过程控制期末考试教学提纲
过程控制教学大纲
过程控制教学大纲一、课程简介过程控制是自动化领域中的重要组成部分，广泛应用于化工、石油、电力、冶金等工业生产过程中。
本课程旨在让学生掌握过程控制的基本原理和方法，学会分析和设计过程控制系统，提高解决实际问题的能力。
二、课程目标1、掌握过程控制的基本概念、原理和常用控制算法；2、了解过程控制系统的组成、特点和分类；3、掌握过程控制系统的设计和调试方法；4、学会对过程控制系统进行性能评估和优化；5、培养解决实际问题的能力，提高综合素质。
三、课程内容1、过程控制概述：过程控制的基本概念、发展历程和应用领域；2、过程控制系统组成：工艺流程、自动化仪表、控制系统和执行机构等；3、过程控制系统设计：控制方案设计、控制系统选型、控制系统集成和调试等；4、过程控制算法：PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等；5、过程控制系统性能评估与优化：性能指标评估、系统优化和改进措施等；6、典型过程控制系统案例分析：化工、石油、电力、冶金等行业的典型过程控制系统案例分析。
四、课程安排本课程共分为理论教学和实践教学两个部分。
理论教学部分包括以上六个方面的内容，实践教学部分包括实验、课程设计和综合实践等环节。
具体安排如下：1、第一讲：过程控制概述（2学时）；2、第二讲：过程控制系统组成（4学时）；3、第三讲：过程控制系统设计（4学时）；4、第四讲：过程控制算法（4学时）；5、第五讲：过程控制系统性能评估与优化（2学时）；6、第六讲：典型过程控制系统案例分析（2学时）；7、第七讲：实验环节（4学时）；8、第八讲：课程设计和综合实践环节（8学时）。
五、教学方法本课程采用多媒体教学、案例分析和实验相结合的教学方法。
通过多媒体教学，使学生对过程控制的基本概念和原理有更直观的认识；通过案例分析，使学生了解实际生产过程中遇到的问题及解决方法；通过实验环节，使学生能够亲手操作和体验过程控制系统的运行与调试。
六、考核方式本课程采用平时成绩和期末考试相结合的考核方式。
过程控制考试提纲复习总结
第一章1.过程控制是指工业生产过程中连续的或按一定周期程序运行的生产过程自动化。
2.所谓过程，就是采用化学和物理方法将原料加工成产品的过程，她涉及到（过程操作）和（设备运行）两个方面。
根据过程特性，可以将其划分为（连续）、（间歇）两种形式。
3.过程变量可以划分为三类：（1）被控量：被控制的过程变量，被控制量的期望值称为设定值。
（2）操作量：用来保持被控量等于或接近设定值的过程变量。
（3）干扰量：能够影响被控量的过程变量。
4.过程控制的性能要求：稳定性、快速性、准确性是一个控制系统性能好坏的集中反映。
5.时域控制性能指标主要包括：衰减比、最大动态偏差与超调量、余差、振荡频率和调节时间、偏离度等。
（1）衰减比：相邻同方向两个波峰的幅值之比（控制系统的稳定性指标，用来衡量一个振荡过程的衰减程度）建议随动控制系统的衰减比为10:1，定制控制系统的衰减比为4:1.（n=y1/y2>1 系统稳定；<1，系统不稳定；=1，系统临界稳定（2）最大动态偏差与超调量：系统瞬时偏离给定值的最大程度（最大动态偏差）（3）余差：（静差）衡量控制系统稳态准确性。
余差：是指过渡过程结束后，被控量稳态值与设定值r之间的最终稳态偏差e（无穷）（4）振荡频率和调节时间（5）偏离度6.过程控制系统框图：7.按过程控制系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3)前馈—反馈复合控制系统按设定值信号的特点分类：（1）定制控制系统（2）随动控制系统（3）顺序控制系统第二章1.自衡特性过程：原平衡状态出现干扰时，无需外加任何控制作用，被控过程能够自发地趋于新的平衡状态的过程。
2.无自衡特性过程：原平衡状态出现干扰时，没有外加任何控制作用，被控过程就不能重新达到新的平衡状态的过程。
3.建立数学模型的目的：设计过程控制系统，整定控制器参数；指导生产工艺及其设备的设计；被控过程及新型控制策略的仿真分析和研究；工业过程的故障检测与诊断系统设计。
过程控制原理复习提纲
调节器进行状态转换后，输出值不发生跳动，即状态转换无冲 击。
-15 什么是调节器的正作用、反作用？在电路中是如何实现的？ 正作用： 偏差=测量值-给定值 反作用 偏差=给定值-测量值，
2）运放输入端的切换开关实现的。
3-18 给出实用的PID数字表达式，数字仪表中常有哪些改进型PID算 法？ PID运算算式：
调节阀的工作流量特性 在实际的工艺装置上，调节阀由于和其他阀门、设备、管
道等串联使用，阀门两端的压差随流量变化而变化，这时的流量特性称 为~。
4-8 什么叫气动调节阀的气开式与气关式？其选择原则是什么？
气开式：无压力信号时阀全闭，随压力信号增大，阀门逐渐开大的气 动调节阀。
气关式：无压力信号时阀全开，随压力信号增大，阀门逐渐关 小的气动调节阀。
六、系统阶跃响应的单项性能指标：
（1） 衰减比n、衰减率
（2）最大动态偏差A和超调量
（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率w
系统阶跃响应的综合性能指标：
（1） 偏差积分IE (2)绝对偏差积分IAE （3）
平方偏差积分ISE （4）时间与绝对偏差乘
积积分ITAE
第一章课后题； 1-1 过程控制哪些特点？ 见第1页二题。
比例度P的物理意义：使控制器的输出变化满量程时（就是控制阀从全 关到全开或相反），相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比。 P=1/Kp ,P越小，Kp越大，控制能力越强。 比例控制的优点;控制及时、反应灵敏、偏差越大、控制力度越大、但 控制结果存在余差。
DDZ-Ⅲ型仪表的特点 （1） 现场传输信号为DC 4~20mA,控制室联络信号为DC 1~5 V， 信号电流与电压的转换电阻为250欧。信号优点是电气零 点不是从零开始，而是从4mA开始，容易识别断电、断线 等故障。同样，因为最小电流不为零，为现场变送器实现 两线制创造了条件。现场变送器与控制室仪表仅用两根线 联系，DC 4~20mA既反映了信号又为现场总线提供了能 源，避免强电进入现场，有利于安全防爆。 （2） 广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度高、可靠性提 高、维修工作量较小。
过程控制复习提纲
一．1过程控制定义：生产过程自动化的简称，工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制2过程控制的特点:1系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成。
2 被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计3 控制方案丰富多彩，控制要求越来越高4 控制过程多属于慢变过程与参量控制5 定值控制是过程控制的主要形式。
3过程控制的要求与任务：安全性、经济性和稳定性4过程控制系统的组成：过程控制系统主要由被控过程和自动化仪表（包括计算机）两部分组成5过程控制系统的分类：1 结构不同的控制系统（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈－反馈复合控制系统 2 设定值不同的控制系统（1）定值控制系统 （2）随动控制系统（3）顺序控制系统自动化仪表的分类与发展1按照安装场地分现场类仪表与控制室类仪表2．按照能源形式分可分为液动、气动和电动安全火花型防爆则是把仪表的电路在短路、断路及误操作等各种状态下可能产生的火花限制在爆炸性气体的点火能量之下，因而与气动仪表、液动仪表一样，具有本质安全防爆性能。
安全火花型防爆系统必须具备两个条件： 一是现场仪表必须设计成安全火花型；二是现场仪表与非危险场所(包括控制室)之间必须经过安全栅，以便对送往现场的电压电流进行严格的限制，从而保证进入现场的电功率在安全范围之内。
二．调节器的作用：将变送器送来的1～5V ·DC 的测量信号，与1～5V ·DC 的给定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号进行PID 运算，输出4～20mA ·DC 信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。
2．执行器的作用：接受来自调节器的控制信号，改变其阀门开度，从而达到控制介质流量的目的。
3.安全栅：1：保证信号的正常传输，2控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保过程控制系统的安全火花性能。
传递函数形式比例度δ：调节器输入偏差的相对变化量与相应输出的相对变化量之比，用百分数表示为软手动操作电路：指调节器的输出电流与手动输入电压信号成积分 关系。
《检测与过程控制》复习提纲
《检测与过程控制》复习大钢一、掌握下列各题内容1、一般检测系统是由检测环节、变换环节以及显示或输出环节三部分组成的，检测环节的主要设备有敏感元件、传感器和变送器。
2、检测系统的基本特性是指检测系统的输出与输入的关系，其基本特性包括静态特性和动态特性。
3、检测系统的静态特性是指系统的输入量不随时间变化的状态时，输出与输入之间的关系。
工程上常用以下几个指标来衡量仪表或系统的静态特性的品质，它们是：灵敏度、变差、线性度、和准确度。
4、检测环节的主要设备有敏感元件、传感器、变送器。
5、间接测量是测量一个或 几 个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测数值。
在无法采用直接测量方式、直接测量不方便或直接测量误差大等情况下可采用间接测量方式。
6、根据误差的性质和特点，测量误差可分为三类：系统误差、随机误差和粗大误差。
7、传感器的种类很多，从能量的角度出发，可将传感器划分为两种类型：一类是能量 控制型传感器（也称有源传感器）；一类是能量转换型传感器（也称无源传感器）。
8、电阻式传感器的基本原理是将被测物理量转换成电阻值的变化，然后利用测量电路测出电阻的变化值。
9、导体或半导体在外力作用下，产生机械变形，其电阻值将发生变化，这种现象称为“应变效应”。
对于大多数的金属应变片，由于材料的电阻率ρ受应变ε的影响很小，其阻值的变化主要是由于几何尺寸的变化所引起；而半导体材料电阻值的变化主要是由于电阻率ρ 的变化所引起。
10、某些材料沿一定方向受外力（压力或拉力）作用时，在其两个相对表面上产生一定的符号相反、数值相等的电荷，当外力去掉后，它们又恢复到不带电状态。
这种现象称“正压电效应”。
所受的作用力越大，所产生的电荷越多。
11、变送器是从传感器发展起来的它是用统一的动力源，其输出为统一的标准信号。
目前通用的标准信号有：4～20 mA 直流电流信号；0～10 mA 。
直流电流信号；20～100kPa 空气压力信号。
它们与被测参数的性质和测量范围无关。
过程控制教学大纲
过程控制教学大纲过程控制教学大纲过程控制是现代工程领域中的重要学科，它涵盖了自动化、电子、计算机等多个学科的知识。
在工业生产中，过程控制技术的应用可以提高生产效率、降低成本、提高产品质量。
因此，过程控制教学的重要性不言而喻。
本文将探讨过程控制教学大纲的设计和内容。
一、引言过程控制教学大纲的编写是为了指导教师在教学过程中有条不紊地传授知识，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
大纲的设计应该紧密结合工业实践，注重理论与实践相结合，培养学生的综合素质。
二、基础知识过程控制教学大纲的第一部分应该包括基础知识的教学内容。
这部分内容主要包括过程控制的基本概念、控制系统的组成、传感器和执行器的原理、控制系统的稳定性分析等。
学生通过学习这些基础知识，可以对过程控制的基本原理有一个全面的了解。
三、控制策略过程控制教学大纲的第二部分应该包括控制策略的教学内容。
这部分内容主要包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等常用的控制策略。
学生通过学习这些内容，可以了解不同的控制策略在不同的工业应用中的优缺点，并能够根据具体情况选择合适的控制策略。
四、控制系统设计过程控制教学大纲的第三部分应该包括控制系统设计的教学内容。
这部分内容主要包括控制系统的建模与仿真、控制系统的参数调整、控制系统的优化等。
学生通过学习这些内容，可以了解控制系统设计的基本原理和方法，并能够独立完成简单的控制系统设计任务。
五、实验教学过程控制教学大纲的最后一部分应该包括实验教学的内容。
实验教学是过程控制教学中非常重要的一环，通过实验，学生可以将理论知识应用到实际操作中，提高实际操作能力。
实验教学的内容可以包括传感器和执行器的实验、控制系统的建模与仿真实验、控制系统的参数调整实验等。
六、总结过程控制教学大纲的编写是为了指导教师在教学过程中有条不紊地传授知识，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
大纲的设计应该紧密结合工业实践，注重理论与实践相结合，培养学生的综合素质。
过程控制系统教学大纲精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版教学大纲英文课程名称：Process Control课程编号：0201508总学时：48 （其中理论课学时：44 实验学时：4）总学分：3先修课程：微机原理与接口技术、自动控制理论Ⅰ、检测仪表及检测技术适用专业：自动化开课单位：电子信息与控制工程学院自动化教研室执笔人：张新荣审校人：刘星萍一、课程教学内容第一章绪论第一节过程控制系统的组成及其分类简单控制系统的组成；控制系统按照给定信号分类；按照控制结构分类。
第二节过程控制系统的特点第三节过程控制系统的质量指标第四节过程控制系统的发展概况自动化控制系统的几个发展时期的时间。
第二章被控过程的数学模型第一节概述建立被控过程数学模型的目的；被控过程数学模型的类型。
第二节解析法建立过程的数学模型单容水槽过程、双容水槽过程数学模型机理建模方法；液阻、液容的概念；阶跃响应曲线特点；有时延单容水槽过程、有时延双容水槽过程数学模型；多容过程数学模型。
第三节响应曲线辨识过程的数学模型由对象阶跃响应曲线用作图法及两点法确定对象的传递函数。
第三章变送单元第一节概述变送的基本概念。
各种差压变送器结构、原理、特点。
第三节温度变送器温度变送器组成、工作原理及线性化原理。
第七节微型化、数字化和智能化变送器变送器的发展趋势；各种微型化、数字化和智能化变送器的结构、原理。
第四章调节单元概述调节器基本概念；PID控制规律；各控制规律的特点；参数改变对控制质量的影响。
第一节 DDZ—Ⅲ型调节器DDZ-Ⅲ型调节器输入部分；PI部分；PD部分；硬手动；软手动电路；输出部分工作原理。
第二节改进型调节器抗积分饱和调节器；微分先行PID调节器；比例微分先行PID调节器。
第三节数字式调节器数字式调节器组成、特点、应用。
第五章执行单元第一节概述执行器的作用；执行器的分类。
第二节电动执行机构电动执行机构结构、工作原理。
第三节气动执行机构气动执行机构结构、工作原理、作用形式。
第四节气动薄膜调节阀调节阀的工作原理；调节阀的分类；调节阀的选择。
过程控制复习大纲
<过程控制>总复习0．绪论过程控制系统通常由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成。
被控过程多属于慢过程,具有一定时间常数和时滞,控制并不需要在极短时间内完成获取过程对象特性模型的方法通常有：（白色系统、黑色系统、灰色系统的概念）1.机理建模方法：根据过程机理，由物理和化学等规律列写模型方程；2.系统建模方法：由过程输入输出数据确定模型结构和参数，3.混合建模方法：将过程机理和输入输出数据结合建模的方法，过程控制方案通常有：单回路、串级、前馈-反馈、比值、均匀、分程、选择性、时滞、数字和计算机过程控制系统等。
单元组合式仪表有气动组合仪表和电动单元组合仪表（QDZ和DDZ仪表）两类。
气动组合仪表采用140kPa压缩空气为能源，以20～100kPa (0.02MPa~0.1MPa,即0.2~1.0kg/cm2)为标准，统一信号输出电动单元组合仪表（DDZ）采用0-10mA (DDZ II型)或4-20mA (DDZ III型)标准统一信号过程控制系统按设定值形式分类有：定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统；按系统的结构特点来分类，有：反馈控制系统，前馈控制系统和复合控制系统（前馈-反馈控制系统）。
串级控制属于反馈控制系统。
偏差值是反馈控制的依据，扰动是前馈控制的依据。
典型的复合控制系统结构方框图如图1所示。
图1 复合控制系统结构1．简单控制系统4.简单控制系统：指SISO, Linear systemsZ是控制系统的基本形式Z也称单回路系统,即指一个被调量、一个调节量、一个调节器和调节阀组成的系统,只有一个调节回路,这类系统在过程控制中占大部分(约80%以上)Z复杂控制系统在简单系统的基础上发展起来的简单控制系统特点Z结构简单，容易掌握，具有广泛的适应性，经济实用,可靠性高过程控制系统的组成及术语过程控制系统的性能指标决定过程控制系统品质的环节有：控制系统结构，被控过程特性和过程检测、控制仪表 过程控制系统的评价指标可概括为：Z系统必须是稳定的；（平稳）要求：闭环极点位于s左半平面评价指标：衰减比、衰减率Z系统应能提供尽可能好的稳态调节；（准确）要求：被调量与给定值之间的偏差小评价指标：超调量、最大动态偏差、静差(余差、残差、稳态偏差) Z系统应能提供尽可能快的过渡过程。
过程控制教学大纲
过程控制教学大纲过程控制教学大纲过程控制是工程领域中非常重要的一门学科，它涉及到工业生产中的自动化控制、优化和监控等方面。
为了帮助学生全面了解和掌握过程控制的基本理论和实践技能，制定一份科学合理的过程控制教学大纲是必不可少的。
一、课程简介过程控制教学大纲首先需要对课程进行简要介绍。
课程应包括过程控制的定义、目标和应用领域等基本概念，以及介绍过程控制在工业生产中的重要性和作用。
二、课程目标在过程控制教学大纲中，明确课程的目标是至关重要的。
课程目标应包括以下几个方面：1. 理论知识：学生应该掌握过程控制的基本理论知识，包括控制系统的基本原理、控制策略和控制算法等。
2. 实践技能：学生应该具备一定的实践技能，能够运用所学的过程控制理论知识解决实际问题，包括系统建模、控制器设计和参数调整等。
3. 创新能力：学生应该培养创新思维和解决问题的能力，能够在实际工程中应用过程控制的知识和技能，提出改进和优化方案。
三、教学内容在过程控制教学大纲中，详细列出课程的教学内容是必要的。
教学内容应包括以下几个方面：1. 过程控制的基本概念：介绍过程控制的定义、目标和应用领域，以及过程控制在工业生产中的重要性和作用。
2. 控制系统的基本原理：介绍控制系统的基本组成和工作原理，包括传感器、执行器、控制器和过程等。
3. 控制策略和控制算法：介绍常见的控制策略和控制算法，包括比例-积分-微分（PID）控制、模糊控制和模型预测控制等。
4. 系统建模与参数辨识：介绍系统建模的基本方法和参数辨识的技术，包括传统的数学建模方法和现代的数据驱动建模方法。
5. 控制器设计与参数调整：介绍控制器设计和参数调整的方法和技术，包括根轨迹法、频域法和优化方法等。
6. 过程监控与故障诊断：介绍过程监控和故障诊断的方法和技术，包括统计过程监控和模型基于过程监控等。
四、教学方法在过程控制教学大纲中，应明确教学方法和教学手段。
教学方法应灵活多样，既包括理论讲解和案例分析，也包括实验操作和实践项目等。
过程控制课程设计大纲
过程控制课程设计大纲一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握过程控制的基本概念、原理和方法，能够运用所学的知识分析和解决实际问题。
具体来说，知识目标包括：了解过程控制的基本概念、熟悉过程控制的基本原理、掌握过程控制的基本方法。
技能目标包括：能够运用过程控制理论分析实际问题、具备一定的动手实践能力、能够撰写相关论文和报告。
情感态度价值观目标包括：培养学生对过程控制的兴趣和热情、增强学生的创新意识和团队合作精神、培养学生的社会责任感和职业道德。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括过程控制的基本概念、原理和方法。
具体包括：过程控制的基本概念、过程控制的基本原理、过程控制的基本方法。
其中，过程控制的基本概念包括过程控制的概念、分类和应用；过程控制的基本原理包括过程控制的原理、过程控制的数学模型；过程控制的基本方法包括过程控制的设计方法、过程控制的实现方法和过程控制的优化方法。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
讲授法主要用于传授基本概念和原理，讨论法主要用于探讨实际问题，案例分析法主要用于分析具体案例，实验法主要用于动手实践。
通过多样化的教学方法，我们将激发学生的学习兴趣和主动性，提高学生的学习效果。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，我们将采用《过程控制》一书作为主教材，同时辅以《过程控制原理与应用》等参考书。
多媒体资料方面，我们将收集和制作相关的教学PPT、视频等资料。
实验设备方面，我们将准备相关的实验设备和器材，以供学生动手实践使用。
通过丰富的教学资源，我们将丰富学生的学习体验，提高学生的学习效果。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
平时表现评估将关注学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等，旨在培养学生的主动思考和交流能力。
过程控制系统教学大纲
《过程控制系统》课程教学和考试大纲一、教学基本要求本课程主要包括三个方面的内容：实验方法对过程控制系统建模、过程检测控制仪表选型和工业过程控制系统工程设计的基本原理和基本设计方法。
通过对本课程的学习，具体要求如下：1、了解过程控制发展概况、特点和过程控制系统的组成及分类。
2、掌握用实验方法（阶跃响应和脉冲响应）建立过程数学模型的基本思路和方法；理解自平衡能力和无自平衡能力对象的有关概念，掌握阶跃响应曲线法和脉冲响应曲线实验建模方法，了解最小二乘建模方法。
3、了解检测仪表的分类、选型和过程控制仪表基本原理。
理解过程变量检测和过程控制仪表的基本概念，掌握五大类参数检测与变送的传感器特性与选型的基本方法；了解PID调节器基本原理和构成。
4、掌握过程控制系统的各种工程设计方法，重点掌握单回路控制系统和串级控制系统的工程设计方法；掌握其它复杂控制系统的设计方法；了解先进过程控制系统。
二、教学内容及要求1、过程控制系统的基本概况（一）教学内容1)过程控制发展概况2)过程控制的特点3)过程控制系统的组成及其分类（二）教学要求教学要求是：本章简要介绍过程控制系统发展概况、组成、分类和特点，使学生在学习后续各章内容之前，先对过程控制系统的总体情况有一个概要了解。
达到了解过程控制发展经历的几个阶段的特点、理论基础、主要仪表和系统的基本结构；了解过程控制的特点；了解过程控制系统的组成及其分类；了解“过程控制工程”课程的性质和任务。
重点是：过程控制系统的组成；过程控制系统的分类方法；过程控制系统的主要性能指标。
2、过程控制系统建模（一）教学内容1)被控过程的数学模型类型和表示方法2)有自平衡过程和无自平衡过程3)机理分析法建模4)试验法建模（阶跃响应曲线法和矩形脉冲响应曲线法）5)最小二乘法建模6)试验法建模的计算机编程实践（二）教学要求教学要求是：了解过程建模的基本概念和被控过程的数学模型类型和表示方法；理解有自平衡过程和无自平衡过程的物理意义；掌握有自平衡能力和无自平衡能力对象的机理分析建模方法；理解并熟练掌握阶跃响应曲线法和脉冲响应曲线实验建模方法的各种基本算法和验证条件；理解掌握最小二乘建模方法；能够利用MatLab或者其它编程语言实现单容或多容对象试验法建模中的几种算法（计算法、两点法、面积求系数方法）的计算机仿真实践。
过控复习提纲
2010－2011《计算机过程控制》复习提纲一、工业生产对过程控制的要求主要是那几个方面的？主要针对那些物理量进行控制？即六大参数，工业生产对过程控制的三项要求。
二、调节阀的结构特性有那些？并简要说明。
P76三、何为调节阀的正（反）装、正（反）作用？并能指出所给调节阀的组合方式。
四、过程控制系统的性能指标有哪些？分别说明其含义。
P8五、同一对象在相同阶跃扰动下，采用不同调节动作（P、I、PD、PI、PID）时具有同样衰减率的响应过程，能区分P、I、PD、PI、PID的曲线，及其理由（如p45－图2.22）。
P、I、D调节器动作规律应根据对象具体情况，怎请结合对象说明怎样使用这些调节。
（1）广义对象控制通道时间常数较大或容积迟延较大时，应引入微分动作。
如温度，成分,PH值控制等。
（2）当广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化也不大，而工艺要求无残差时，可用比例积分动作。
如管道压力和流量的控制。
（3）广义对象控制通道时间常数较小，负荷变化较小，工艺要求不高时，可选择比例动作，如贮罐压力、液位的控制。
（4）当广义对象控制通道时间常数或容积迟延很大，负荷变化亦很大时，简单控制系问已不能满足要求，应设计复杂控制系统。
六、结合教材水加热器的出口水温控制系统：（1）采用比例调节器，结合图形或画出图形，说明采用比例调节为什么存在残差，（2）说明残差与调节器的比例系数（或比例带）的关系。
七、分析教材例5－1，2，3的工作原理，扰动因素有那些，针对这些扰动因素，请分析采用单闭环控制存在的问题及采用双闭环串级控制的优势所在。
八、关于衰减频率特性整定方法（1）结合奈奎斯特稳定判据，阐述用于整定控制系统的奈奎斯特稳定度判据。
（2）根据控制系统的开环衰减频率特性分别在不同相对稳定度的曲线，请说明该系统的稳定度情况。
结合图3.4，举一反三。
九、单容、双容水槽水位H在调节阀开度扰动下的动态特性。
写出方程及其阶跃响应。
十、什么是静态前馈控制，试分析下图列管换热器前馈控制的原理，并说明前馈控制比PID 控制有什么优点，它有什么缺点。
控制技术课期末复习资料讲稿—--学案教案
《过程装备控制技术及应用》教学大纲教学内容：第一章控制系统的基本概念（3学时）概述控制系统的组成控制系统的方框图控制系统的分类控制系统的过渡过程及其性能指标基本要求：掌握过程控制系统的组成、结构、分类及其过渡过程和性能指标。
重点：准确理解过程控制系统的组成、结构、分类及其过渡过程和性能指标。
难点：正确理解过程控制系统的各组成部分及其作用，控制系统的两大类性能指标（过渡过程的质量指标和偏差积分性能指标）的定义和含义。
第二章过程装备控制基础（9学时）被控对象的特性单回路控制系统复杂控制系统基本要求：掌握过程控制的基础理论知识，内容包括被控对象特性、简单控制系统和复杂控制系统。
重点：准确理解被控对象特性、单回路控制系统和复杂控制系统的控制基本原理和结构形式。
难点：正确理解被控对象的数学描述、特性参数及其对控制系统的影响，调节器的调节规律（位式、比例、积分、微分）的数学表达，比例度、积分时间、微分时间对系统过渡过程的影响及其调节规律的选取，复杂控制系统（串级、前馈、比值、选择性、均匀控制系统）的基本原理、主要结构形式及其优缺点。
第三章过程检测技术（14学时）测量基本知识误差基本知识压力测量温度测量流量测量液位测量物质成分分析传感器概述计算机辅助测试系统基本要求：掌握过程测量的基本概念和误差基本知识；压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理、方法及应用；新型传感器的介绍以及计算机辅助测试系统。
重点：准确理解误差的基本知识；各类压力、温度、流量、液位、物质成分测量仪表的基本原理及其应用范围；传感器的基本概念及组成。
难点：正确理解压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理。
第四章过程控制装置（8学时）1．变送器2．调节器3．执行器基本要求：掌握过程控制装置，包括变送器、调节器和执行器的工作原理和特点。
重点：准确理解变送器、调节器和执行器的工作原理和特点。
难点：正确理解变送器、调节器和执行器的工作原理和特点。
2015-2016年计算机过程控制提纲
2015-2016第二期《计算机过程控制系统》提纲1.奈奎斯特稳定度判据的含义，用来对双容（或单容对象）的比例控制（或比例积分控制、积分控制）进行稳定度判断（结合已给出的开环衰减频率特性曲线）。
P75-76奈奎斯特稳定判据：若闭环系统的开环传递函数G(s)H(s)有p个正实部极点，则闭环系统稳定的充要条件是：当s按顺时针方向沿Nyguist围线连续变化同时，G(s)H(s)给出的封闭曲线应当按逆时针方向包围(-1,j0),过程控制中，常常极点在负实轴上，p=0.2.单容（或双容）水槽水位H在调节阀开度扰动下的动态特性及其传递函数。
P233-1.不变性原理P177指控制系统的被控量与扰动量绝对无关或者在一定准确度下无关，即被控量完全独立或者基本独立。
3-2．静态前馈控制的原理P180前馈控制器在测出扰动量以后，按过程的某种物质或能量平衡条件计算出校正值，这种校正作用只能保证过程在稳态下补偿扰动作用一般称为静态前馈。
3-3.反馈控制的缺点P180反馈控制对于变化幅度较大而且十分频繁的负荷干扰往往是不能满足要求的，反馈控制是闭环控制，它的控制效果通过反馈来加以检验。
3-4.静态前馈控制的缺点P183①每一次负荷变化都伴随着一段动态不平衡过程，以瞬时温度误差的形式表现出来；②如果负荷情况与当初调整系统时的情况不同，那么就可能出现残差。
3-5.试分析列管换热器（或锅炉）静态前馈控制的原理，并说明效果P1803-6.采用动态前馈如何克服静态前馈的不足（提示：简单地从动态前馈原理和效果方面加以说明）。
P1844-1．连续槽反应器（或精馏塔，管式加热炉），引起温度θ1改变的扰动因素a:燃料油方面（它的组分和调节阀的油压）的扰动D2b:喷油用的过热蒸汽压力波动D4c:被加热油料方面（它的流量和入口温度）的扰动D1d:配风，炉膛漏风和大气温度方面扰动D34-2.三单闭环控制存在的问题(?)4-3.采用双闭环串级控制如何克服，其控制性能提高有何原因（提示：从串级控制的原理、优点方面加以说明）；P156从图中可以看出，串级系统在结构上形成两个闭环，一个闭环在里面，称为副环或副回路，在控制过程中起着粗调的作用，一个环在外面，称为主环或主回路，用来完成细调任务，已最终保证控制量满足工艺要求优点：a:内环具有快速作用，它能够有效地克服二次干扰的影响b.由于内环起了改善对象动态特性的作用，因此可以加大主控制器的增益，提高系统的工作频率c.由于内环的存在，使得串级系统具有一定的自适应能力。
《过程控制》考核大纲
过程控制课程考核大纲一、适应对象修读完本课程规定内容的自动化专业的本科学生；提出并获准免修本课程、申请进行课程水平考核的自动化专业的本科学生；提出并获准副修第二专业、申请进行课程水平考核的非自动化专业的本科学生。
二、考核目的通过考核来检查和了解学生对本门课程内容的掌握程度，考核学生对过程控制的数学模型及分析方法，过程控制规律及特点及计算机过程控制方法及特点的掌握情况。
通过本课程的学习，学生应对过程控制的理论及方法有一定的了解和掌握。
三、考核形式与方法考试方式将结合平时作业、考勤、课堂回答下列问题情况和期末考试的各个环节，期末考试采取闭卷、笔试形式。
使学生能够注重平时学习的过程，改变学生从应试型到能力型。
考试内容侧重于基本概念、基本内容及其知识的综合应用。
四、课程考核成绩构成考核成绩构成：平时成绩(15%)+实验成绩(15%)+期末考试(70%)五、考核内容与要求第1单元概述【考核内容】1 .电动单元组合仪表组成2 .仪表的基本技术指标【考核要求】•了解DDZ各类型仪表基本性能参数；•掌握两线制变送器原理；•掌握精确度、灵敏度、灵敏限、变差计算方法。
第2单元检测仪表【考核内容】1 .温度检测仪表2 .压力检测仪表3 .流量检测仪表4 .液位检测仪表【考核要求】•掌握热电偶、热电阻工作原理及热电偶温度变送器基本结构：•掌握力平衡式、位移式差压变送器原理；•掌握各类流量计原理；•掌握各类流量计原理及数学表达式。
第3单元调节器1 . PID调节器调节规律2 . PID运算电路3 .阶跃响应和频率特性4 .数字控制算法【考核要求】•掌握P1D调节规律；•掌握PID运算电路；•掌握阶跃响应；•掌握数字控制算法基本表达式。
第4单元集散控制系统与现场总线控制系统【考核内容】1 .集散控制系统开展及组成2 . DCS现场控制站功能3 . DCS操作站站功能4 .现场总线技术【考核要求】•J'解集散控制系统基本概念及组成；•掌握现场控制站、操作站功能•掌握HART总线通信技术第5单元执行器和防爆栅【考核内容】1 .各类执行器2 .防爆栅及安全火花防爆系统【考核要求】•掌握理想流量特性和工作流量特性；•掌握安全火花防爆系统组成和工作原理；•掌握防爆栅组成和工作原理。
过程控制系统复习大纲
过程控制系统复习大纲第一章1、过程控制系统的分类及性能指标（P4）（1）、分类：按系统结构特点分：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统按给定值信号特点分：定值控制系统、随动控制系统（2）、性能评价指标：1）、系统必须是未定的。
2）、系统应能提供尽可能好的稳态调节（静态指标）。
3）、系统应能提供尽可能好的过渡过程（动态指标）。
2、阶跃响应性能指标（P7）（1）、稳态误差ery()B（2）、衰减比n1B2y(t)y()（3）、超调量（%）=p100%y()（4）、过渡过程时间t3、重要习题（P14）（1）、过程控制系统由哪些环节组成的，各有什么作用？过程控制系统有哪些分类方法？答：过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送环节等环节组成。
控制器的作用是接受测量变送装置送来的信号，与给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果送往执行器。
执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以达到控制被控变量的目的。
被控过程是指需要控制的生产设备或装置。
测量变送的作用测量被控过程的数值并将其转换为一种特定的输出信号。
（2）、1.4、1.8第二章1、DDZ-III型仪表：集成电路。
信号标准：4~20mA，20~100kPa（P10）2、绝对误差、相对误差、引用误差、仪表精度等级（P17）（1）、绝对误差：仪表输出信号所代表的被测值与被测参数真值之差。
显然，绝对误差只能是被测值与约定真值或相对真值之差。
（2）、相对误差：绝对误差与约定真值的百分比定义为仪表的相对误差。
（3）、引用误差：绝对误差与仪表量程的百分比称为仪表的引用误差。
（4）、精度等级：又称准确度级，是按国家统一规定的允许误差大小划分成的等级。
我国生产的仪表，其精度等级有：0.001、0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。
级数越小，精度就越高。
注：例2.13、工业测温（P23-26）（1）、热电偶：测温原理、补偿导线的作用，什么是热电偶的冷端温度补偿？如何补偿？吕全军整理测温原理：热点效应补偿导线的作用：将热电偶的冷端延伸出来。
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期末复习题1．对象（过程）的数学模型建立方法主要有机理演绎法和试验辨识法两种。
2．控制系统的性能指标有单项指标和综合指标两种。
3．热电偶主要用于测较高温度，而热电阻用于测中低温度，热电阻与测量桥路连接时，往往采用三线制线圈的连接方式。
4．用于测流量的节流装置之一是孔板，利用流体流经此节流设置时产生的压力差而实现流量测量，它与流速成定量的关系。
5．被测介质为导电液体时，电容式物控计的内电阻（金属棒）要用绝缘物覆盖。
6．调节阀的理想测量特性有直线、对数和快开三种。
7．在工程上，简单控制系统的参数整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和经验试凑法三种。
8．DDZ-III型仪表的供电电源为24V DC，DDZ-II型仪表的供电电源为220 V AC，DDZ-III型仪表的标准统一电信号为4~20 mA DC或1~5 V DC，而DDZ-II型的则是0~10 mA DC9．应变器或压力传感器是基于应变效应进行测量的，即将物理变量转换成电阻值。
10．控制系统的单项性能指标有衰减比、超调量、残余偏差和调节时间。
11．电动调节阀由调节器和执行机构两部分组成，它有正转和反转两种工作方式。
12．用于测流量的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管三种标准形式。
13．温度变送器有三个品种，它们分别是：接触式变送器、非接触式温度变送器和智能式温度变送器。
14．基型控制器由量程单元和放大单元两大部分组成。
15．控制系统对偏差的定义是e =r（t）-y（t），而仪表对偏差的定义则是e = y（t）-r（t）。
16.简单控制系统主要由控制器、执行器、被控对象和测量变送四个基本环节组成。
17.电——气阀门定位器具有电气转换、改善阀门性能双重作用。
18.在确定系统的控制方案时，应使对象控制通道的放大系数增大，时间常数减小，纯滞后减小；对象干扰通道的放大系数减小，时间常数增大。
19.电动薄膜执行机构的正作用是指输入信号压力增加时，推杆上移，控制阀的正装是指阀杆下移时，阀门开度减小，所构成的执行器为型式气关。
20．为了扩大控制阀的可调范围可采用分程控制系统。
21．控制器的积分时间减小，则积分作用增大，使控制系统的稳定性降低。
1.子流量计的流体流动方向自下而上2.DDZ-III型电动温度变送器与热偶配合使用，其输入回路连接时，要注意使冷端温度补偿电阻置于温度恒定性。
3.某加热炉的炉温约为1100C，要求测量信号远传输至控制室的DDZ-III型控制器，应选用热电偶的温度检测元件和热电偶变送器4.随动控制系统的给定值随机变化。
5.设计一个分程控制系统，使其控制器的输出信号分成两段分别控制两个调节阀，为了提高系统的可调比，这两个调节器应采用同向分程6.某控制系统有两个控制阀，控制器的输出送到这两个控制阀，这两个控制阀将工作在不同的信号段，这个控制系统是一个分程控制系统7.在串级控制系统中，主回路属于定值控制系统，副回路属于随动控制系统，副调节器工作在外给定状态。
8.热磁式氧气分析仪是利用氧的磁化率其他气体的磁化率特性来测定混合气体中的含氧量。
A 远大于B 等于C 远小于9.电磁流量计是测量介质体积流量的仪表A非导电液体 B导电液体 C非导磁气体 D导磁气体10.采用DDZ-III型差压变送器来贮槽测量液位时，若差压变送器的安装位置低于贮槽底部，则在最低液位时，差压变送器输出X值 X值>4mA DC11.此时差压变送器应作正迁移12在单闭环比值控制系统中，从动量闭环控制系统属于随动和定值控制系统13.转子流量器是采用节流__A__原理来测量流量，液体流动方向_ E ___A.恒压降变面积B. ____C.恒面积变压降D.必须至上而下 E。
必须至下而上14.选择(超驰)控制是为了实现_B___而设计的控制系统，它属于极限控制的一种A.分程控制B.软保护C.硬保护15.模拟控制器若采用PI算法，请问其输出△u=Kc(e(t)+),是在__A__工作状态下实现A.自动B.软手动C.硬手动D.保持16.若控制系统的稳定性较差时，可__B__PID控制器的比例度数值。
或__A__积分时间常数T,使系统稳定性提高。
A增加 B减小 C.不变1. 前馈控制系统是根据被控变量与设定值的偏差大小来进行控制的，此说法是否正确？为什么？错误。
前馈控制系统是根据干扰量的大小来进行控制的2. 比值控制系统中的流量比值Fu/F =K与所需设置的仪表比值系数K是不相同的。
此说法是否正确？为什么？答：正确，当流量与检测信号呈非线性关系，当物料流量的比值K一定，流量与其检测信号呈平方关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈平方关系。
流量与检测信号呈线性关系，当物料流量的比值K一定、流量与其检测信号呈线性关系时，比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈线性关系3. 判断下列系统图的控制方案是否合理？若不合理，请说明指正。
改正目的控制系统为何种控制系统？a 原料作为被控参数反馈控制系统b 同一管道上安装两个控制阀，同时调节前后两个相互矛盾的工艺参数分程控制系统C 调节阀应安装于从动量通道上即FsC下单闭环比值控制系统D 副控制器的测量变送应是测量锅炉温度而不是燃料流量，故FT应安装在锅炉上串级控制系统4. 试判断图属于何种控制系统？说明其理由，并画出相应的系统方框图。
前馈—反馈控制系统：分程控制系统：系统有两个控制阀，控制器的输出送到这两个控制阀，这两个控制阀将工作在不同的信号段5. 当调节器的设定值不变时，请判断以下两种说法哪个正确？为什么？（1）若流量值增加，调节器的输出也增加，则该调节器为正作用；（2）若流量值增加，调节器的输出减少，则该调节器为正作用。
（1）正确。
输入量增加（或减小），输出量随之增加（或减小）时，调节器为正作用。
6. 系统在受到扰动而进行控制时，若其过滤过程不稳定，可通过增大积分时间Ti 或加大比例度使其尽快稳定，这种说法是否正确？为什么？错误。
增大积分时间 ，Ti 积分越弱，不利于消去余差。
加大比例度会使比例作用消弱，不利于系统快速达到稳定。
1. 控制系统由哪几个部分组成？它们的输入输出分别是什么？（用常规符号表示）控制器：输入e （t ），输出u （t ）； 执行器：输入u （t ），输出q （t ）；被控过程：输入q （t ），输出y （t ）；测量变送：输入y （t0，输出z （t ）。
2. 什么是控制通道和干扰通道？对不同通道的特性参数（K,T, τ）要求有什么不同？答：控制通道：q(t) 对c(t) 的作用途径，要求KP 适当大些，TP 适当，τP 尽量小扰动通道：f(t)对c （t ）的作用途径，要求KF 小，TF 大，对τF 无要求。
3. 若被响应曲线来分，对象（过程）特性可分为哪几种？（响应曲线有四种）4. 在电偶的参比端温度补偿方法有几种？答：补偿导线法，冰浴法，查表法，补偿电桥法，机械调零法5. 工程上常用的控制规律有哪几种？它们主要用于何种工况？（请写出控制P 、PI 、PD 和PID 控制算法的数学表达式，并对象VB V APTPC说明它们的使用场合。
）答：1.比例控制器P 控制质量要求不高，允许有余差的场合)0()()(u t e K t u C +=2.比例积分控制PI 不允许有余差的场合⎰++=)0(])(1)([)(u dt t e T t e K t u IC 3．比例微分控制PD 用于过程容量滞后较大的场合0(])()([)(u dtt de T t e K t u D C ++= 4．比列积分微分控制PID 控制质量要求较高)0(])()(1)([)(u dtt de T dt t e T t e K t u D I C +++=⎰ 6．简单控制系统的投运主要步骤及控制器参数工程整定方法？投运主要步骤：1、熟悉系统的技术要求或性能指标2、建立控制系统的数学模型3、确定控制方案4、根据系统的动态和静态特性进行分析与综合5、系统仿真与实验研究6、工程设计7、工程安装8、控制器的参数整定控制器参数工程整定方法：理论计算整定法、工程整定法、自整定法。
7．采用选择性控制系统的目的是什么？常用的选择性控制系统类型有哪些？目的：当操作条件到达安全极限时，实行保护两种：选择调节器的输出信号 选择变送器的输出信号8．在工程应用中，设计分程控制系统主要解决那两个方面的问题？根据调解阀的气开，气关形式分程控制系统可分为哪两种类型？答：解决扩大执行器得可调范围和改善控制系统品质的问题分为同向分程和异向分程在某工业生产过程中，根据现场的生产特点和工艺要求，为了提高控制质量，设计一个前馈-反馈控制系统，已知过程？？？？控制通道和扰动通道的传递函数分别为请简述前馈控制的特点，试写出前馈调节器的传递函数UFF9．试分别说明什么是调节阀的流量特性、理想流量特性和工作流量特性？答：调节阀流量特性：流过阀门的调解介质相对流量q/qmax 与阀杆相对行程l/lmax 之间的关系；理想流量特性：控制阀的前后压差保持不变时得到的流量特性，既ΔF=常数， q/qmax~l/lmax工作流量特性：控制阀的前后压差不能恒定时得到的流量特性，既Δp ≠常数， q/qmax~l/lmax10．被控变量选择的原则答：1。
尽量选择能反映产品质量的变量作为被控变量；2．所选的被控变量能满足生产工艺稳定，安全，高效．所选的被控变量能满足生产工艺稳定，安全，高效的要求3．必须考虑自动化仪表及装置的现状操纵变量的选择应遵循的原则1． 工艺上允许调节的变量。
2． 被控对象所有的输入变量中对被控变量影响最大的一个，即Kr 尽量大些,Tr 适当小些, τr 尽量小些；3． 不宜选择生产主要物料量作为操作量五、计算题1. 有一台DDZ 三型比例调器，其输入电流是4—20mA ，其输入电压范围是1—5V ，计算当比例度为40%时输入电流变化为4mA所引起的输出电压变化变化量并计算比例调节器的增益Kc 。
()()()()%40154204min max min max =-∆-=-∆-∆=u U U u Z Z IPV u 5.2=∆ 5.2%4011===P K C2、如何根据**工艺变量的要求来选择仪表的量程和精度？现检测出出口压力约（1.5Mpa工艺要求0.05Mpa ，就地指示，可供选择的弹簧管压力的精度为：1.0，1.5，2.5，4.0级，量程为0~1.5，0~2.5，0~4.0Mpa ，试选择压力表的量程和精度。
解：1.6X3/2=2.4MPa 量程：0—2.5MPa 0.05/2.5*100%=2% 1.5级1.6X2=3.2MPa 量程：0—4MPa 0.05/4*100%=1.25% 1.0级3用分度值Pt50的热电阻测量，却错查了Cu50分度表，得到的温度是143°C 问实际温度是多少？要求一位小数 Cu50热电阻143度下为80.63欧Pt=80.63()1.15862.8063.8062.8081.80158159158=---+4、在生产过程中，要求参与反应的A 、B 两种物料保持一定比值，若已知正常操作时，A 物料流量q1=8.5 m3/h ，采用孔板测量并配用差压变送器，其测量范围为0—10m3/h ，B 物料流量q2=0.25m3/h ，相应的测量范围为0-300m3/h ，根据要求设计**k=q1/q2比值的控制系统，要求在流量和测量信号分别成线性和非线性关系时，采用DDZ-III 型仪表组成系统时的比值系数k 。