高等过控知识点总结
江南大学过控常考题总结
知识点：1.过程控制系统的重要术语被控变量/受控变量/过程变量（Controlled Variable - CV, Process Variable - PV ） 设定值/给定值(Setpoint - SP , Setpoint Value - SV ) 操纵变量/操作变量(Manipulated Variable, MV) 扰动/扰动变量 (Disturbance Variable, DV)对控制器而言，测量/测量信号(Measurement ) ，控制/控制信号/控制变量（Control Variable ） 2.被控对象动态建模方法⏹ 机理建模 原理：根据过程的工艺机理，写出各种有关的平衡方程，如物料平衡、能量平衡等，以及反映流体流动、传热、传质等基本规律的运动方程，由此获得被控对象的动态数学模型。
特点：概念明确、适用范围宽，要求对该过程机理明了。
⏹ 测试建模原理：对过程的输入（包括控制变量与扰动变量）施加一定形式的激励信号，如阶跃、脉冲信号等，同时记录相关的输入输出数据，再对这些数据进行处理，由此获得对象的动态模型。
特点：无需深入了解过程机理，但适用范围小，模型准确性有限。
3.气开阀与气关阀的选择原则若无气源时，希望阀全关，则应选择气开阀，如加热炉瓦斯气调节阀；若无气源时，希望阀全开，则应选择气关阀，如加热炉进风蝶阀。
练习题：1.对于如图所示的压力控制系统，假设贮罐温度不变，主要干扰为P 1、P 2。
试指出该系统中的被控变量、操纵变量、扰动变量与被控对象，并画出该系统的方块图。
答案：被控对象：压力罐。
被控变量：储罐内的压力。
操纵变量：进料流量。
扰动变量：进料压力，出料流量，等。
P sp2.(1) 列写过程微分方程组； (2) 画出方框图；(3) 求传递函数)()()(12s Q s H s G p =答案：物料平衡方程:31222122111,Q Q dtdh C Q Q Q dt dh C -=--=122112323212,,R h h Q R h Q R h Q -===将流量方程代入物料平衡方程,即得到过程状态方程()())()(1)(,)()()(1)(31222122111s Q s Q sC s H s Qs Q s Q s C s H -=--=122112323212)()()(,)()(,)()(R s H s H s Q R s H s Q R s H s Q -===由以上传递函数方程,可画出相应的方框图.利用方框图等效变换;直接用传递函数计算公式;通过求解传递函数方程组.()()()()()32122312121223213222132123212R R R S C R R C R R C R R C R R SC C R R R R R s Q s H s W o +++++++==3.对于如图所示的加热炉温度控制系统，试 (1)指出该系统中的被控变量、操纵变量、扰动变量与控制目标;(2)画出该系统的方块图；(3)选择控制阀的“气开-气关”形式;(4)指出该控制系统的“广义对象”及物理意义。
过控简答题总结
过控简答题总结1、什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？过程控制系统：一般指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成分等这样一些变量的系统。
组成：过程控制系统=检测和控制仪表+被控过程2、过程控制的主要任务是什么？过程控制有哪些特点？任务：对生产过程中的重要参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。
特点：1.控制对象复杂、控制要求多样2．控制方案丰富3．控制对象大多属于慢过程4．大多数工艺要求定值控制5．大多使用标准化的检测、控制仪表及装置。
3、过程控制系统的分类？按设定值的形式分类：1）定值控制系统——设定值恒定不变。
2）随动控制系统——设定值随时可能变化。
3）程序控制系统——设定值按预定的时间程序变化。
按系统的结构特点分类：1）反馈控制系统（闭环控制系统）2）前馈控制系统（开环控制系统）3）复合控制系统4、什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？稳态—把被控变量不随时间变化的平衡状态称为系统的稳态（静态）。
静态特性—静态时系统各环节的输入输出关系。
动态—把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。
动态特性—在动态过程中系统各环节的输入输出变化关系。
静态特性和动态特性都是反映被控参数与控制变量之间的关系，不同点是一个处于静态一个处于动态过程，而这两种过程又是控制系统正常运行中的两种不同状态，只有综合两种性能指标才能反映出一个系统的特性与品质。
5、为什么常选用阶跃信号进行系统分析？阶跃信号的输入突然，对被控变量的影响也最大。
如果一个控制系统能够有效地克服这种干扰，那么对其它比较缓和的干扰也能很好地克服。
阶跃信号的形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。
故更多使用阶跃信号。
6、什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。
基本控制规律有：位式控制、P调节、PI调节、PD调节、PID调节。
物理高考合格考知识点归纳
物理高考合格考知识点归纳高中物理是高考中的一门重要科目，对于学生来说，掌握物理知识点对于取得一个好成绩至关重要。
本文将对物理高考合格考的知识点进行归纳总结，帮助读者更好地理解和掌握这些知识点。
一、力和力的作用效果力是物体相互作用的一种体现，它的作用效果有三种：使物体改变速度、使物体改变形状、使物体产生变形。
二、牛顿三定律牛顿三定律是研究力的性质和作用效果的基本定律，分别是：1. 第一定律（惯性定律）：物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动。
2. 第二定律（运动定律）：物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
3. 第三定律（作用-反作用定律）：凡是有力的作用，就会有相等的反作用。
三、重力和万有引力重力是地球对物体的吸引力，它与物体的质量成正比，与物体与地球的距离的平方成反比。
万有引力是两个物体之间相互吸引的力，它与物体质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。
四、机械能守恒定律机械能守恒定律指出，在力能不变的情况下，一个系统的机械能总量保持不变。
机械能包括动能和势能，动能与物体的质量和速度成正比，而势能与物体的质量和高度成正比。
五、波动与光学波动是物质或能量的传播方式，包括机械波和电磁波。
光学是研究光和光现象的学科，其中包括光的反射、折射、干涉等。
六、电学和磁学电学是研究电和电现象的学科，其中包括电流、电阻、电压等。
磁学是研究磁场和磁现象的学科，其中包括磁力、磁感应强度等。
七、原子物理原子物理是研究微观世界的学科，其中包括原子核结构、放射性衰变等。
八、能量和动力学能量是物体所拥有的做功能力，包括内能、机械能、热能等。
动力学是研究物体运动的学科，包括速度、加速度、力等。
以上是物理高考合格考的主要知识点归纳，通过对这些知识点的掌握，相信读者可以更好地应对物理高考并取得好成绩。
在学习过程中，可以结合习题和实验进行巩固和实践，从而更好地理解和运用这些知识点。
过控课程小结
第六章 前馈及其他控制系统 1 静态前馈控制 2 复合控制系统
2 测试法建模 (1) 阶跃响应和对象传递函数的关系 (2) 方波响应法求阶跃响应→对象特性 方波响应法求阶跃响应 求阶跃响应→ 阶跃响应曲线→ 阶跃响应曲线→选择传函 一阶跃惯性环节 一阶跃惯性环节+滞后 一阶跃惯性环节 滞后 二阶跃惯性环节+滞后 二阶跃惯性环节 滞后 待求参数： 待求参数： K,τ ,T (T1 T 2) ,
第二章： 第二章：比例积分微分控制及其调节过程
概念:调节器的正反作用 概念 调节器的正反作用 有关计算
第三章 单回路控制系统设计
一 系统的基本结构 二 简单控制系统设计 (1) 选择被控参数 选择控制参数: 输入分析→ 影响θ (2) 选择控制参数: 输入分析→ 影响θ的因素 (3) 画控制系统图 (4) 调节阀气开气关形式 (5) 调节器正反作用选择 判断方法1: 1:分析法 判断方法1:分定 三 调节器参数的整定 1 广义调节器和广义对象
第1章 生产过程动态特性
一 控制系统的质量指标 1 衰减率 余差（残差） 2 余差（残差） 二 生产过程的数学模型 1. 解析法求对象特性 （1）了解控制要求 → 被控制量和控制量 分析过程机理→ （2）分析过程机理→ 平衡关系 列出平衡方程： （3）列出平衡方程： 单位时间进入系统物料（能量） 单位时间流出物料（ 单位时间进入系统物料（能量）- 单位时间流出物料（能 系统内物料（能量）储存量物料（能量） 量）=系统内物料（能量）储存量物料（能量）的的变化率 （4）消去中间变量 → 输出输入变量间关系 （5）规范化 → 传递函数
(2) 扰动分析 一次扰动 二次扰动 (3) 串级控制系统设计 主参数和副参数选择 画控制系统图 调节阀气开气关形式 调节器正反作用选择 2 比值控制系统 (1) 比值系数的计算 流量与测量信号成非线性关系 流量与测量信号成线性关系 (2)比值控制系统的类型 (2)比值控制系统的类型 (3) 比值控制实施方案
过控课程总结资料
2）知识点
概念
构成、类型及控制特点
选择器作用、安装位置 开关型、连续型、混合型 控制器 参数整定， 选择器 类型及确定方法 分析、设计
第六章 分程控制
1）主要内容 基本概念 以一个控制器的输出信号的不同信号段分别控制 不同阀门，且使该阀门在其控制信号段内能够完 成从全开到全关动作的控制系统称为分程控制系 统。 阀门组合方式 分程控制目的：
2）主要知识点 控制系统组成、评价指标 基本控制规律 被控变量选择、操作变量选择 通道特性及对控制质量影响 调节阀开关形式、控制器作用形式选择
第二章 串级控制系统 1）主要内容
串级控制系统基本概念和构成 串级控制系统特性 串级控制系统设计 串级控制系统的投运
2）主要知识点： 串级控制系统构成特点（系统图、方框图） 内环的作用 控制过程动作分析，区别干扰进入点 主、副控制器作用方式选择 串级控制系统设计
第三章 前馈及比值控制系统 1）基本内容 前馈控制系统 基本内容：
前馈控制的基本控制原理及特点 前馈控制的组合应用
比值控制系统
基本内容：
基本概念 比值控制基本回路特性 比值控制系统构成类型 比值控制实现（比值器、乘法器、除法器）
2）知识要点
① 前馈控制：
方案特点：
2 2
信号基本关系式：
I0 16K 4
控制要求高，负荷变化较大的场合应考虑应用开 方器。
第四章 均匀控制
1）基本内容
利用一套控制回路，兼顾前后两个被控参数，使 二者均能在允许的范围内波动，进而保证两设备
稳定操作的控制策略。 实现方法 通过参数整定实现均匀控制策略。 主要的均匀控制结构形式
过控复习
期末复习讲义
主讲：薄翠梅教授
整理：自 1305 陈晨
第一章 简单控制系统
考点 1：过程控制系统的七大控制目标 安全性、环境保护、设备保护、平滑操作、产品质量、利润、鉴别和诊断。 考点 2：过程控制系统的五大要素及其表示字母 A：成分；L：液位；F：流量；T：温度；P：压力 考点 3：负反馈控制原理 每部分的作用定义见书 P7-8。三大要素：控制器、执行器、传感器。了解什么是操作变量、 被控变量、扰动变量。
②控制系统框图
③该方案特点： 从动量流量跟踪主动量的变化而变化，实现主、从动量的精确流量比值；能根据另一被控变 量及时调整比值，使该变量满足应用要求；具有强克服进入副环干扰的能力。 三、特点 1.在比值控制系统中，一个物料流量需要跟随另一个物料流量变化，前者称为从动量，后者 称为主动量。 2.主动量是主要物料或关键物料流量，属于可测不可控变量；从动量一般供应有余，属于可
第1页
Hale Waihona Puke 共 14 页考点 7：执行器 执行器分为执行机构和调节机构，主要使用的执行器是阀（自动阀） ，自动阀分为开关阀和 调节阀， 它们又都包括气开阀和气关阀。 调节阀具有四种流量特性： 线性、 等百分比 （对数） 、 抛物线、快开。具体见书 P21-30。 考点 8：控制器参数整定 参数整定常用的方法有经验法、衰减曲线法、稳定边界法/临界比例度法和响应曲线法，具 体内容见书 P51。
考点 4：过程系统动态特性 过程系统动态特性主要有四种：自衡非振荡过程、无自衡非振荡过程、自衡振荡过程、反相 特性过程。具体图像和内容见书 P13。 考点 5：控制系统性能指标 常用的性能指标有超调量、上升时间 tr、衰减比 n、稳态时间 ts、稳态误差 e(∞)。具体每个 性能的作用和介绍见书 P9-12。
过控考试复习大纲
第一章1. 动态数学模型（动态特性）是过程输出变量和输入变量之间随时间变化时动态关系的数学描述。
（填空题）2. 典型过程动态特性（简答）以阶跃响应分类，典型的工业过程动态特性分属四类：自衡的非振荡过程、无自衡的非振荡过程、自衡振荡过程、具有反向特性的过程。
自衡的非振荡过程在阶跃输入信号作用下的输出响应曲线没有振荡地从一个稳态趋向于另一个稳态。
无自衡的非振荡过程没有自衡能力，在阶跃输入信号作用下的输出响应曲线无振荡地从一个稳态一直上升或下降，不能达到新的稳态。
自衡振荡过程具有自衡能力，在阶跃输入信号作用下，输出响应呈现衰减振荡特性，最终过程会趋于新的稳态值。
具有反向特性的过程在阶跃输入信号作用下开始时刻与终止时刻呈现相反的变化，它有自衡和无自衡两种类型。
3. 自衡性：过程能自动地趋于新稳态值的特性4. 增益的影响（扰动通道增益的影响）在其他因素相同的条件下，K f F越大，余差越大，最大偏差越大。
（选择）5. 时间常数的影响（*）若τ0/T0固定，时间常数T0大，则为使稳定性不变，ω应减小，因此，时间常数大时，为保证系统的稳定性，振荡频率减小，回复时间变长，动态响应变慢。
反之，若τ0/T0固定，时间常数T0小，则振荡频率增大，回复时间变短，动态响应变快。
换言之，时间常数越大，过渡过程越慢。
6. 时滞的影响14页7. 被控变量与操纵变量的选择（问答）被控变量的选择原则：深入了解工艺过程，选择能够反映工艺过程的被控变量；控制通道的K0尽量大；过程的τ0/T0应尽量小；过程的T0/T f应尽量小；扰动进入系统的位置应尽量远离被控变量。
操纵变量的选择原则：选择对被控变量影响较大的操纵变量，即K0尽量大；选择对被控变量有较快响应的操纵变量，即过程的τ0/T0应尽量小；过程的T0/T f应尽量小；使过程的K f F尽量小；工艺的合理性与动态响应的快速性应有机结合。
控制方案的选择原则：在满足工艺控制要求的前提下，控制方案应尽量简单实用。
华东理工大学过控复习整理
简单控制系统过程特性与模型建立；四类被控制对象的特点及描述K、T控制阀流量特性选择检测仪表的检测与信号加工处理连续PID控制器中比例度、积分时间、微分时间对控制品质的影响系统性能的评价标准控制器参数整定原则及其方法离散PID控制的三类控制算法复杂控制系统串级控制系统概念、特点及实现。
采用不止一个控制器，而且控制器间相串接，一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值的控制系统，称为串级控制系统均匀控制的思想及三种基本结构比值控制的基本结构及比值系数计算前馈控制系统的概念、特点及实现分程控制系统的概念、特点及实现选择控制系统的概念、特点及实现阀位及多重控制系统的概念、特点及实现按模型计算的控制系统的概念、特点及应用先进控制系统多变量解耦控制的概念及特点软测量技术与推断控制的概念、特点及应用注意预估补偿控制的概念及特点预测控制的基本概念及特点故障诊断的基本概念及特点控制单元操作锅炉汽包水位控制系统锅炉燃烧（油或气）控制系统流体输送设备的防喘振控制系统精馏塔的基本控制方案相关知识点仿真实验中常用的MATLAB函数命令含义本课程内容涉及的相关英语专业词汇试题类型名词解释填空题计算题分析、设计题1.过程特性与模型建立机理分析法、系统辨识法、混合方法。
机理分析建模（白箱）：用理论的方法得到过程动态数学模型。
主要依据是物料平衡和能量平衡关系。
示例：串联水槽动态模型。
系统辨识法（黑箱）：系统输入输出信号是可测的。
通过这些数据来建立分析模型。
混合（灰箱）：理论建模和系统辨识相结合，机理已知部分采取机理建模，未知则采用系统辨识方法。
2. 四类被控制对象的特点及描述① 自衡非振荡过程 传递函数G (s)1s p K e Ts τ-=+ ； n G (s )1s p K e Ts τ-=+（） ；12G (s)1)(T s p K e T s τ-=+（s+1）② 无自衡非振荡过程传递函数 G (s)s p Ke T s τ-= ；G (s)s(1)s p Ke T s τ-=+ ；③ 自衡振荡过程 传递函数22G (s)(+2Ts 1)s p K e T s τξ-=+ ( 0<ξ<1)④ 具有反向特性的过程 传递函数12-T G (s)(1)(T s 1)s d p K e T s τ-=++（1s ） ；-T G (s)s(Ts 1)s d p K e τ-=+（1s ）3.K 、T 、τ答：增益的影响调节通道 1. 增益K0增加时，余差减小，最大偏差减小，控制作用增强。
过控专业的详细介绍
过控专业的详细介绍过控专业的详细介绍1、具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;2、较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括力学、机械学、电工与电子技术、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识;3、具有本专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力;4、具有本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识，了解科学前沿及发展趋势;5、具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
过控专业的知识与能力1、主要课程：微机原理及应用、理论力学、材料力学、化工流体力学、机械原理、机械设计、机械制图、工程材料及机制基础、化工原理、过程装备力学基础、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备制造与检测、过程装备材料腐蚀与防护、过程装备成套技术等。
2、主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计(论文)等，一般应安排40周以上。
3、主要专业实验：过程原理实验、工程力学实验、电工电子实验、机械基础实验、压力容器强度实验、压力容器稳定性实验、过程流体机械性能测试与监控实验、过程设备性能测试与监控实验等。
五、就业前景：毕业生具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的基本知识和技能，可直接从事化工、炼油、医药、轻工、环保等过程设备与过程计算机自动控制的设计、研究、开发、制造、技术管理和教学等工作，对于与机电类有关的工作具有较强的适应能力。
过控专业的课程设置过程专业是过程装备与控制工程专业的简称，该专业所培养的学生能够具有较强的过程装备、机械基础、控制工程、计算机及其它基础理论知识，具有较好的.工程技术基本素质和综合能力。
培养目标是具备过程机械与设备设计及其控制理论，并具备研究开发、设计制造、运行控制等综合能力的高级科学研究和技术人才。
过程控制工程知识点复习
过程控制工程知识点复习过程控制工程知识点复习一.过程控制系统及其分类1.过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入单输出的定值控制系统的分析和综合问题。
2.过程控制有三种图表示分别是系统框图控制流程图工艺流程图我们应当学会识别。
控制流程图系统框图工艺流程图3.过程控制系统的分类按结构特点分为反馈控制系统（闭环）前馈控制系统（开环）前馈-反馈控制系统（复合控制系统）复合控制系统按信号特点分定值控制系统（给出给定值）程序控制系统（按一定规律变化如空调温度随时间变化定值变化11：00给25°c 12：00给28°c）随动控制系统（如比值控制）二.过程建模被控过程是指正在运行的多种被控制的生产工艺设备，如锅炉，精馏塔，化学反应器等等，被控过程的数学模型（动态特性）是指过程在各输入量（控制量与扰动）作用下相应输出量变化函数关系的数学表达式。
过程的数学模型有两种1.非参数模型，如阶跃响应曲线脉冲响应曲线频率特性曲线是用曲线表示的2.参数模型，如微分方程传递函数脉冲响应函数状态方程差分方程是用数学方程式表示的。
机理法建模机理法建模又称为数学分析法建模或理论建模。
自平衡能力：即过程在输入量的作用下其平衡状态被破坏后无需人或仪器的干预，依靠过程自身能力逐渐恢复达到另一新的平衡状态试验法建模试验法建模是在实际的生产过程中，根据过程输入，输出实验数据，通过过程辨识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。
特点是不需要深入了解过程机理但必须设计合理实验。
三.过程测量及变送测量误差测量误差是指测量结果与被测量的真值之差，测量误差反应了测量结果的可靠度。
绝对误差：绝对误差是指仪表指示值与被测变量的真值之差，在工程上，通常把高一等级精度的标准仪器测得的值作为真值（实际值）此时的绝对误差是指用标准仪表（高精度）与测量仪表（低精度）同时测量同一值是，所得两个结果之差。
相对误差：相对误差是指绝对误差与被测量的真值之比的百分数，它比绝对误差更具有说明测量结果的精度。
上海大学过控复习要点和习题答案
课程掌握要点第一章绪论1．过程控制定义？掌握术语DCS，FCS，DDZ，QDZ2．常规仪表过程控制系统的组成？3．过程控制系统的性能指标。
尤其是单项指标。
4．自动化仪表的分类，信号体制：掌握气动仪表之间的联络信号是什么？电动模拟仪表的联络信号是什么？5．掌握单元组合仪表中设置活零点有什么好处？6．安全火花防爆系统第二章检测仪表1．传感器，变送器的作用。
检测变送的功能：转化为标准型号：24V DC电源供电，4~20 mA 电流信号，1~5V DC 电压信号. 气动执行器20~100 KPa 2．掌握仪表的性能指标（误差，精度，特性曲线，零点，量程），掌握精度计算。
3．了解变送器与控制室仪表之间的信号四线制、三线制、二线制传输接线方式？4．掌握工业常用热电阻类型，热电阻的测温范围，注意事项及热电阻的接线方式。
5．掌握热电偶测温原理，范围，注意事项及冷端补偿和补偿导线。
6．掌握D D Z-I I I热电偶的特点。
7．了解热电偶变送器的作用，组成结构、各部分功能，实现原理。
8．掌握压力测量的弹性元件有哪几种？各种压力之间的关系。
9．掌握流量测量方法有那些，分类？节流式流量计测量流量原理，节流元件起什么作用？10．了解靶式流量计和其他流量计的工作原理。
11．掌握转子流量计的工作原理。
与差压流量计比较异同！涡街流量计测量原理。
12．了解液位测量仪表有哪几种？它们如何实现测量的原理？13．掌握利用压力或差压变送器来测量液位的原理？零点迁移。
课后作业答案：第一章 P151.（10）错（11）对2. （１）（用下图代替吧，手头无画图工具）其中控制器为LC，执行器为ＬＶ，检测变送可写为ＬＴ，对象为水槽，被控变量为液位（２）DDZ-III 采用的电模拟信号体制:采用24V DC 电源供电，4~20mA DC 电流信号作为工业现场和控制室之间各仪表之间的联络信号，1～5V DC 电压信号作为控制室内各仪表之间的联络信号。
过控专业安全概论总结
过控专业安全概论总结
控制专业安全概论是一门综合性很强的课程，涉及到了许多安全领域的知识和技能。
通过学习这门课程，我们可以全面了解控制工程领域的安全问题，掌握基本的安全策略和方法，提高对控制系统安全性的认识和意识。
在控制专业安全概论中，我们学习了许多安全基础知识，包括安全概念、风险评估、安全管理、安全法律法规等。
这些知识为我们深入了解控制系统安全提供了基础，让我们能够更好地理解控制系统安全的重要性。
在课程中，我们还学习了常见的攻击方式和安全威胁，例如病毒、木马、黑客攻击等。
我们学习了如何判断一种攻击方式的危害程度，以及如何选择相应的安全措施去应对这些安全威胁。
此外，控制专业安全概论还介绍了安全保障技术，包括身份认证技术、加密技术、网络防御技术等。
通过掌握这些技术，我们可以更好地保障控制系统的安全。
综上所述，控制专业安全概论是一门非常重要和基础的课程，对于提高控制工程师的安全意识、加强控制系统的安全保障都具有重要意义。
过控重要知识点汇总
顺序控制系统
顺序控制系统是被控量的给定量按预定 的时间程序来变化的控制系统。
基本概念
• 被控过程是指正在运行中的多种多样的被控制的 生产工艺设备； 例：加热炉、锅炉、储罐、精馏塔、化学反应器 • 被控过程的数学模型是指过程在各输入量（包括 控制量与扰动量）作用下，其相应输出量（被控 量）变化函数的数学表达式；
（一） 阶跃响应曲线建模（阶跃响应法） 1）定义：通过操作被控过程的调节阀，使过程的输 入产生一个阶跃变化，测记被控量随时间变化的曲线 （称响应曲线），再依据响应曲线，求出被控过程的 输出与输入的数学关系。 2）注意事项： （1）合理选择阶跃信号值。一般取阶跃信号值为正常输
入信号的5～15％左右；
阶跃响应曲线建模（阶跃响应法） （2）在输入阶跃信号前，被控过程必须处于相 对稳定的工作状态。 （3）相同的测试条件下重复做几次，减少干扰 的影响。
定值控制系统
定值控制系统是工业生产过程中应用最 多的一种过程控制系统。 在运行时，系 统被控量（温度、压力、流量、液位、 成份等）的给定值是固定不变的。 有时在规定的小范围附近不变。
随动控制系统
随动控制系统是一种被控量的给定值随 时间任意变化的控制系统。 它的主要作 用是克服一切扰动，使被控量随时跟踪 给定值。
（4）由于过程的非线性，应在阶跃信号作正、 反方向变化时分别测取其响应曲线，以求取过程 的真实特性。
（二）矩形脉冲响应曲线法
• 用矩形脉冲响应曲线的原因：当过程长时间处于较 大扰动信号作用下时，被控量的变化幅度可能超出 实际生产所允许的范围，这时可用矩形脉冲信号作 为过程的输入信号，测出过程的矩形脉冲响应曲线 （阶跃响应曲线由于测试时间较长而不合适）。 • 响应曲线变换原因：由于试验所得的阶跃响应曲线 的参数估计较方便。
西华大学 过程控制复习总结
第一章：1.过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
控制系统分类：（1）按被控参数分：温度（T）、压力（P）、流量（F）、物位（L）、成分（A）。
（2）按被控量数目分：单变量和多变量。
（3）按控制结构分：简单控制系统和复杂控制系统2.控制系统暂态性能指标：（1）衰减比n和衰减率φ（2）最大动态偏差A和超调量ᵟ（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率ω。
综合性能指标：（1）偏差积分（2）绝对偏差积分IAE（3）平方偏差积分ISE （4）时间与绝对偏差积分ITAE第二章：1.温度检测常用传感器：热电偶、热电阻、集成温度传感器。
2.常用压力称谓及常用压力检测方法答：称谓：绝对压力、压力、压差、真空度。
被测压力与绝对压力零线的差值为绝对压力；被测压力与大气压的差叫压力，两未知压力之差叫压差，被测压力低于大气压差值称为真空度。
检测方法：（1）液柱式压力计：根据流体静力学原理：将压力转化为液柱的高度（2）弹性式压力计：利用弹性元件受压产生形变（3）电气式压力计：通过各种敏感元件将压力转换为电量（4）活塞式压力计：被测压力与活塞上加的砝码质量进行平衡来测量的。
3.流量基本概念（单位时间内流过管道某一截面的流体数量，即瞬时流量。
既可用质量表示，也可用体积表示）差压式流量计原理（利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流体测量）转子流量计特点及应用场合（节流原理，不是固定安置在管道中，而是一个可以转动的转子，仪器具有较高的灵敏度，适合于小管径，小流量的测量）电磁流量计优缺点（优点：1.被测量流体的压力损失小；2.可以测量各种导电液的流量，流体可以含有固体颗粒；3.输出信号与流量之间的关系不受流体的物理性质变化和流动状态的影响；4.测量响应速度快，可以测量脉动流量。
缺点：1不能测量非导电液体流量和油类气体，要求导电率不小于水的导电率2由于感应电势数值很小，后级采用高放大倍数放大器，很容易受外界磁场干扰。
过控重点
1、过程控制是根据工业生产过程的特点，采用测量仪表执行机构计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程系统，实现工业生产过程自动化。
2、过程控制有多种方案，包括单回路控制系统前馈控制系统3、控制系统按照结构特点可分为反馈控制系统前馈控制系统复合控制系统。
按给定值信号特点分为定值控制系统、随动控制系统。
4、防爆技术的种类包括隔爆型本安型正压型油浸型充砂型等5、过程控制中压力检测方法有应变片式，压阻式，弹性式，液柱式。
6、半导体热敏电阻包括正温度系数PTC 负温度系数NTC 临界温度电阻CTR。
7、节流流量计基于节流变压降原理，由节流件、导压管及差压检测仪表组成。
8：物位测量方法静压式浮力式电气式超声波式。
9：过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。
10调节阀由阀芯阀体组成11调节阀的流量特性有直线流量特性、对数（等百分比）流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性四种。
12：DCS的设计思想是控制分散、管理集中。
13：在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。
14、Smith预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的纯滞后进行补偿。
15、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环节组成。
16、仪表的精度等级又称准确等级，通常用引用误差作为判断仪表精度等级的尺度。
17、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n 、超调量σ和过渡过程时间ts。
静态质量指标有稳态误差ess。
18、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。
19、绝对误差是指仪表输出信号所代表的被测值与被测参数真值之差20、引用误差是绝对误差与仪表量程的百分比。
21、调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀、和液动调节阀三大类22、积分作用的优点是可消除稳态误差（余差），但引入积分作用会使系统稳定性下降。
过控复习内容一览
过控复习内容一览一、基本概念：1、过控定义；2、控制系统构成；传感器，控制器，执行器，被控对象。
3、控制系统的方框图；主/副变量，主/副对象，主/副调节器，主副回路，调节通道；干扰通道；参数整定的方法；4、控制系统分类及特点：定值调节；随动调节；程序控制；开环/闭环控制系统；单回路控制系统，串级控制系统；前馈控制系统；前馈-反馈控制系统；均匀控制系统；计算机控制系统构成及其方框图，相应DDC，温度、压力、流量、液位传感器、控制器的ISA符号。
5、过渡过程定义及其性能指标：超调量，衰减比，过渡时间（调节时间）、振荡周期；6、被控对象特性参数：a)、静态参数–放大系数定义及其意义，数值变化与系统性能的关系；b)、动态参数–时间常数定义及其意义，纯滞后的定义、特点；数值变化与系统性能的关系；7、给出测量流量、温度、压力、差压、液位的一种传感器名称，并说出上述各种传感器的特点；8、调节阀的流量特性种类及特点；二、基本运算；1、计算灵敏度，迁移量对灵敏度的影响（P134--135）；传感器精度的定义，表示方法。
2、能从给出的控制系统流程图绘出方框图（例如，P39-40）3、热电偶的冷端补偿计算（同作业题，但带有数据，参见P88-91）三、设计分析：1、根据过程参数，选择符合量程、精度、灵敏度要求的传感器；2、能根据工艺要求选择阀门的气开/气关调节阀、能分析被控对象、测量变送、调节器的正反作用；参见P39。
（管式加热炉单回路、串级，换热器、冷却器单回路控制）3、掌握常见调节规律及其特点：P, PI, PD, PID; 理解各参数变化对性能的影响（参阅P197-200）PID位置式和增量式各自特点；4理想PID的微分改进方法，积分切除法、变速积分；5、计算机控制系统设计步骤（P222-224）；四、典型控制系统应用能根据工艺要求选择被调参数、调节参数、控制结构，分析调节变量的选取原则，构成简单或复杂控制系统；P38—48；P232--。
过控课程复习总结
y (0)
tp
ts
t
自动化仪表（图1－8）
工艺介质 阀门 被控过程 检测元件 执行单元 变送单元 自动 控制单元 手动 单元组合 仪表 操作单元 给定值 给定单元 显示单元 测量值 被控参数
2.检测仪表的工作特性：
适应参数测量和系统运行的需要具有的输入/输出特性
（1）理想工作特性：（线性） y y y max min ( x xmin ) ymin xmax xmin
《过程控制系统》基本要求
过控系统基本概念 被控过程建模方法 控制器的信号制、内外给定、正反作用、无扰动切 换 调节阀类型、气开与气关、流量特性、流通能力 单回路控制系统设计要点 串级与前馈 比值、均匀、分程、选择与多变量控制 分析控制方案特点
《过程控制系统》总结
连续生产过程（流程工业） 对象建模、 参数检测、 自动控制系统的设计， 仪表选型及工程实现、 系统参数整定。 强调工程应用能力，有别于自动控制理论。
4.1.2
被控过程的特性
依据过程特性的不同分为自衡特性与无自衡特性、单容特性与多容特性、 振荡与非振荡特性等 1．有自衡特性和无自衡特性 自衡特性：当原来处于平衡状态的过程出现干扰时，其输出量在无 人或无控制装置的干预下，能够自动恢复到原来或新的平衡状态 否则，该过程则被认为无自衡特性。 工业生产过程一般都具有储存物料或能量的能力，其储存能力的大小 称为容量。
(2)Tp影响：
Tp 调节作用不够及时， tS ，控制质量下降; Tp过小, 控制作用过于灵敏,易引起系统振荡
Tp适当小. Tp无法变时在控制通道中增加微分作用
G p ( s )Gv ( s )Gc ( s ) CV ( s ) SP( s ) 1 G p ( s )Gv ( s )Gc ( s )GS ( s )
过控自动化考前复习
第一章1.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？闭环自动控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
操纵变量通过被控对象去影响被控变量，而被控变量又通过自动控制装置去影响操纵变量。
从信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制系统。
即操纵变量通过被控对象去影响被控变量，但被控变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量。
从信号传递关系上看，未构成闭合回路。
2.自动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作用？自动控制系统主要由两大部分组成。
一部分是起控制作用的全套自动化装置，它包括检测元件及变送器、控制器、执行器等；另一部分是受自动化装置控制的被控对象。
检测元件及变送器来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号。
控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号发送给执行器。
执行器根据控制器送来的信号值相应地改变流人(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。
3.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量。
被控对象是对象的输出被控变量是生产过程中所要保持恒定的变量给定值是工艺上希望保持的被控变量数值操纵变量是具体实现控制作用的变量4.什么叫负反馈？它在自动控制系统中有什么意义？把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。
反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈。
当被控变量y受到干扰的影响而升高时，负反馈使负反馈信号z升高，经过比较到控制器的偏差信号e降低，此时控制器发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值x，这样就达到了控制的目的。
5.什么是控制系统的静态与动态？为什么说研究动态比研究静态更为重要？在自动化领域内，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为控制系统的静态。
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一、性能指标1．静态偏差y(∞)或e(∞)静态偏差，也称余差，是指被调量的稳态值与给定值的长期偏差。
e(∞)= r(∞)—y(∞)静态偏差是衡量控制系统准确性的重要指标之一，它反映了控制系统的调节精度 。
2．控制过程时间（调节时间，回复时间）ts 对于定值控制系统，控制过程时间是指阶跃响应曲线由开始起到最后一次进入偏离稳态值为±△范围，并且以后不再越出此范围的时间即 t≥ts 时 ｜ y （t ）－ y （∞）｜≤ △ ， △=5%或2% （5%∣y1∣或2%∣y1∣）对于随动控制系统，控制过程时间是指被调量与其稳态值之差不超过稳态值的±5%或±2%所需要的时间，就认为控制过程已经结束。
即t≥ts 时 y （t ）－ y （∞）≤ ±5%y （∞） 或±2%y （∞） 3．最大动态偏差ym 或超调量σ在定值控制系统中，常用最大动态偏差ym 这个指标来衡量被调量偏离给定值的程度。
ym ＝y1＋y(∞)动控制系统常用超调量这个指标来衡量被控制量偏离给定值的程度。
超调量σ可定义为：()%1001∞=y y σ4．衰减率ϕ衰减比n衰减率是指每经过一个波动周期，被调量波动幅值减少的百分数。
131311y yy y y -=-=ϕ式中 y1—y3—偏离稳态值的第三个波峰幅值。
它常被工程上用来描述过渡过程为衰减振荡时的衰减速度。
若ϕ＜0，则调节过程是发散振荡，这种系统是不稳定的。
若ϕ＝0，则调节过程是等幅振荡，这种系统处于边界稳定。
若0＜ϕ＜1，则调节过程是衰减振荡，这种系统是稳定的。
可以应用。
若ϕ＝1，则调节过程是不振荡的衰减过程(非周期过程)，这种系统稳定。
在0＜ϕ≤1的范围内，ϕ的数值还可表明系统稳定裕量(富裕量或贮备量)的大小 ，一般取 ϕ＝0.75～0.90制系统中，突出的要求是克服扰动的性能。
制系统中突出的要求是跟踪性能。
系统调节品质的优劣可以归纳为三个方面即稳定性，准确性、快速性。
二、数学模型建模方法①理论建模：基于基本的物理、化学定律和工艺参数，推导被控对象数学模型 ②试验建模：在运行条件下通过实验方法来获取 根据阶跃响应把对象分为①有自平衡能力②无自平衡能力单容被控对象：是指只有一个贮存物质或能量的容积。
这种对象用一阶微分方程式来描述。
单容被控对象可分为有自平衡单容对象和无自平衡单容对象两大类 。
受到扰动后平衡被破坏，不需外来的调节作用，而依靠被调量自身变化使对象重新恢复平衡的特性，称为对象的自平衡特性。
能够判断有自平衡能力和平衡能力传递函数区别：有自平衡能力nTs k)1(+ 一般为n 阶惯性环节 无有自平衡能力)1(+Ts s k一般带有积分环节三、PID 控制器 表达式 特点P:微分方程： ⎰⎰==titidt t e T dt t e K t u 0)(1)()(传递函数： sT s K s E s U s G i i 1)()()(===比例控制的特点：（1）无惯性、无迟延、动作快,而且调节动作的方向正确, 在控制系统中是促使控制过程稳定的因素； （2）有差作用 I:微分方程：⎰⎰==titidt t e T dt t e K t u 0)(1)()(传递函数： sT s K s E s U s G i i 1)()()(===积分控制的特点:（1）控制过程结束时,被调量与其给定值之间没有稳态偏差 (无差调节)； （2）积分作用在控制系统中是使控制过程振荡的因素,很少单独使用 D ：微分方程： dtde T t u D=)( 传递函数： s T s E s U s G D ==)()()( 微分控制的特点:（1）微分作用具有超前调节的特点（2）能提高控制过程的稳定性 （3）不能单独使用四、对象对控制质量的影响控制通道：控制作用对被控量的影响扰动通道：干扰作用对被控量的影响①放大系数的影响扰动通道的放大系数越大, 在扰动作用下系统的动态偏差、稳态误差(静态偏差)越大。
控制通道的放大系数K c K u越大，系统的静态偏差幅度越小，即克服扰动的能力增强。
K c可调，能保证K c K u满足设计的要求，故K u无影响。
②时间常数和阶次的影响扰动通道具有惯性环节的扰动通道相当于低通滤波器时间常数越大，阶次越高，幅值衰减越严重控制通道时间常数越大，阶次越高，系统反应速度慢，工作频率↓，ts↑，对控制不利③纯迟延的影响扰动通道不影响控制质量，仅仅使被控量在时间轴上平移了一个值控制通道控制作用要推迟τ后才起作用，对控制不利（τ/Tu）越大，控制质量越差五、串级控制系统结构特点调节规律特点（1）由于副回路具有快速作用，因此，串级控制系统对进入副回路的扰动有很强的克服能力。
（2）由于副回路的存在，改善了对象的动态特性，提高了系统的工作频率。
（3）由于副回路的存在，使串级系统有一定的自适应能力。
主、副调节器的选型：1．副调节器的选型副调节器的任务是要快速动作以迅速消除进入副回路内的扰动、而且副参数并不要求无差，所以一般都选P调节器.如果主、副回路频率相差很大，也可考虑采用PI调节器。
2．主调节器的选型主调节器的任务是准确保持被调量符合生产要求，不允许被调量存在静差。
因此主调节器一般都采用PI 调节器，如果控制对象惰性区的容积数目较多，同时有主要扰动落在副回路以外的话，就可以考虑采用PID 调节器。
六、比值控制系统（两种物料的比值）类型①单闭环比值控制系统 ②双闭环比值控制系统 ③变比值控制系统 单闭环（能画出方框图并分析原理）稳态时，Q 1 （W m1W T1) ＝W m2Q 2 K W W W Q Q m T m =⋅=∴21112 当Q1不变，Q2受到扰动时，闭合回路进行定值控制。
当Q1受到扰动时，WT1(s)输出变化，Q2跟随Q1变化，保证原设定的比值不变。
单闭环比值控制系统适用于负荷变化不大，主流量不可控制，两种物料间的比值要求较精确的生产过程。
双闭环（能画出方框图并分析原理）主流量回路：克服主流量扰动，实现其定值控制。
副流量回路：抑制副回路中的扰动，使副流量与主流量成比值关系。
七、均匀控制系统 原理对于一套控制系统，它能从分利用储罐的缓冲将一个变化剧烈的流量变换成一个变化平稳的流量，这种控制系统称为均匀控制（或均流控制）在均匀控制中涉及两个指标：1）储罐输出流量要求平稳或变化缓慢； 2）最大扰动时，液位仍在允许范围内。
八、前馈-反馈控制系统 原理 特点 前馈控制系统的特点：（1）前馈控制是根据扰动进行控制的，调节过程时间ts 也较小。
（2）前馈控制系统为开环控制系统，不存在系统的稳定性问题，但不易得到静态偏差的数值。
（3）前馈控制系统只能用来克服生产过程中主要的、可测的扰动。
（4） 前馈控制系统一般只能实现局部补偿而不能保证被调量的完全不变。
依靠反馈控制来使系统在稳态时能准确地使被调量等于给定值，而在动态过程中则利用前馈控制有效地减少被调量的动态偏差（对于主要扰动引起的）。
九、双重控制 原理对于一个被控变量采用两个或两个以上的操纵变量进行控制的控制系统称为双重或多重控制系统。
这类控制系统采用不止一个控制器，其中有一个控制器的输出作为另一个称为阀位控制器的测量信号。
十、解耦 方法 概念耦合：控制量与被控量之间是互相影响的，一个控制量的变化同时引起几个被控制量变化的现象。
解耦：消除系统之间的相互耦合，使各系统成为独立的互不相关的控制回路。
方法 一、串联解耦控制二、反馈解耦控制 三、前补偿法十一、纯滞后 Smith 预估补偿的原理 求预估器 原理①Smith 预估补偿方案主体思想就是消去特征方程中的e －τs 项 ②能消除大迟延对系统过渡过程的影响，使调节过程的品质与过程无迟延环节时的情况一样，只是在时间坐标上向后推迟了一个时间τ。
s-'0T s-'0T (s)e(s)W W (s)e (s)W W )()(ττ+=1s R sY )e -(s)(1W (s)W s -'0's τ=∴预估器Smith十二、自适应模型参考自适应控制 原理 给图分析各部分作用参考模型：给定值经过参考模型得到期望输出，然后与实际系统输出作差。
自适应机构：根据广义的偏差自动调整控制器参数。
实现性能比较和自适应控制器的设计。
其实际运行可分3个阶段：①比较闭环性能，产生广义误差e(t)；②按照自适应规律计算控制器参数；③调整可调控制器。
十三、预测控制原理分析图老师上课说的：预测模型：根据控制输入预测出未来输出值在线校正：根据当前的输出情况对预测的值进行修正，得到修正之后的输出值参考轨迹：根据设定值和实际的输出的差，计算出来由现在的输出能够到达的设定值的比较优化的输出曲线，然后把修正的预测的输出和参考轨迹的偏差进行优化计算，给出当前的控制量。
课件上的：预测模型的功能：根据被控对象的历史信息和未来输入，预测系统未来响应。
滚动优化(在线优化）：通过某一性能指标的最优, 确定未来的控制作用反馈校正（在线校正）：每到一个新的采样时刻，都要通过实际测到的输出信息对基于模型的预测输出进行修正，然后再进行新的优化。
不断根据系统的实际输出对预测输出值作出修正使滚动优化不但基于模型，而且利用了反馈信息，构成闭环优化。
十四、模糊控制模糊计算模糊推理模糊集合的直积三个模糊集合的直集定义为：L运算表示将括号内的矩阵按行写成mn维列向量的形式模糊化接口：是模糊控制器的输入接口，主要作用是将输入的精确量按某些算法转换成为模糊化量。
输入量包括了系统的参考输入、系统输出或状态等。
模糊化的一般过程：先将输入量进行尺度变换（尺度变换的算式和变换参数是存放在数据库的），使其变换到各自的论域，；再进行模糊处理，将原有精确量变换成模糊量，并用相应的模糊集合语言值来表示。
数据库：主要包含了与模糊数据和模糊规则有关的各种参数, 其中包括尺度变换、模糊空间分割、和隶属度函数的选择等。
规则库：模糊控制规则库由一系列的“IF THEN”型规则所构成，规则库涉及到输入、输出变量的选择、规则的获得、规则的类型和规则库的性能等。
模糊推理：推理是模糊控制器中，根据输入模糊量，由模糊控制规则完成模糊推理来求解模糊关系方程，并获得模糊控制量的功能部分。
解模糊接口：模糊推理所得是一个模糊集或者是它的隶属函数，不能直接用来作为控制量，还必须进行一次转换，求得清晰的控制量输出，即为解模糊,也称去模糊、反模糊、清晰化。
通常把输出端具有转换功能作用的部分称为解模糊接口。