣泛應用。由單元組合儀表組成的控制系統(tǒng),其控制策略主要是PID控制和常用的復雜控制系統(tǒng)(如串級、均勻、比值、前饋、分程和選擇性控制等）。

3.計算機控制的初級階段

20世紀70年代出現(xiàn)了計算機控制系統(tǒng)，最初是直接數(shù)字控制(DDC)實現(xiàn)集中控制，代替常規(guī)的控制儀表。但由于集中控制的固有缺陷,未能普及與推廣就被集散控制系統(tǒng)(DCS)所替代。DCS在硬件上將控制回路分散化，數(shù)據(jù)顯示，實時監(jiān)督等功能集中化，有利于安全平穩(wěn)的生產(chǎn)。就控制策略而言，DCS仍以簡單的PID控制為主,再加上一些復雜的控制算法,并沒有充分發(fā)揮計算機的功能。

4.綜合自動化階段

20世紀 80年代以后出現(xiàn)了二級優(yōu)化控制 ,在DCS的基礎(chǔ)上實現(xiàn)先進控制和優(yōu)化控制。在硬件上采用上位機和DCS(或電動單元組合儀表)相結(jié)合，構(gòu)成二級計算機優(yōu)化控制。隨著計算機及網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，DCS出現(xiàn)了開放式系統(tǒng),實現(xiàn)多層次計算機網(wǎng)絡構(gòu)成的管控一體化系統(tǒng)(CIPS)。同時，以現(xiàn)場總線為標準，實現(xiàn)以微處理器為基礎(chǔ)的現(xiàn)場儀表與控制系統(tǒng)之間進行全數(shù)字化,雙向和多站通信的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡控制系統(tǒng)(FCS)。FCS將對控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來革命性變革 ,開辟控制系統(tǒng)的新紀元。

當前自動控制系統(tǒng)發(fā)展的主要特點是:生產(chǎn)裝置實施先進控制成為發(fā)展主流;過程優(yōu)化受到普遍關(guān)注;傳統(tǒng)的DCS正在走向國際統(tǒng)一標準的開放式系統(tǒng);綜合自動化系統(tǒng)(CIPS)是發(fā)展方向。

綜合自動化系統(tǒng)，就是包括生產(chǎn)計劃和調(diào)度,操作優(yōu)化,先進控制和基層控制等內(nèi)容的遞階控制系統(tǒng)，亦稱管理控制一體化系統(tǒng)(簡稱管控一體化系統(tǒng))。這類自動化系統(tǒng)是靠計算機和及其網(wǎng)絡來實現(xiàn)的,因此也稱為計算機集成過程系統(tǒng)(CIPS)。這里,“計算機集成”指出了它的組成特征，“過程系統(tǒng)”指明了它的工作對象,正好與計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)相對應,有人也稱之為過程工業(yè)的CIMS。

可以認為，綜合自動化是當代工業(yè)自動化的主要潮流。它以整體優(yōu)化為目標,以計算機為主要技術(shù)工具，以生產(chǎn)過程的管理和控制的自動化為主要內(nèi)容,將各個自動化 “孤島”綜合集成為一個整體的系統(tǒng)。近二十幾年來，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的迅猛發(fā)展，加劇了對人類生存環(huán)境的污染，因此,減小工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的影響也已納入了過程控制的目標范圍,綜上所述,過程控制的主要目標有保障生產(chǎn)過程的安全和平穩(wěn),達到預期的產(chǎn)量和質(zhì)量，盡可能減少原材料和能源消耗,把生產(chǎn)對環(huán)境的危害降低到最小程度。由此可見，生產(chǎn)過程自動化是保持生產(chǎn)穩(wěn)定、降低消耗、降低成本、改善勞動條件、促進文明生產(chǎn)、保證生產(chǎn)安全和提高勞動生產(chǎn)率的重要手段，是20世紀科學與技術(shù)進步的特征，是工業(yè)現(xiàn)代化的標志之一。

以上為過程控制系統(tǒng)的歷史，現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展方向。

電專111班

孟陽

120114303113

第四篇：沈陽理工大學 過程控制系統(tǒng)綜合設(shè)計教學大綱(NEW)

課程設(shè)計教學大綱: 過程控制系統(tǒng)綜合設(shè)計教學大綱

課程編碼：030151012 學時/學分： 2周/4學分

一、大綱使用說明

本大綱根據(jù)自動化專業(yè)2010版教學計劃制訂

（一）適用專業(yè)

自動化專業(yè)

（二）課程設(shè)計性質(zhì)

專業(yè)必修課

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1、先修課程：

電子技術(shù)、單片機、可編程控制器、變頻器控制技術(shù)、計算機控制系統(tǒng)、過程總線控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。

2、后續(xù)課程：

自動化控制工程設(shè)計實踐

二、課程設(shè)計目的及基本要求

本課程設(shè)計是自動化專業(yè)的重要實踐性課程。通過本“設(shè)計”環(huán)節(jié)，使學生在學習了“計算機控制系統(tǒng)”、“過程控制系統(tǒng)”和“現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)”的基本理論和基礎(chǔ)知識后，能綜合運用所學知識完成簡單過程控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試任務,培養(yǎng)學生的自主學習與實踐動手能力；同時使學生了解過程工業(yè)控制所采用的先進方法、先進手段和先進技術(shù)。

課程設(shè)計可一人一題，也可以2-3人為小組的方式進行，但分工與任務要明確；設(shè)計題目應結(jié)合現(xiàn)有的實驗設(shè)備，著重鍛煉學生的應用能力和動手能力，最后完成實際上機調(diào)試，完成課程設(shè)計報告。

三、課程設(shè)計內(nèi)容及安排

1、設(shè)計內(nèi)容

根據(jù)自己設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析系統(tǒng)的特點和系統(tǒng)特性，在實驗室連接系統(tǒng)部件、構(gòu)造硬件系統(tǒng)。在過程監(jiān)控計算機編制相應監(jiān)控組態(tài)程序。通過用控制器、監(jiān)控計算機和實驗對象的聯(lián)機調(diào)試、執(zhí)行、觀察結(jié)果，達到預期應用功能和控制目的，比較不同方案的應用效果。設(shè)計內(nèi)容主要針對過程工業(yè)常見的控制對象“溫度、壓力、流量、液位”來設(shè)計不同類型的控制系統(tǒng)。

（1）單容水箱液位定值控制系統(tǒng)設(shè)計；（2）雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)；

（3）串級系統(tǒng)設(shè)計I（雙水槽液位串級圖形監(jiān)控、串級參數(shù)整定）；（4）串級系統(tǒng)設(shè)計II（雙水槽流量串級圖形監(jiān)控、串級參數(shù)整定）；（5）干擾抑制和前饋控制設(shè)計I（單水槽單回路）；（6）干擾抑制和前饋控制設(shè)計II（雙水槽雙回路）；

（6）雙輸入/雙輸出系統(tǒng)設(shè)計（雙水槽液位與雙調(diào)節(jié)閥）；

（7）組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計（通訊/本機實驗、上下位系統(tǒng)參數(shù)自整定）；（8）單回路流量控制系統(tǒng)設(shè)計；（9）三水箱壓力控制系統(tǒng)設(shè)計；（10）鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)；（11）鍋爐內(nèi)膽水溫前饋反饋控制系統(tǒng)；（12）鍋爐內(nèi)膽水溫與水流量串級控制系統(tǒng)。（13）基于單片機溫度控制系統(tǒng)（14）基于溫控器計算機控制系統(tǒng)（15）計算機模擬控制系統(tǒng)（16）電梯計算機監(jiān)控系統(tǒng)（17）數(shù)控機床計算機監(jiān)控系統(tǒng)（18）計算機過程通道板設(shè)計（19）提升機計算機監(jiān)控系統(tǒng)

（20）帶光隔計算機過程通道板設(shè)計

2、安排

課程設(shè)計是分階段分步完成的，各階段安排如下：

1、指導教師發(fā)放題目，學生根據(jù)各自題目查找有關(guān)資料和書籍，在同課題組的同學對于某些難點、關(guān)鍵問題可以互相討論，共同研究。

2、學生根據(jù)自己的題目和有關(guān)參考資料，獨立進行構(gòu)思和分析，制訂整體設(shè)計方案，根據(jù)自己所選的設(shè)計工具進行詳細設(shè)計。

3、涉及到上機部分要上機調(diào)試，指導教師進行結(jié)果鑒定，給出上機部分成績。書寫課程設(shè)計報告，按規(guī)定時間交指導教師評審、答辯，給出課程設(shè)計綜合成績。

四、指導方式

由指導教師召開課程設(shè)計動員會，進行分組，指定課程設(shè)計的題目和內(nèi)容，講解部分題目要求。學生在規(guī)定的時間內(nèi)，經(jīng)過小組的協(xié)同工作和指導教師的輔導，完成題目。最后由指導教師進行驗收及評定。

五、課程設(shè)計考核方法及成績評定

1．考核方式：考查（學生上機操作演示，教師檢查、提問，答辯及設(shè)計報告成績）。

2．成績評定：

成績評定實行優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個等級的成績。課程設(shè)計報告成績占總成績的40%，答辯成績總成績的30%，課程設(shè)計中平時表現(xiàn)占總成績的30%。

六、課程設(shè)計教材及主要參考資料

《過程控制系統(tǒng)》，俞金壽 孫自強編著，機械工業(yè)出版社，2009。

《過程控制》，金以慧編，清華大學出版社，1995。

《過程控制工程》，俞金壽 蔣慰孫編著，電子工業(yè)出版社，2007。《過程控制系統(tǒng)》，郭一楠等編著，機械工業(yè)出版社，2009?！队嬎銠C控制系統(tǒng)》，李正軍 編著，機械工業(yè)出版社，2010?！冬F(xiàn)場總線技術(shù)》，劉澤祥 主編，機械工業(yè)出版社，2005。

編寫人：紀振平 楊 青

馬景富

審核人：紀振平

批準人：張煥君

第五篇：《過程設(shè)備設(shè)計》教學大綱

《過程設(shè)備設(shè)計》教學大綱

課程名稱:過程設(shè)備設(shè)計

英文名稱: Process Equipment Design 學分: 4.5

學時: 72

理論學時: 64

實驗學時:8 教學對象:過程裝備與控制工程專業(yè)本科生

先修課程:高等數(shù)學,機械制圖,工程力學,機械設(shè)計,化工原理,彈性力學,專業(yè)英語

教學目的: 本課程是過程裝備與控制工程專業(yè)的主干專業(yè)課程，其目的旨在使學生能綜合運用基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論及相關(guān)的工程實踐知識，通過本課程的學習，基本具備從事過程設(shè)備設(shè)計和研究開發(fā)的初步能力。

教學要求: 熟悉并掌握過程設(shè)備設(shè)計的基本理論及工程實踐，能采用正確、合理的方法進行過程設(shè)備的設(shè)計。從材料、設(shè)備的結(jié)構(gòu)、溫度、制造質(zhì)量、安裝、操作維護等方面對過程設(shè)備的工程設(shè)計進行綜合分析和研究。

教學內(nèi)容: Introductory Remarks(1學時)Chapter 1 Pressure Vessel Introduction(1學時)1.1 Gross Structure 1.2 Pressure Vessel Classification 1.3 Pressure Vessel Codes and Standards 基本要求: 壓力容器分類方法,總體結(jié)構(gòu),國內(nèi)外規(guī)范和標準及其比較 重點:按技術(shù)管理的分類, GB150,ASME 難點:正確理解按技術(shù)管理的分類方法

Chapter 2 Stress Analysis of Pressure Vessels(14學時)

2.1 Stress Analysis of Revolution Shells

2.1.1 Stress in Thin Walled Cylinders

2.1.2 Membrane Theory

2.1.3 Basic Equations

2.1.4 Application of Membrane Shell Theory

2.1.5 Discontinuity Analysis

2.2 Analysis of Thick Walled Cylinder

2.2.1 Elastic Stresses

2.2.2 Elastic-Plastic Stress

2.2.3 Yield Pressure and Bursting Pressure

2.3 Stress Analysis of Flat Plate

2.3.1 Introduction

2.3.2 Bending Differential Equation

2.3.3 Stresses in Circular Plate

2.3.4 Stress of Symmetrically Loaded Circular Plate with a Circular Central Hole

2.4 Stability Analysis of Shells

2.4.1 Introduction

2.4.2 Bucking Analysis of Thin Wall Cylinder under External Pressure

2.4.3 Critical Pressure of Other Revolution Shells

2.5 Typical Local Stresses 基本要求:回轉(zhuǎn)殼的應力分析,二種基本理論,無力矩理論的基本方程,無力矩理論的應用,厚壁圓筒的彈性應力和彈塑性應力,屈服壓力,爆破呀力,圓平板的應力計算及其應力分布,穩(wěn)定性分析的基本方法,臨界壓力,局部應力分析的幾種方法,降低局部應力的措施.重點: 回轉(zhuǎn)殼的應力分析, 無力矩理論的基本方程, 厚壁圓筒的彈性應力, 臨界壓力, 難點: 回轉(zhuǎn)殼的應力分析, 穩(wěn)定性的分析方法, 彈塑性應力.Chapter 3 Pressure Vessel Materials and Properties Effected by Environment and Time(6學時)

3.1 Pressure Vessel Materials

3.1.1 Pressure Vessel Steels

3.1.2 Nonferrous Metal and Nonmetal

3.2 Pressure Vessel Steel Properties Effected by Fabrication

3.2.1 Plastic Deformation

3.2.2 Welding

3.2.3 Heat Treatment

3.3 Pressure Vessel Steel Properties Effected by Environment

3.3.1 Temperature

3.3.2 Medium

3.3.3 Loading Speed

3.4 Selection of Pressure Vessel Materials

3.4.1 Basic Requirement

3.4.2 Selection 基本要求:壓力容器常用鋼材,環(huán)境的影響,制造的影響,壓力容器材料的選用 重點: 壓力容器常用鋼材,各種環(huán)境的影響,材料的正確選用 難點: 壓力容器常用鋼材的正確選用

Chapter 4 Design of Pressure Vessels(14學時)

4.1 Introduction

4.2 Design Criterions

4.3 Design by Rules

4.3.1 Introduction

4.3.2 Cylinder Design

4.3.3 Head Design

4.3.4 Sealing Device Design

4.3.5 Opening and Reinforcement

4.3.6 Support and Manhole(Handhole)

4.3.7 Safety Relieving Device

4,3,8 Welded Structure Design

4.3.9 Pressure Test

4.4 Design by Analysis

4.4.1 Introduction

4.4.2 Stress Categories

4.4.3 Computation of Stress Intensities

4.4.4 Stress Intensity Limiting

4.4.5 Application of Design by Analysis

4.5 Fatigue Analysis

4.6 Development of Pressure Vessel Technology 基本要求:設(shè)計文件,設(shè)計準則,圓筒設(shè)計,封頭設(shè)計,密封裝置設(shè)計,開孔和開孔補強設(shè)計,常用支座,安全泄放裝置,焊接結(jié)構(gòu),壓力試驗,應力分類,應力強度計算及限制,低循環(huán)疲勞曲線,平均應力影響.重點:圓筒和封頭設(shè)計,密封機理,性能參數(shù),高壓密封結(jié)構(gòu),補強計算,焊接接頭分類,應力分類,應力強度.難點:設(shè)計參數(shù)確定,夾套容器設(shè)計,雙錐環(huán)受力分析,應力分類,應力強度

Chapter 5 Storage Equipment(5學時)

5.1 Introduction

5.2 Horizontal Storage Tank

5.2.1 Basic Structure

5.2.2 Design Calculation

5.3 Spherical Storage Tank

5.3.1 Tank Body

5.3.2 Support

5.3.3 Manhole and Nozzle

5.3.4 Accessories 基本要求:鞍式支座的位置和數(shù)量,力學模型,內(nèi)力分析,幾種應力,球形儲罐的罐體,支座

重點:鞍式支座的結(jié)構(gòu)和確定,扁塌現(xiàn)象.難點:臥式容器的力學模型

Chapter 6 Heat Exchanger(8學時)

6.1 Introduction

6.2 Shell-and-Tube Heal Exchangers

6.2.1 Basic Types

6.2.2 Shell-and Tube Heat Exchanger Structure

6.2.3 Tubesheet Design

6.2.4 Expansion Joint Design

6.2.5 Tubes Vibration and Protection

6.3 Waste Heat Boiler

6.4 Forced Heat Transfer 基本要求:換熱設(shè)備分類,管殼式換熱器分類及選型,管程結(jié)構(gòu),殼程結(jié)構(gòu),管板設(shè)計思路,膨脹節(jié),管束振動和防止,傳熱強化技術(shù)

重點: 管殼式換熱器分類,換熱管,換熱管與管板連接,管束分程,殼程結(jié)構(gòu),管束振動,傳熱強化技術(shù).難點: 管殼式換熱器結(jié)構(gòu),危險工況的確定

Chapter 7 Tower(10學時)

7.1 Introduction

7.2 Packed Tower

7.2.1 Packing

7.2.2 Internals of Packed Tower

7.3 Plate Column

7.3.1 Classification

7.3.2 Structure

7.3.3 Construction of Tray

7.4 Accessories

7.4.1 Forth Remover

7.4.2 Skirt Support

7.4.3 Boom

7.5 Strength Design of Tower

7.5.1 Natural Vibration Period

7.5.2 Loading Analysis

7.5.3 Strength and Stability of Cylinder

7.5.4 Strength and Stability of Skirt

7.6 Vibration of Tower

7.6.1 Vibration induced by Wind

7.6.2 Prevention of Vibration 基本要求:塔設(shè)備選型,填料分類,塔內(nèi)件結(jié)構(gòu),板式塔分類,板式塔結(jié)構(gòu),塔盤結(jié)構(gòu),塔設(shè)備附件,塔強度計算,固有周期,載荷分析,筒體強度校核,穩(wěn)定性校核,風的誘導振動,卡曼旋渦,塔設(shè)備的防振

重點:填料塔結(jié)構(gòu),塔盤結(jié)構(gòu),塔設(shè)備載荷分析, 卡曼渦街 難點: 風的誘導振動機理, 載荷分析,筒體強度校核

Chapter 8 Reactors(5學時)

8.1 Introduction

8.1.1 Classification

8.1.2 Characteristics

8.2 Mechanical Agitated Reactor

8.2.1 Basic Structure

8.2.2 Agitated Vessel

8.2.3 Agitator Impeller

8.2.4 Shaft Design

8.2.5 Sealing Device

8.2.6 Gearing

8.3 Development of Mechanical Agitated Reactors 基本要求:反應器分類,機械式攪拌反應器的結(jié)構(gòu),攪拌器,攪拌容器,夾套結(jié)構(gòu),流動特性,攪拌器選型,影響攪拌功率的因素,攪拌軸的力學模型,填料密封,機械密封,傳動裝置.重點: 攪拌器的分類及選用,密封裝置,流動類型 難點: 攪拌器的選型

實驗教學

1.內(nèi)壓薄壁容器應力測定（3學時）實驗目的及要求:(1)了解內(nèi)壓薄壁容器在內(nèi)壓作用下薄膜應力的分布規(guī)律(2)驗證薄壁容器筒體應力計算的理論公式

(3)掌握用電阻應變儀測定應力的基本原理及具體操作的過程和方法 本實驗的具體操作為重點，故而需3學時。2.高壓容器內(nèi)外壁應力測定（2學時）實驗目的及要求:(1)測定高壓容器筒體在內(nèi)壓作用下，內(nèi)、外壁面的應力，并與理論公式比較(2)了解高壓液壓下電阻應變測量的基本方法，如電阻片的保護，內(nèi)壁的引線及壓力效應的校正等

本實驗以內(nèi)壁液壓下應力測量技術(shù)為重點 3.厚壁筒體的爆破及測試實驗（2學時）實驗的目的和要求:(1)了解厚壁容器加載，塑性變形，應變硬化，最后大變形破壞的全過程(2)測量厚壁圓筒的爆破壓力，并與各種失效理論的結(jié)果進行比較(3)了解大應變及數(shù)據(jù)采集的技術(shù) 4.外壓薄壁圓筒形容器失穩(wěn)試驗（1學時）實驗目的及要求:(1)觀察薄壁圓筒形容器在外壓作用下失穩(wěn)的形態(tài)(2)測定圓筒形容器的臨界壓力并與理論值進行比較 具體實驗的內(nèi)容、方法詳見實驗指導書

參考教材: 1.鄭津洋等編,過程設(shè)備設(shè)計,北京,化學工業(yè)出版社,2005年 2.自編, Process Equipment Design, 2003年(2005年 修訂補充)12