过程控制理论知识点

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施工过程的质量控制相关知识点

施工过程的质量控制相关知识点

施工过程的质量控制相关知识点施工过程的质量控制相关知识点引导语:质量监控是为使人们确信某一物项或服务的质量满足规定要求而必须进行的有计划的系统化的活动,以下是店铺整理的施工过程的质量控制相关知识点,欢迎参考!一、工序施工质量控制工序的质量控制是施工阶段质量控制的重点。

(一)工序施工条件控制指控制工序活动的各种投入要素质量和环境条件质量。

(二)工序施工效果控制指控制工序产品的质量特征和特性指标能否达到设计及施工质量验收标准的要求。

属于事后质量控制。

二、施工作业质量的自控(一)施工作业质量自控的意义施工方是施工阶段质量自控主体。

(二)施工作业质量自控的.程序1.施工作业技术的交底2.施工作业活动的实施3.施工作业质量的检验施工作业质量检查是施工质量验收的基础,已完检验批及分部分项工程,必须在施工单位质量自检合格之后,才能报请现场监理机构进行检查验收。

三、施工作业质量的监控(一)施工作业质量的监控主体为了保证项目质量,建设单位、监理单位、设计单位及政府的工程质量监督部门,在施工阶段依据法律法规和工程施工承包合同,对施工单位的质量行为和项目实体质量实施监督控制。

例:某建设工程项目采用施工总承包方式,其中的幕墙工程和设备安装工程分别进行了专业分包,对幕墙工程施工质量实施监督控制的主体有( )等。

A.建设行政主管部门B.幕墙设计单位C.设备安装单位D.建设单位E.幕墙玻璃供应商答案:ABD(二)现场质量检查现场质量检查是施工作业质量的监控的主要手段。

1.现场质量检查的内容“三检”制度即自检、互检、专检。

2.现场质量检查的方法(1)目测法即凭借感官进行检查,也称观感质量检验,其手段可概括为“看、摸、敲、照”四个字。

1)看——就是根据质量标准要求进行外观检查,例如,清水墙面是否洁净,喷涂的密实度和颜色是否良好、均匀,工人的操作是否正常,内墙抹灰的大面及口角是否平直,混凝土外观是否符合要求等;2)摸——就是通过触摸手感进行检查、鉴别,例如油漆的光滑度,浆活是否牢固、不掉粉等;3)敲——就是运用敲击工具进行音感检查,例如,对地面工程、装饰工程中的水磨石、面砖、石材饰面等,均应进行敲击检查;4)照——就是通过人工光源或反射光照射,检查难以看到或光线较暗的部位,例如,管道井、电梯井等内部管线、设备安装质量,装饰吊顶内连接及设备安装质量等。

工业过程控制考试知识点总结

工业过程控制考试知识点总结

⼯业过程控制考试知识点总结第1章1. 系统动态性能的常⽤单项指标有哪些?这些指标那些分别属于稳定性、准确性和快速性?会计算给定值单位阶跃响应下的性能指标。

P8,9,10解:单项性能指标主要有:衰减⽐n 、超调量与最⼤动态偏差A 、静差C 、调节时间T S 、振荡频率w 、振荡周期T 和峰值时间T P 等。

稳定性:衰减⽐,最⼤动态偏差。

准确性:静差,最⼤动态偏差。

快速性:调节时间,振荡频率。

1y 为第⼀个波峰值,y 3为与1y 相邻的同向波峰值,y (∞)为最终稳态值,X 1为设定值。

n=1y :y 3;1100%()y y σ=?∞;A=最⾼峰-设定值;C=⼁X 1-y (∞)⼁;T 为相邻两个同向波峰之间的时间间隔。

2. 典型过程控制系统由哪⼏部分构成,并画出典型过程控制系统⽅框图?解:测量变送器、控制器、执⾏器和被控对象.第2章1. 热电偶的中间温度定律及中间导体定律?什么是热电偶冷端补偿?常⽤补偿⽅法的应⽤场合?补偿导线的作⽤?解:中间温度定律:E AB (t ,t o )=E AB (t ,t n )+E AB (t n ,t o )中间导体定律:在热电偶回路中接⼊中间导体后,只要中间导体两端的温度相同,则对热电偶的热电动势没有影响。

接⼊多种导体时亦然。

热电偶冷端补偿:实际应⽤时热电偶冷端温度波动较⼤给测量带来误差,为降低影响,通常⽤补偿导线作为热电偶的连接导线。

补偿导线的作⽤:将热电偶的冷端延长到距热源较远且温度⽐较稳定的地⽅。

常⽤补偿⽅法的应⽤场合:(1)查表法。

只能⽤于临时测温。

(2)仪表零点调整法。

适宜冷端温度稳定的场合。

(3)冰浴法。

⼀般⽤于热电偶的检定。

(4)补偿电桥法。

⼴泛⽤于热电偶变送电路中。

(5)半导体PN结补偿法。

2.常⽤热电偶分度号有那些,每种热电偶主要的优缺点是什么?解:3.什么是基本误差?精度的定义?从经济和实⽤的⾓度选择仪表的精度等级?解:基本误差:基本误差⼜称引⽤误差或相对百分误差,是⼀种简化的相对误差。

知识领域17:过程控制系统(PCS)

知识领域17:过程控制系统(PCS)
熟练掌握
调节阀的流量特性
掌握
调节阀口径计算
掌握
调节阀选型
掌握
测量变送器的选型
传感器*
掌握
测量仪表
掌握
系统投运
控制系统的调试与投运
掌握
PCS3
复杂控制系统
串级控制系统*
工作原理及分析
熟练掌握
系统设计
熟练掌握
参数整定
掌握
前馈控制系统
前馈补偿器的设计与实现
掌握
前馈控制系统设计及参数整定
掌握
大迟延过程系统
常规控制方案的设计与实现
知识单元知识点掌握程度目前修改pcs1过程建模与过程特对象数学模型动态特性的基本描述形式熟练掌握对象动态特性描述形式的转换方法熟练掌握机理建模方法熟练掌握实验建模方法掌握pcs2简单控制系统设计方法系统设计原则与步骤被控变量与控制变量的选择控制方案的确定熟练掌握控制器及其参数整pid控制器原理熟练掌握控制系统的性能指标熟练掌握pid参数整定熟练掌握执行器的选型调节阀的工作原理和流量方程式熟练掌握调节阀的流量特性掌握调节阀口径计算掌握调节阀选型掌握测量变送器的选型传感器掌握测量仪表掌握系统投运控制系统的调试与投运掌握pcs3复杂控制系统串级控制系统工作原理及分析熟练掌握系统设计熟练掌握参数整定掌握前馈控制系统前馈补偿器的设计与实现掌握前馈控制系统设计及参数整定掌握大迟延过程系统常规控制方案的设计与实现掌握预估补偿控制方案的设计与实现掌握采样控制方案的设计与实现掌握特定要求的过程控比值控制系统掌握均匀控制系统掌握分程控制系统掌握选择性控制系统掌握多变量解耦控制多变量控制系统的关联与分析典型耦合结构相对增益的概念与计算掌握常用解耦控制系统的设计与实现了解pcs4先进控制技术推理控制系统推理控制器设计了解误差模型掌握多变量推理控制了解预测控制系统预测控制模型选修控制算法选修预测控制方法选修稳定性和鲁棒性选修自适应控制系统自校正控制选修模型参考自适应控制选修模糊控制系统模糊集理论的基本概念与计算选修模糊推理选修模糊控制器原理及设计选修神经网络控制系统神经网络的结构及学习规则选修神经控制原理选修神经网络控制系统结构与原理选修pcs5过程计算机控制系组成与类型熟练数字式pid控制算法熟练掌握参数整定熟练掌握数据通信技术异步传送与同步传送掌握面向字符和面向位的传送掌握平衡与不平衡传输掌握工业网络技术工业网络协议掌握工业网络的选型掌握工业以太网及其应用掌握分布式计算机控制系统dcs的结构组成掌握dcs的软件掌握dcs的组态方法掌握总线型dcs掌握dcs中的先进控制技术了解现场总线控制系统fcs的设计与组态掌握现场总线网络系统的构成与组态掌握基金会现场总线了解profibus现场总线了解

过程控制与自动化仪表知识点

过程控制与自动化仪表知识点

1.过程控制系统由被控过程和自动化仪表两部分组成。

2.自动化仪表按能源形式分为:液动、气动和电动。

按信号类型分为:模拟式和数字式。

3.模拟仪表的信号可分为气动仪表的模拟信号与电动仪表的模拟信号。

4.气动仪表的输入/输出模拟信号统一使用0.02~0.1MPa 的模拟气压信号。

5.按照国际电工委员会规定,过程控制系统的模拟直流电流信号为4~20mA DC ,负载电阻为250Ω;模拟直流电压信号为1~5V DC 。

DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表就是这种信号标准。

6.气动仪表与电动仪表的能量供给分别来自于气源和电源。

1.过程参数检测仪表通常由传感器和变送器组成。

2.引用误差计算公式:%100x x minmax ⨯-∆=γ(其中△为最大绝对误差,等于实测值x 减真值a x 的最大差值,即a1x x -=∆,min max x x 与为测量表的上下限值)3.精确度及其等级:最大引用误差去掉“±”与“%”。

例:±5%的精度等级为0.5。

4.热电阻在500℃以下的中、低温度适合作测温元件(理解公式()()[]00t t 1t -+=αR R ,其中R(t)为被测温度t 时的电阻值;R 0为参考温度t 0时的电阻值,通常t 0=0℃,α为正温度系数);金属热电阻适用于-200℃~500℃;热敏电阻为-50~300℃。

5.热电阻接线有二线制、三线制、四线制三种接法,其中三线制可利用电桥平衡原理消去导线电阻。

6.热敏电阻由于互换性较差,非线性严重,且测温范围在-50~300℃左右,所以通常较多用于家电和汽车的温度检测和控制。

7.由于热电偶具有测温精度高、在小范围内线性度与稳定性好、测温范围宽、响应时间快等优点,因此在工业生产过程中应用广泛。

当温度高于2000℃时热电偶不能长期工作,需采用非接触式测温方法。

8.当被测为运动物体时,采用非接触式测温方法。

体积流量表示瞬时流量与累积流量:瞬时:A A A υυ==⎰d q v 累积:⎰=t 0v v dt q Q 质量流量表示瞬时流量与累积流量:瞬时:v m q q ρ= 累积:v m Q Q ρ=(ρ为流量密度)标准状态下的体积流量:n v n m vn /q /q q ρρρ==(n ρ为标准状态下气体密度)9.典型流量检测仪表有容积式流量计、速度式流量计、直接式质量流量计。

过程控制复习知识点

过程控制复习知识点

第一章1.过程控制系统的组成调节器、调节阀、被控过程、检测变送2.过程控制系统的分类1)按系统的结构特点分类反馈控制系统、前馈控制系统、前馈—反馈控制系统2)按给定值信号的特点分类定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统3.过程控制系统的质量指标系统是衰减震荡的过程、衰减比和衰减率、余差、调节时间,峰值时间第二章1.数学模型的建立方法解析法:根据过程的内在机理,通过静态与动态物料平衡关系,建立数学模型的方法自衡过程和无自衡过程。

2.实验法a.阶跃响应法,试验时需要注意的问题1)试验测定前,被控过程应处于相对稳定的工作状态2)输入阶跃信号的幅值不能过大,也不能过小3)分别输入正负阶跃信号,并测取其响应曲线作对比4)在相同的条件下重复测试几次b.矩形响应法3.混合法第三章1.变送器的类型和特点差压变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器温度变送器的分类是直流毫伏变送器、热电隅温度变送器(热电效应)、热电阻温度变送器温度变送器的特点:(1)采用低漂移,高增益的运算放大器作为主要放大器,具有线路简单和良好的可靠性,稳定性及各项技术性能。

(2)在配热电隅和热电阻的变送器中采用线性化电路,使其输出电流I与被测温度呈线性关系,测量精度高(3)线路中采用了安全火花防暴技术措施,可用于易燃易爆场合(4)采用DC24V集中供电,实现了二线制接线方式液位变送器迁移的原因:差压变送器安装位置与容器液相取压点不在同一个平面上。

2.仪表的选择1)量程的选择2)仪表等级的选择3.仪表的应用1)零点的调整:将变压器的测量起始点由零点迁移到某一点正值或负值2)量程的调整的目的:使变压器输出的信号的上限值Ymax与输入测量信号上限值Ymax相对应。

意义:工程应用中变送器进行零点迁移与量程调整可以提高其灵敏度。

第四章1.理解调节器在控制系统的工作原理2.调节器的分类1)按使用的能源:气动调节器和电动调节器2)按结构形式来分:基地式调节器、单元组合调节器、组装式调节器3)按信号类型:模拟调节器和数字式调节器3.调节器作用方式的选择4.调节规律对控制系统的影响PID调节器参数对系统的影响1)比例度是反映比例控制作用强弱的一个参数。

过程控制知识点

过程控制知识点

第一章过程控制定义:用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制称为过程控制。

过程控制特点:连续生产自动控制过程控制系统由过程检测控制仪表组成被近期过程是多种多样的、非电量的过程控制的控制过程多属慢过程而且多半参量控制定值控制是过程控制的一种常用形式。

过程控制组成:由测量元件、变送器、调节器、调节阀和被控过程等环节。

分类:结构特点:反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。

定值信号特点:定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统。

第二章2-22利用热电偶温度计测温时为什么要使用补偿导线及其对冷端温度进行补偿?利用热电阻温度计测温时,为什么要采用三线制接法?测量低温时通常为什么采用热电阻温度计,而不采用热电偶温度计?答:(1)由热电偶测温原理可知,只有当它的冷端温度不变时,热电动势是被测温度的单值函数,所以在测温过程中必须保持冷端温度恒定,为了使它的冷端温度恒定,采取补偿导线法为了消除冷端温度变化对测温精度的影响,采用冷端温度补偿(2)在使用热电阻测温时,为了提高精度,采用三线制接法(3)原因有两点:在中低温区热电偶输出的热电势很小对测量仪表放大器和抗干扰要求很高由于冷端温度化不易得到完全补偿在较低温度区内引起的相对误差就很突出2-27 DDF-3型温度变送器具有哪些主要功能?什么是变送器的零点、零点迁移和量程调节?为什么要进行零点迁移和量程调节?3型温度变送器是怎样进行零点迁移和量程调节的?答:1.DDz-3具有热电偶冷端温度补偿,零点调整、零点迁移。

量程调节以及线性化等重要功能。

2零点:输入为零点时输出为4mm的点,零点迁移:即把测量起始点由零迁移到某一正值或负值。

量程调节:相当于改变变送器的输入输出特性的斜率3零点迁移的目的是使其输出信号的下限Ymin与测量范围的下限值Xmin相对应。

零点迁移之后,其量程不变,即斜率不变,却可提高灵敏度。

量程调节的目的是变送器的输出信号的上限值Ymax与测量范围的上限值相对应4调零点调量程方法:RP1为调零电位器。

过程控制理论知识点

过程控制理论知识点

1过程控制的任务和要求要求三项:安全性经济性稳定性,过程控制的任务就是在了解掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上,根据上述三项要求,应用理论对控制系统进行分析和综合,最后采用适宜的技术手段加以实现。

过程控制的任务是由控制系统的设计和实现来完成的。

2常用过程控制系统分为哪几类三类1.反馈控制系统(根据被控参数与给定值的偏差进行控制的)2.前馈控制系统(根据扰动量的大小进行控制的,扰动是控制的依据)3.前馈-反馈控制系统(前馈控制的主要优点是能迅速及时克服主要扰动对被控量的影响,而前馈反馈能控制利用的反馈控制克服其他扰动,能够使被控量迅速而准确的稳定在给定值上,提高系统的控制质量)1过程控制系统在运行中状态有几种?过程控制系统时域性能指标包括哪些?它们分别反应系统哪些方面性能?两种,一种是稳态,此时系统没有收到任何外来干扰,同时设定值保持不变,因而被调量也不会随时间变化,整个系统处于稳定平衡的工况。

一种是动态,当系统收到外来干扰的影响或者在改变了设定值之后原来的稳态受到破坏,各部分输入输出都发现变化。

时域性能指标(衰减比和衰减率,最大动态误差和超调量,残余偏差,调节时间和振荡频率)衰减比是衡量一个振荡过程的衰减程度的指标,它相当于两个相邻的波峰值之比。

衡量震荡频率过程衰减程度的另一个指标是衰减率,指的是每经过一个周期,波动幅度衰减的百分数。

最大动态误差和超调量最大动态误差是指设定阶跃响应中,过度过程开始后第一个波峰超过其新稳态值的幅度,最大动态偏差占被调量稳态变化幅度的百分比称为超调量残余偏差是指过渡结束之后被调量新的稳态值Y(∞)与新设定值r之间的差值,它是控制系统稳态准确性的衡量指标调节时间和振荡频率调节时间是从过渡过程开始到结束所需的时间过渡过程的振荡频率也可以作为衡量控制系统快速性的一个指标那你。

2什么是被控过程的特性?什么是被控过程的数学模型?目前研究过程数学模型的主要方法有哪些?指被控过程是否容易控制。

过程控制系统知识点梳理

过程控制系统知识点梳理

过程控制系统知识点梳理1、工业生产过程的数学模型有静态和动态之分。

静态数学模型:描述过程稳态时,其输出变量和输入变量之间的数学关系。

此时过程输出与过程输入都不随时间变化。

动态数学模型:过程动态时其输出变量与输入变量之间关系的数学描述。

过程输出变量与输入变量随时间变化,动态数学模型也称为动态特性。

2、建立动态数学模型的目的:用于各类自动控制系统的分析和设计;用于工艺设计以及操作条件的分析和确定;控制系统的调试和控制器参数的整定;工业过程运行人员培训系统;工业过程的故障检测与诊断系统。

3、不同控制算法对过程模型的表达形式要求不同。

PID控制:传递函数二次型最优控制:状态空间模型自适应控制:脉冲传递函数预测控制:阶跃响应或脉冲响应4、建模方法:机理建模(白箱)、系统辨识(黑箱)、混合建模(灰箱)5、系统辨识:在输入和输出数据的基础上,从一组给定的模型类中,确定一个与所测系统等价的模型。

三要素:输入输出数据(辨识的基础)模型类(寻找模型的范围)等价准则(辨识的优化目标)6、最小二乘法的实现可以采用逐步逼近法。

7、系统辨识的分类:非参数模型辨识、参数模型辨识非参数模型辨识(经典辨识):假定过程是线性的前提下不必事先确定模型具体结构。

阶跃响应、脉冲响应、相关分析、谱分析等。

参数模型辨识(现代辨识):必须假定一种模型结构,通过极小化误差准则来确定模型参数。

最小二乘法、梯度矫正法、极大似然法等。

8、辨识步骤:根据辨识目的,利用先验知识,初步确立模型结构,采集数据,进行模型参数和结构辨识,验证,获得最终模型。

9、阶跃响应法:实际测取过程的阶跃响应;由阶跃响应求去过程的传递函数。

10、控制系统的组成:被控对象、检测和变送器、控制器、执行器被控对象:以被控变量表现其特征的装置、设备或过程检测元件和变送器:用于检测被控变量,并将检测到的信号转换为标准信号输出。

控制器:将检测到的信号与设定值进行比较,按一定的控制规律对偏差信号进行运算,运算结果输出到执行器。

过程控制系统与仪表知识点归纳

过程控制系统与仪表知识点归纳

检测的基本方法:1接触式与非接触式;2直接、间接与组合测量;3偏差式、零位式与微差式测量..检测仪表的组成:传感器;变送器;显示仪表;传输通道绝对误差Δ:被测量的测量值xi与真值x0之差..即Δ=xi- x0系统误差、随机误差和粗大误差温标三要素:温度计、固定点和内插方程温标不是温度标准;而是温度标尺的简称测温方法及分类:1接触式:测温元件与被测对象接触;依靠传热和对流进行热交换..2非接触式:测温元件不与被测对象接触;而是通过热辐射进行热交换;或测温元件接收被测对象的部分热辐射能;由热辐射能大小推出被测对象的温度..热电偶测温原理两种不同的导体或半导体材料A和B组成闭合回路;如果两个结合点处的温度不相等;则回路中就会有电流产生;这种现象叫做热电效应..热电势由两部分组成:温差电势和接触电势..热电动势1只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶;且两端温度必须不同;2热电势的大小;只与组成热电偶的材料和材料两端连接点处的温度有关;与热电偶丝的大小尺寸及沿程温度分布无关..热电偶的基本定律一均质材料定律二中间导体定律三中间温度定律四参考电极定律热电偶结构:热电极、绝缘套管、保护管和接线盒 S、R、B三种热电偶均由铂和铂铑合金制成;称贵金属热电偶..K、N、T、E、J五种热电偶;是由镍、铬、硅、铜、铝、锰、镁、钴等金属的合金制成;称为廉价金属热电偶热电偶的冷端补偿:冰点法;计算法;冷端补偿器法;补偿导线法可将热电偶的参比端移到离被测介质较远且温度比较稳定场合补偿原理:不平衡电动势Uba补偿抵消热电偶因冷端温度波动引起的误差..压力检测方法:1 弹性力平衡法2 重力平衡方法3 机械力平衡方法4物性测量方法弹性元件:弹簧管;弹性膜片;波纹管霍尔压力传感器:属于位移式压力差压传感器..它是利用霍尔效应;把压力作用所产生的弹性元件的位移转变成电势信号;实现压力信号的远传..压电式传感器:是一种典型的发电型传感器..它以某些电介质的压电效应为基础;将被测量转换成电荷和电压;完成由非电量到电量的转换过程..压电效应:压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时;其内部产生极化现象;并在其表面上产生电荷;而且在去掉外力后;它们又重新恢复到原来的不带电状态;这种现象称之为压电效应..热电偶式真空计:利用发热丝周围气体的导热率与气体的稀薄程度真空度间的关系..流量计类型:速度式流量计;容积式流量计节流装置测量原理:当流体连续流过节流孔时;在节流件前后由于压头转换而产生压差..对于不可压缩流体例如水;节流前后流体的密度保持不变.. Q=αA d√(2△p/ρ)标准节流装置:标准孔板、标准喷嘴与标准文丘里管阿牛巴是一种均速流量探头;配以差压变送器和流量积算器而组成阿牛巴流量计;也属于差压式流量测量仪表;用来测量一般气体、液体和蒸汽的流量电磁流量计原理:被测流体垂直于磁力线方向流动而切割磁力线时;在与流体流向和磁力线垂直方向上产生感应电势Ex伏;Ex与体积流量Q的关系为: Ex=4B/πDQ×10-8=KQ 利用传感器测量管上对称配置的电极引出感应电势;经放大和转换处理后;仪表指示出流量值..自动控制:就是在没有人直接参与的情况下;利用外加的设备或装置控制装置;使机器、设备或生产过程控制对象的某个工作状态或参数被控量按照预定的规律自动地运行过程控制系统:以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统..过程控制系统组成:对象;检测元件及变送器;控制器;执行器过程控制系统的分类:定值控制系统、程序控制系统与随动控制系统控制系统的品质指标:衰减比n;最大偏差或超调量;余差C;稳定时间;震荡周期或频率自衡的非振荡过程:在阶跃作用下;被控变量无须外加任何控制作用、不经振荡过程能逐渐趋于新的状态的性质;称自衡的非震荡过程..无自衡非振荡过程:如果不依靠外加控制作用;不能建立起新的物料平衡状态;这种特性称为无自衡..有自衡的振荡过程:在阶跃作用下;被控变量出现衰减振荡过程;最后趋于新的稳态值;称为有自衡的振荡过程..具有反向特性的过程:有少数过程会在阶跃作用下;被控变量先降后升;或先升后降;即起始时的变化方向与最终的变化方向相反..对象特性的参数 :一放大系数K放大系数K是一个静态特性参数;只与被控量的变化过程起点与终点有关;而与被控量的变化过程没有关系..二时间常数 Tc时间常数Tc是说明被控量变化快慢的参数;其值等于系统阻值R与容量C的乘积三滞后时间τ对象在受到扰动作用后;被控量不是立即变化;而是经过一段时间后才开始变化;这个时间就称为滞后时间被控过程的数学模型 :模型分类:动态与静态模型;参数模型与非参数模型..建模方法:机理建模;实验建模变送器在自动检测和控制系统中的作用;是将各种工艺参数转换成统一的标准信号;以供显示、记录或控制之用..温度变送器其作用是将热电偶、热电阻的检测信号转换成标准统一的信号;输出给显示仪表或控制器实现对温度的显示、记录或自动控制差压变送器用于防止管道中的介质直接进入变送器里;感压膜片与变送器之间靠注满流体的毛细管连接起来..它用于测量液体、气体或蒸汽的液位、流量和压力;然后将其转变成4~20mA DC信号输出..被控量的选择原则:1作为被控量;必须能够获得检测信号并有足够大的灵敏度;滞后要小2必须考虑工艺生产的合理性和仪表的现状;检测点的选取必须合适..3以产品质量指标为被控量4以工艺控制指标为被控量操纵量的选择原则:1控制通道对象放大系数适当地大些;时间常数适中;纯滞后越小越好;2扰动通道对象的放大系数应尽可能小;时间常数应尽可能大;3扰动作用点应尽量靠近控制阀或远离检测元件;增大扰动通道的容量滞后;可减少对被控量的影响; 4操纵量的选择不能单纯从自动控制的角度出发;还必需考虑生产工艺的合理性、经济性..前馈控制是指按照扰动产生校正作用的控制方法..基本原理:测取进入过程的扰动量外界扰动和设定值变化;并按照其信号产生合适的控制作用去改变控制量;已抵消补偿扰动对被控量的影响..计算机控制系统的组成:工业控制计算机和生产过程计算机控制系统:1操作指导控制系统2直接数字控制系统3监督控制系统4数据采集与监视控制系统5集散控制系统6现场总线控制系统7计算机集成制造系统可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统;专为在工业环境应用而设计的PLC 的基本特点:1可靠性高、抗干扰能力强;2设计、安装容易;接线简单;维护方便;3编程简单、使用方便;4模块品种丰富、通用性好、功能强;5体积小、重量轻、能耗低;易于实现自动化..集散控制系统DCS 就是以微处理器为基础的集中分散型控制系统..分级:1分散过程控制级2集中操作监控级3综合信息管理级1操作员站2现场控制站3工程师站4服务器和其它功能站DCS 功能特点:1分散控制;集中管理;2硬件积木化;软件模块化;3采用局域网通信技术;4完善的控制功能;5管理能力强;6安全可靠性高;7高性能/价格比..DDZ Ⅱ与III 区别:DDZ-Ⅱ型是分立元件放大器;主输出0~5V;辅助输出0~10mA;这样故障输出0和零点输出0就分辨不出来;Ⅲ型是集成电路放大器;主输出4~20mA;辅助输出1~5V;可以分辨出故障输出0和零位输出0实际输出是1V 或者4mA..而且超量程可以输出3.8mA 和20.8mA..这样仪表检修工容易判断是否故障..PID 参数特点、优点、控制规律:P 灵敏简单;只有一个整定参数但存在误差PI 消除静差灵敏;但对滞后较大对象;调节慢且效果不好PD 增进调节系统的稳定性;调小比例度加快调节过程减小动态偏/静差;系统对高频干扰特别明显;输出易夹杂高频干扰PID 综合了各类调节作用的优点所以有更高的调节质量;对于滞后大;负荷大的对象;用复杂控制系统PID 调节器的参数p K 、I T 、DT 对控制性能各有什么影响 1比例增益p K 反映比例作用的强弱;p K 越大;比例作用越强;反之亦然..比例控制克服干扰能力较强、控制及时、过渡时间短;但在过渡过程终了时存在余差2积分时间I T 反映积分作用的强弱;IT 越小;积分作用越强;反之亦然..积分作用会使系统稳定性降低;但在过渡过程结束时无余差;3微分时间DT 反映积分作用的强弱;DT 越大;积分作用越强;反之亦然..微分作用能产生超前的控制作用;可以减少超调;减少调节时间;但对噪声干扰有放大作用..检测仪表的基本技术指标a 绝对误差:检测仪表的指示值X 与被测量真值X t 之间存在的差值称为绝对误差Δ..表示为: Δ= X -X tb又称引用误差或相对百分误差..c 精确度精度为了便于量值传递;国家规定了仪表的精确度精度等级系列.. 如0.5级;1.0级;1.5级等..仪表精度的确定方法:将仪表的基本误差去掉“±”号及“%”号;套入规定的仪表精度等级系列..d 灵敏度和分辨率:灵敏度表示指针式测量仪表对被测参数变化的敏感程度;常以仪表输出如指示装置的直线位移或角位移与引起此位移的被测参数变化量之比表示:S=ΔY/ΔX S -仪表灵敏度;ΔY -仪表指针位移的距离或转角;ΔX -引起ΔY 的被测参数变化量..分辨率表示仪表显示值的精细程度..分辨力是指仪表能够显示的、最小被测值..e 变差:在外界条件不变的情况下;同一仪表对被测量进行往返测量时正行程和反行程;产生的最大差值与测量范围之比称为变差..造成变差的原因:传动机构间存在的间隙和摩擦力; 弹性元件的弹性滞后等..正反行程测量:将规定的输入信号平稳地按增大或减小方向输入执行机构气室或定位器;测量各点所对应的行程值;计算出实际"信号-行程"关系同理论关系之间关系f 响应时间:当用仪表对被测量进行测量时;被测量突然变化以后;仪表指示值总是要经过一段时间后才能准确地显示出来..这段时间称为响应时间..气开、气关式选择依据:按控制信号中断时;保证生产设备安全的原则确定..调节阀正反作用的选择是在调节阀气开气关确定后;其确定原则是:使整个回路构成负反馈系统..简述“积分饱和现象”产生的内因和外因..什么是积分饱和现象 积分饱和现象如何消除: 内因:控制器包含积分控制作用;外因:控制器长期存在偏差..在偏差长期存在的条件下;控制器输出会不断增加或减小;直到极限值引起积分饱和..积分饱和:具有积分作用的控制器在单方向偏差信号的长时间作用下;其输出达到输出范围上限值或下限值以后;积分作用将继续进行;从而使控制器脱离正常工作状态..消除: 1采用积分分离的方法;将PID 调解分开执行 2对积分调节器设置输出高低限幅;达到限幅时暂时切除积分作用使其跟踪;待偏差减小后再投入温度传感器①双金属片:用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊接在一起制成双金属片..受热后由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲..若将双金属片制成螺旋形;当温度变化时;螺旋的自由端便围绕着中心轴偏转;带动指针在刻度盘上指示出相应温度值..②压力式:利用封闭容器中的介质压力随温度变化的现象来测温..原理: 封闭容器中的液体气体或低沸点液体的饱和蒸汽;受热后体积膨胀;压力增大..③热电偶:根据热电效应;将两种不同的导体接触并构成回路;若两个接点温度不同;回路中产生热电势..通过测量热电偶输出的热电势测量温度利..④热电阻:利用金属电阻值或半导体电阻值随温度变化的性质测温..定值、随动、前馈、程序控制系统特点、概念⑴定值:在定值控制系统中设定值是恒定不变的;引起系统被控参数变化的就是扰动信号.. ⑵随动:设定值随时可能变化..变差=量程正反行程最大差值×100%⑶前馈控制的原理:当系统出现扰动时;立即将其测量出来;通过前馈控制器;根据扰动量的大小改变控制变量;以抵消扰动对被控参数的影响..前馈控制的特点:①前馈控制器是按是按照干扰的大小进行控制的; 称为“扰动补偿”..如果补偿精确;被调变量不会变化;能实现“不变性”控制..②前馈控制是开环控制;控制作用几乎与干扰同步产生;是事先调节;速度快..③前馈控制器的控制规律不是PID 控制;是由对象特性决定的..④前馈控制只对特定的干扰有控制作用;对其它干扰无效..⑷程序:设定值按预定的时间程序变化..过渡过程的品质指标衰减比:等于两个相邻的同向波峰值之比n ;4-10过渡过程的最大动态偏差:对于定值控制系统;是指被控参数偏离设定值的最大值A ; 超调量:第一个波峰值1y 与最终稳态值y ∞之比的百分数σ;残余偏差C : 过渡过程结束后;被控参数所达到的新稳态值y ∞与设定值之间的偏差C 称为残余偏差;简称残差;调节时间:从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间;振荡频率:过渡过程中相邻两同向波峰或波谷之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期;其倒数称为振荡频率;峰值时间:过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间..现场总线:连接智能测量与控制设备的全数字式、双向传输、具有多节点分支结构的通信线路..现场总线;是指将现场设备如数字传感器、变送器执行器等与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络..具有全数字化、分散、双向传输等特点;是工业控制网络向现场级发展的产物..调节阀的流量特性:调节阀的流量特性指介质流过阀门的相对流量与相对开度之间的关系: 为相对流量;即调节阀某一开度的流量与全开流量之比; 为相对开度;即调节阀某一开度的行程与全行程之比..若阀门前后压差保持不变/总是变化理想/工作特性..直线/等百分比对数/快开流量特性过程控制系统各个部分组成作用控制器或调节器的作用是把被控变量的测量值和给定值进行比较;得出偏差后;按一定的调节规律进行运算;输出控制信号;以推动执行器动作;对生产过程进行自动调节..执行器是自动控制系统中的重要组成部分;作用是将控制器送来的控制信号转换成执行动作;从而操纵进入设备的能量;将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内..检测变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源的转换器..单回路控制系统参数整定步骤方法:Ⅰ、稳定边界法临界比例度法:属于闭环整定方法;根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据临界比例度Pm 和振荡周期Tm;按经验公式求出调节器的整定参数..置调节器Ti →∞; Td=0;比例度P →较大值;将系统投入运行..逐渐减小P ;加干扰观察;直到出现等幅减振荡为止..记录此时的临界值Pm 和Tm.. 根据Pm 和Tm;按经验公式计算出控制器的参数整定值..1.在闭环控制系统里;将控制器置于纯比例作用下i T = ∞;T =0;从小到大逐渐增大控制器的比例增益KC;直到出现等幅振荡曲线为止..2.此时的比例度称为临界比例度cr δ;相邻两个波峰间的时间间隔;称为临界振荡周期T .. 据此确定控制器参数..3.根据cr δ和crT 值;采用经验公式;计算出调节器各个参数..Ⅱ、衰减曲线法 也属于闭环整定方法;但不需要寻找等幅振荡状态;只需寻找最佳衰减振荡状态即可..1把调节器设成比例作用Ti=∞;Td=0置于较大比例度;投入自动运行..2在稳定状态下;阶跃改变给定值通常以5%为宜;观察调节过程曲线..3适当改变比例度;重复上述实验;到出现满意的衰减曲线为止..记下此时的比例度Ps及周期Ts..n=10:1时;记P’s及TsⅣ响应曲线法属于开环整定方法..以被控对象控制通道的阶跃响应为依据;通过经验公式求取调节器的最佳参数整定值..方法:不加控制作用;作控制通道特性曲线..根据实验所得响应曲线;找出广义对象的特性参数K0、T0、τ0;Ⅴ经验法凭经验凑试.. 其关键是“看曲线;调参数”..在闭环的控制系统中;凭经验先将控制器参数放在一个数值上;通过改变给定值施加干扰;在记录仪上观察过渡过程曲线;根据P、 TI 、TD对过渡过程的影响为指导;对比例度P 、积分时间TI和微分时间TD逐个整定;直到获得满意的曲线为止..经验法的方法简单;但必须清楚控制器参数变化对过渡过程曲线的影响关系..在缺乏实际经验或过渡过程本身较慢时;往往较为费时..串级控制系统:系统有两个闭合回路;形成内外环..主变量是工艺要求控制的变量;副变量是为了更好地控制主变量而选用的辅助变量..主定值、副随动控制系统调节器是串联工作的;主调节器的输出作为副调节器的给定值..系统通过副调节器输出控制执行器动作;实现对主参数的定值控制.串级控制系统;就是采用两个控制器串联工作;主控制器的输出作为副控制器的设定值;由副控制器的输出去操纵调节阀;从而对主被控变量具有更好的控制效果..建立串级控制数学模型;1.主回路设计:主回路设计与单回路控制系统一样2.副回路的选择:副回路设计中;最重要的是选择副回路的被控参数串级系统的副参数..副参数的选择一般应遵循下面几个原则:①主、副变量有对应关系②副参数的选择必须使副回路包含变化剧烈的主要干扰;并尽可能多包含一些干扰③副参数的选择应考虑主、副回路中控制过程的时间常数的匹配;以防“共振”的发生④应注意工艺上的合理性和经济性3.主、副调节器调节规律的选择:在串级系统中;主参数是系统控制任务;副参数辅助变量..这是选择调节规律的基本出发点..主参数是生产工艺的主要控制指标;工艺上要求比较严格..所以;主调节器通常选用PI调节;或PID调节..控制副参数是为了提高主参数的控制质量;对副参数的要求一般不严格;允许有静差..因此;副调节器一般选P调节就可以了.. 4.主、副调节器正、反作用方式的确定:对串级控制系统来说;主、副调节器正、反作用方式的选择原则依然是使系统构成负反馈..选择时的顺序是:1、根据工艺安全或节能要求确定调节阀的正、反作用;2、按照副回路构成负反馈的原则确定副调节器的正、反作用;3、依据主回路构成负反馈的原则;确定主调节器的正、反作用..过程控制:指根据工业生产过程的特点;采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具;应用控制理论..设计工业生产过程控制系统;实现工业生产过程自动化..压力容器1应选择气关式..因为在气源压力中断时;调节阀可以自动打开;以使容器内压力不至于过高而出事故..2 调节阀应选择气关式;则压力控制器PC应为反作用..当检测到压力增加时;控制器应减小输出;则调节阀开大;使容器内压力稳定..或:当检测到压力减小时;控制器应增大输出;则调节阀开小;使容器内压力稳定..如图所示的锅炉汽包液位控制系统;为保证锅炉不被烧干:1应选择气关式..因为在气源压力中断时;调节阀可以自动打开;以保证锅炉不被烧干..2 调节阀应选择气关式;则液位控制器LC应为正作用..当检测到液位增加时;控制器应加大输出;则调节阀关小;使汽包液位稳定..或:当检测到液位减小时;控制器应减小输出;则调节阀开大;使汽包液位稳定..。

过程控制知识点整理

过程控制知识点整理

第一章1、自动化仪表:是实现工业生产过程自动化的重要工具,它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。

在自动控制系统中,自动化仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后,除了送至显示仪表进行指示和记录外,还需送到控制仪表进行自动控制,从而实现生产过程的自动化,使被控变量达到预期的要求。

2、过程控制仪表包括:检测仪表、调节仪表(也叫控制器)、执行器,以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。

3、过程控制系统的主要任务是: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。

4、标准信号制度:国际电工委员会规定:过程控制系统的模拟标准信号为直流电流4-20mA ,直流电压1-5V 。

我国DDZ 型仪表采用的标准信号:DDZ- Ⅰ型和DDZ- Ⅱ型仪表:0-10mA 。

DDZ- Ⅲ型仪表:4-20mA 。

5、我国的DDZ 型仪表采用的是直流电流信号作为标准信号。

6、采用电流信号的优点:电流不受传输线及负载电阻变化的影响,适于远距离传输。

动单元组合仪表很多是采用力平衡原理构成,使用电流信号可直接与磁场作用产生正比于信号的机械力。

对于要求电压输入的受信仪表和元件,只要在回路中串联电阻便可得到电压信号。

7、采用直流信号的优点:a.直流信号传输过程中易于和交流感应干扰相区别,且不存在移相问题;b.直流信号不受传输线中电感、电容和负载性质的限制。

8、热电偶是以热电效应为原理的测温元件,能将温度信号转换成电势信号(mV )。

特点:结构简单、测温准确可靠、信号便于远传。

一般用于测量500~1600℃之间的温度。

9、热电偶的测温原理:将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路,若两个连接点温度不同,回路中会产生电势。

此电势称为热电势,并产生电流。

10、对于确定的热电偶,热电势只与热端和冷端温度有关。

11、热电偶的基本定律:均质导体定律、中间导体定律、中间温度定律。

12、热电阻:对于500℃以下的中、低温,热电偶输出的热电势很小,容易受到干扰而测不准。

2023年过程控制及自动化仪表复习重点知识点

2023年过程控制及自动化仪表复习重点知识点

1、测量温度旳措施:接触式,非接触式。

2、热电偶:当两种不同样导体货半导体连接成闭合回路时,若两个节点温度不同样,回路中就会出现热电动势并产生电流。

3、第三导体定律:除热电偶A、B两种导体外,又插入第三种导体C组合成闭合回路,只要插入旳第三种导体旳两个接点温度相等,它旳接入对回路毫无影响。

4、测量某一点压力与大气压力之差,当这点旳压力高于大气压力时,此差值称为表压。

5、运用弹性元件受压产生变形可以测量压力。

常用旳弹性测压元件有:弹簧管(常用)、波纹管及膜片三类。

6、流量检测仪表:节流式流量计(在管道中放入一定旳节流元件,根据节流元件旳推力或在节流元件前后形成旳压差测量)分为:压差、靶式、转子流量计。

7、热导式气体分析仪是一种物理式旳气体分析仪。

根据不同样气体具有不同样旳热传导能力这一特性,通过测定混合气体旳导热系数,推算出其中某些成分含量。

(0度时H2为7.150,He为7.150)8、调整器旳作用:把测量值和给定值进行比较,根据偏差大小,按一定旳调整规律产生输出信号,推进执行器,对生产过程进行自动调整。

9、调整规律:他旳输出量与输入量(偏差信号)之间具有什么样旳函数关系。

10、比例调整特点:对干扰有及时而有力旳克制作用,但存在静态误差,是一种静差调整。

11、积分调整特点:可以消除静差,即当有偏差存在时积分输出将随时间变化,当偏差消失时输出能保持在某一值上不变。

但动作过于缓慢,过渡过程时间长,易导致系统不稳定。

12、微分调整器:能在偏差信号出现或变化瞬间,立即根据变化趋势,产生调整作用,是偏差尽快旳消除于萌芽状态之中。

但对静态片差毫无克制能力,不能单独使用。

13、在PID三作用调整器中,微分作用重要爱用来加紧系统动作速度,减少超调,克服震荡。

积分作用重要用来消除静态误差。

将比例、积分、微分三种调整规律结合在一起,即可抵达迅速敏捷,又可抵达平稳精确,只要配合得当便可得到满意旳调整效果。

14、数字调整器按其控制回路旳多少可分为:多回路调整器和单回路调整器;按控制程序旳变更措施可分为:固定程序(选择)型和可编程序型。

过程控制系统考试知识点复习和总结终极版

过程控制系统考试知识点复习和总结终极版

第五章 复杂控制系统(串级、比值、均匀、分程、选择、前馈、双 重控制)串级控制系统定义: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系统。

Q Q Q主醍控变量仞是串级控制系烷中要偎持平摆控制的主要被控变■副険控变S 諷控刮系统的辅助般控畫捷主控制器的酗出作为副揑帯一詐的设定恒主技制罂在内郵设定情应下工作.因此是定値控制謝技制器是在外邮设走情况下工作,此时是匹动控酬 主(烹制)回鬲鼠(控制)回銘调节过程:当燃料气压力或流量波动时,加热炉出口温度还没有变化,因此, 主控制器输出不变,燃料气流量控制器因扰动的影响,使燃料气流量 测量值变化,按定值控制系统的调节过程,副控制器改变控制阀开度, 使燃料气流量稳定。

与此同时,燃料气流量的变化也影响加热炉出口 温度,使主控制器输出,即副控制器的设定变化,畐蛀空制器的设定和 测量的同时变化,进一步加速了控制系统克服扰动的调节过程,使主 被控变量回复到设定值。

当加热炉出口温度和燃料气流量同时变化时, 主控制器通过主环 及时调节副控制器的设定,使燃料气流量变化保持炉温恒定, 而副控 制器一方面接受主控制器的输出信号, 同时,根据燃料气流量测量值 的变化进行调节,使燃料气流量跟踪设定值变化,使燃料气流量能根据加热炉出口温串级控制系统框图度及时调整,最终使加热炉出口温度迅速回复到设定值。

特点:能迅速克服进入副回路扰动的影响串级控制系统由于副回路的存在,改善了对象特性,提高了工作频率串级控制系统的自适应能力设计:⑴主、畐U回路副回路应尽量包含生产过程中主要的、变化剧烈、频繁和幅度大的扰动,并力求包含尽可能多的扰动。

设计副回路应注意工艺上的合理性;应考虑经济性;注意主、副对象时间常数的匹配⑵串级控制系统中主、副控制器控制规律主控制器起定值控制作用,副控制器对主控制器输出起随动控制作用,而对扰动作用起定值控制作用。

主被控变量要求无余差,副被控变量却允许在一定范围内变动。

过程控制知识点总结

过程控制知识点总结

过程控制知识点总结工业过程控制的基础知识过程控制的基础知识涉及到控制系统的组成、控制原理和控制方法。

控制系统由控制器、执行器和传感器组成,通过操纵执行器来达到对被控制对象的控制目的。

传感器用于将被控制对象的状态信息转换成电信号,送入控制器进行处理。

控制系统的基本原理是根据被控对象的状态信息,通过控制器对执行器进行调节,实现对被控对象的控制。

控制方法包括开环控制和闭环控制两种。

开环控制是根据被控对象的状态信息直接进行调节,而闭环控制则需要不断地对被控对象的状态信息进行反馈和调节。

PID控制PID控制是目前工业生产中应用最为广泛的一种控制方法。

PID控制是基于被控对象的状态信息反馈,利用比例、积分和微分三种控制算法进行控制。

比例控制算法通过比较被控对象的实际值和期望值的差异,来实现对执行器的调节。

积分控制算法通过对被控对象状态的积分来对执行器进行调节,从而消除长期的稳态误差。

微分控制算法通过对被控对象状态的微分来对执行器进行调节,从而提高系统的动态响应性。

PID控制可以根据被控对象的特性进行调节,以适应不同的工艺过程需求。

过程控制的现代化技术随着科学技术的不断发展,过程控制领域也不断涌现出一些现代化的技术。

例如,现代化的控制系统往往集成了大量的信息技术、通信技术和自动化技术,能够实现控制系统的智能化和网络化。

传感器技术的不断进步也为过程控制提供了更为精确的信息反馈,从而提高了控制系统的性能。

同时,现代化的控制系统还可以通过远程监控和远程操作实现对生产过程的远程控制,大大提高了生产过程的安全性和可靠性。

过程控制的应用领域过程控制技术在工业生产中有着广泛的应用领域。

例如,在化工、石油、化肥、冶金、电力等行业中,过程控制技术被广泛应用于控制生产过程的各个环节。

在食品、医药等行业中,过程控制技术也被广泛应用于保证产品质量和安全。

在环保、能源等领域中,过程控制技术被应用于实现资源的有效利用和环境的保护。

过程控制技术还在交通、建筑、通信等领域中得到了应用。

黑龙江省考研控制科学与工程复习资料控制理论重点知识点梳理

黑龙江省考研控制科学与工程复习资料控制理论重点知识点梳理

黑龙江省考研控制科学与工程复习资料控制理论重点知识点梳理控制理论是控制科学与工程领域的核心理论之一,也是黑龙江省考研控制科学与工程专业的重要课程之一。

掌握控制理论的重点知识点对于考研复习至关重要。

本文将从基本概念、基本原理、常见方法和应用领域等方面对控制理论的重点知识点进行梳理。

一、基本概念1. 控制系统:控制系统是由被控制对象、控制器和执行器等组成的一个整体,通过对被控制对象的观测和测量,以及控制器的计算和调整,来实现对系统状态的控制和调节。

2. 开环控制和闭环控制:开环控制是指控制信号与被控制对象之间没有反馈回路,控制器根据预先设定的控制信号来控制被控制对象;闭环控制是指根据被控制对象的输出信号与期望值之间的差异进行反馈控制,通过调整控制信号来使输出信号趋近于期望值。

二、基本原理1. 系统建模:控制系统的建模是指将实际系统抽象成数学模型,常见的建模方法包括传递函数法、状态空间法和输入-输出法。

2. 系统稳定性:系统稳定性是指系统在一定条件下对于扰动的抵抗能力,常用的稳定性分析方法包括极点判据、奈奎斯特稳定性判据和根轨迹法。

3. 控制器设计:控制器设计是指根据系统需求和性能指标来设计控制器的参数和结构,常见的控制器设计方法包括比例积分微分(PID)控制、状态反馈控制和模糊控制等。

三、常见方法1. PID控制:PID控制是一种经典的控制方法,主要包括比例控制、积分控制和微分控制三个部分,通过调整这三个部分的参数来实现对系统的控制。

2. 自适应控制:自适应控制是指根据系统的动态特性和外部环境的变化来自动调整控制器的参数和结构,以实现对系统的最优控制。

3. 最优控制:最优控制是指在给定约束条件下,通过优化目标函数来确定最优控制策略,常见的最优控制方法包括线性二次型控制和最优估计控制等。

四、应用领域1. 过程控制:过程控制是指对工业生产过程中的物理、化学和生物过程进行控制,常见的应用包括化工过程控制、电力系统控制和环境监测等。

过程控制知识点

过程控制知识点
Y ( s) Kp 比例调节作用迅速,但存在余差。 X ( s)
PI: G ( s)
Y ( s) 1 Kp (1 ) 具有消除余差的能力,但存在调节速度慢和不及时的缺点 X ( s) T1S
Y ( s) Kp(1 TD S ) 瞬时响应性好,但对于恒定误差不起作用 X ( s)
kd 】2. 1 kc k0
干扰通道时间常数 Td 越大则干扰被控量影响越小控制质量越好 3.干扰作用在测定被控量环节进入系统, 被控量反应最灵敏,动态偏差最大,干扰作用远离测量环节则干扰对被控量影响最小 控制通道动态特性对控制质量影响: 1.纯滞后时间τ 0 对控制质量的影响:控制通道的纯滞后对控制质量是有害的,纯滞后越大,控制质量越 差,影响控制系统的稳定性。 2.时间常数对控制质量的影响:时间常数大,反应速度慢,需要较长的过度过程时间,控制量下降,但 过程平稳;时间常数小,控制作用强,克服干扰影响快,过渡过程时间缩短,但时间常数过小时,容易 引起过渡过程的多次振荡,被控量难以稳定下来,即系统稳定性受到影响,容易产生调和超调。
过程控制中对象动态特性: (1)被控参数的变化不是振荡的(2)被控参数在干扰发生的开始有滞后和 惯性(3)在阶跃响应曲线的最后阶段被控参数可能达到新的平衡也可能不断变化,不在平衡下来(4) 描写对象动态特性的参数有放大倍数 k、时间常数 T、滞后时间τ 实测时应注意: (1)扰动量应选择恰当,选大了影响生产,选小了可能受干扰信号影响失去作用( 2) 试验要进行到被控量接近稳定值,或者被控量变化速度达到最大值(3)试验要在额定负荷或平均负荷 下重复进行几次,至少要获得两次基本相同的响应曲线,排除偶然干扰的影响( 4)扰动要正反方向变 化,分别测量,以检验对象非线性。 (5)注意记录响应曲线起始部分,已获得对象的动态特性参数 矩形脉冲法:利用控制阀加一扰动后,待被测量上升或下降到将要超过生产上允许的最大偏差时,立即 清除扰动,让被控量回到起始值。优点:施加扰动时间短,扰动幅值可达 20%或 30%,测量响应时间 短,被控量变化不会超过生产允许值。 矩形脉冲响应:方法:将脉冲响应曲线转换成阶跃响应曲线: x(t ) x1 (t ) x2 (t )

《管理学》控制与控制过程知识点以及考点详解含试题及答案

《管理学》控制与控制过程知识点以及考点详解含试题及答案

第十七章控制与控制过程名词解释1.控制★★★:控制是为了保证企业计划与实际作业动态适应的管理职能。

控制是管理过程不可分割的一部分,是企业各级管理人员的一项重要工作内容。

在企业实际经营中,由于环境的变化、管理权力的分散、工作能力的差异等客观因素,人们在执行计划的过程中总是会或多或少地出现与计划不一致的现象,那么为了保证企业实际作业动态与计划相一致,就必须要依赖控制职能及时发现偏差,找出偏差原因然后就正偏差,或者及时调整计划,以便经营活动有序进行。

2.程序控制★★★:程序控制的特点是,控制标准Z值是时间t的函数。

在企业生产经营中,大量的管理工作都属于程序控制的性质,如计划编制程序、信息传递程序等都必须严格按照事前规定的时间进行活动,以保证整个系统行动的统一。

3.跟踪控制★★★:跟踪控制的特点是,控制标准Z值是控制对象所跟踪的先行量的函数。

在企业生产经营活动中,税金的缴纳,利润、工资、奖金的分配,资金、材料的供应等都属于跟踪控制性质。

4.自适应控制★★★:自适应控制的特点是没有明确的先行量,控制标准值Z是过去时刻已达状态的函数。

也就是说,Z值是通过学习过去的经验而建立起来的。

在企业生产经营中,情况是千变万化的,企业最高领导人对企业的发展方向很难进行程序控制或跟踪控制,而必须进行自适应控制。

他们往往要根据过去时刻企业所处的外部环境和内部已经达到的状态,凭自己的分析、判断、经验、预感作出重大的经营决策,是企业适应外部环境发生的变化。

5.最佳控制★★★:控制标准Z值由某一目标函数的最大值或最小值构成。

在企业生产经营中,普遍应用了最佳控制原理进行决策和管理。

例如用最小费用来控制生产批量,用最低成本来控制生产规模,用最大利润率控制投资,用最短路径控制运输路线等。

6.预先控制:预先控制是在企业生产经营活动开始之前进行的控制。

控制的内容包括检查资源的筹备情况和预测其利用效果两个方面。

为了保证经营过程的顺利进行,管理人员必须在经营开始以前就检查企业各项资源在质和量上都符合经营要求。

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1过程控制的任务和要求
要求三项:安全性经济性稳定性,过程控制的任务就是在了解掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上,根据上述三项要求,应用理论对控制系统进行分析和综合,最后采用适宜的技术手段加以实现。

过程控制的任务是由控制系统的设计和实现来完成的。

2常用过程控制系统分为哪几类
三类1.反馈控制系统(根据被控参数与给定值的偏差进行控制的)2.前馈控制系统(根据扰动量的大小进行控制的,扰动是控制的依据)3.前馈-反馈控制系统(前馈控制的主要优点是能迅速及时克服主要扰动对被控量的影响,而前馈反馈能控制利用的反馈控制克服其他扰动,能够使被控量迅速而准确的稳定在给定值上,提高系统的控制质量)
1过程控制系统在运行中状态有几种?过程控制系统时域性能指标包括哪些?它们分别反应系统哪些方面性能?
两种,一种是稳态,此时系统没有收到任何外来干扰,同时设定值保持不变,因而被调量也不会随时间变化,整个系统处于稳定平衡的工况。

一种是动态,当系统收到外来干扰的影响或者在改变了设定值之后原来的稳态受到破坏,各部分输入输出都发现变化。

时域性能指标(衰减比和衰减率,最大动态误差和超调量,残余偏差,调节时间和振荡频率)衰减比是衡量一个振荡过程的衰减程度的指标,它相当于两个相邻的波峰值之比。

衡量震荡频率过程衰减程度的另一个指标是衰减率,指的是每经过一个周期,波动幅度衰减的百分数。

最大动态误差和超调量最大动态误差是指设定阶跃响应中,过度过程开始后第一个波峰超过其新稳态值的幅度,最大动态偏差占被调量稳态变化幅度的百分比称为超调量
残余偏差是指过渡结束之后被调量新的稳态值Y(∞)与新设定值r之间的差值,它是控制系统稳态准确性的衡量指标
调节时间和振荡频率调节时间是从过渡过程开始到结束所需的时间过渡过程的振荡频率也可以作为衡量控制系统快速性的一个指标那你。

2什么是被控过程的特性?什么是被控过程的数学模型?目前研究过程数学模型的主要方法有哪些?
指被控过程是否容易控制。

数学模型乃是事物行为规律的数学描述。

根据所描述的是事物在稳态下的行为规律还是在动态下的,被控系统数学模型的划分 1.按系统的连续性划分(连续系统模型,离散系统模型)
按模型的结构划分为[输入输出模型(可按时域划分为时域表达—阶跃响应,脉冲响应;频域表达—传递函数),状态空间模型]
机理法建模,用机理法建模就是根据生产过程中实际发生的变化机理,写出各种有关的平衡方程,机理法建模的首要条件是生产过程的机理必须已经为人们所充分掌握,并且可以比较准确地加以数学描述
测试法建模,一般只用于建立输入输出模型。

它是根据工业过程的输入和输出的实测数据进行某种数学处理的模型。

3如何判断一个过程是自衡过程还是无自衡过程?
自衡过程指的是系统中存在着对所关注的变量的变化有固定负反馈作用,该作用总是力图恢复系统的平衡,在出现扰动后,过程能靠系统自身的能力达到新的平衡状态的性质称为自平衡特性,自衡过程具有一定范围内的自平衡,反之,不存在固定反馈作用的且自身无法恢复平衡的,为无自衡过程
4工业过程动态特性的特点是什么?
1.对象的动态特性是不振荡的
2.对象的动态特性有延迟
3.被控对象本身是稳定的或中性的
4.被控对象往往具有非线性特征
1、简述PID控制的优点。

1.原理简单,使用方便
2.适应性强,可以应用于化工、热工、冶金、炼油、以及造纸、建材等各种生产部门
3.鲁棒性强,即其控制品质对被控对象特性的变化不大敏感
2、简述调节器的正、反作用。

为了适应不同被控对象实现负反馈控制的需要,工业调节器都设置有正反作用开关,以便根据需要将调节器置于正作用或反作用方式,所谓正作用方式是指调节器的输出信号U随着被调量Y增大而增大,此时称整个调节器的增益为“+”。

处于反作用方式下,U随着被调量Y 的增大而减小,调节器的增益为“-”
3、控制器为什么必须有自动/手动切换电路,怎样才能做到自动-手动双向无扰动切换?
为了适应工艺过程启动,停车或发生事故等情况,控制器除了需要自动调节的工作状态以外,还需要在特殊情况时能由操作人员切除PID运算电路,直接根据仪表做出判断,操纵调节器输出的手动工作状态
1、什么是串级控制,与单回路控制系统相比串级控制系统具有什么结构特点?
串级控制系统是两只调节器串联起来工作,其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。

结构特点,在系统结构上,它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统。

一个闭环在里面,称为副环,在控制过程中起着粗调的作用,一个环在外面,称为主环,完成细调的任务,以最终保证被调量满足工艺要求。

2为什么串级控制系统具有较强的抑制干扰能力?
在串级控制系统中,由于引入了一个副回路,不仅能及早克服进入副回路的扰动,而且还能改善过程特性。

副回路具有粗调的作用,主调节器有细调的作用,从而使得控制品质提高。

串级控制系统具有较好控制性能的原因
1.对二次干扰有很强的克服能力
2.改善了对象的动态特性,提高了系统的工作频率
3.负荷或操作条件的变化有一定自适应能力
串级系统副回路设计原则
1.副参数选择应使得副回路时间常数小,调节通道短,反应灵敏
2.副回路应包含被控对象所受到的主要干扰
3.当对象有非线性环节,应使非线性环节处于副环中
4.当对象有较大的纯滞后时,副回路应尽量减少或不包括纯滞后
1、掌握教材第124~125页的内容。

在对象特性呈现大迟延(包括容积迟延和纯迟延)多干扰等难以控制的特性,而希望得到较好的过程响应时,反馈系统往往会让人失望,原因如下:1.反馈控制的性质意味着存在一个可以测量出来的偏差,并且用以产生一个控制作用,从而达到闭环控制的目的,就是说系统在控制过程中必定存在着偏差,因此不能得到完整的控制效果 2.反馈调节器不能事先规定它的输出值,而只是改变它的输出值直到被调量与设定值一致为止,所以可以说反馈控制是依靠尝试法来进行控制的,这十分原始。

不变性原理是指控制系统中的被调量与扰动量绝对无关或者在一定准确度下无关,也即被调量完全独立或基本独立
绝对不变性是指对象在扰动Di(t)作用下,被调量y(t)在整个过渡过程中始终保持不变,即调节过程的动态偏差和稳态偏差均为零。

误差不变性是指有一定限制的不变性,或说与绝对不变性存在一定误差ε的不变性
稳态不变性是指被调量在稳态工况下与扰动量无关,即在干扰Di(t)作用下,被调量的动态偏差不等于零,而其稳态偏差为零
选择不变性:被调量往往受到若干个干扰的作用,若系统采用了被调量对其中几个主要的干扰实现不变性就称为选择不变性
例如被控对象存在大迟延环节或者非线性环节,常规PID调节往往难于驾驭,解决的办法之
一是采用补偿原理
3、前馈-反馈控制具有哪些优点?
既发挥了前馈控制作用及时的优点,又保持了反馈控制能克服多个扰动和具有对被调量实行反馈检验的长处
4、什么是大迟延系统?(第136页)
在工业生产过程中,被控对象除了具有容积迟延外,往往不同程度地存在着纯迟延,在这些过程中,由于纯迟延的存在,使得被调量不能及时反映系统所承受的扰动,即使测量信号到达调节器,调节机关接受调节信号后立即动作,也需经过纯延迟时间τ以后,才波及被调量,使之受到控制,一般以为纯迟延时间τ与过程的时间常数T之比大于0.3则说该过程是具有大迟延的工艺过程
6、史密斯补偿的出发点是什么?如何实现史密斯补偿?史密斯补偿是对什么补偿?(第138~139页)
史密斯预估补偿的特点是预先估计出过程在基本扰动下的动态特性,然后从预估器进行补偿,力图使被迟延了τ的被调量超前反映到调节器,使调节器提前动作,从而明显的减少超调量和加速调节过程
1.什么是DDC系统?它由哪几部分组成?它的优点是什么?工业控制机与PC机的主要区别是什么?
直接数字控制系统简称DDC系统,是由一台计算机取代模拟调节器直接控制调节阀等执行器,使被调量保持在给定值。

DDC有被控对象,检测仪表,执行器,工业控制机组成。

优点计算机运算速度快,计算机运算能力强,很容易实现各种比较复杂的控制规律.PC机是个人使用的,远离灰尘和水源,抗电磁能力差,工控机具有可靠性,实时性,扩充性,兼容性
1.什么是分布式系统?它的特点是什么?(第210页)
分布式控制系统又称为集散控制系统,是综合了计算机技术,控制技术,通信技术和图形显示等技术,形成以微处理器为核心的系统,它的最大的特点是实现了完全分散的系统结构,取消了上位机,数据库分散,不设通信协调器
2.分布式系统由哪几部分组成?(第211页)
数据传输通道,控制站,操作站
实验题:(稳定边界法)实验步骤1,置调节器积分时间TI到最大值(TI=∞),微分时间TD 为零(TD=0),比例带δ置较大值,使系统投入运行2.待系统运行稳定后,逐渐缩小比例带,知道系统出现如图的等幅振荡,即所谓临界振荡过程。

记录下此时比例带δ(临界比例带)并计算两个波峰间的时间Tcr(临界振荡周期)3.利用δcr和Tcr值,并进行计算,求出整定器各个整定参数δ,TI和TD的数值。

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