最新过程控制知识点总结
过程控制重点
第一章 绪论1．1．过程控制（英文：Process Control ）通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术最重要的组成部分之一1．1-1．过程控制是生产过程自动化的简称，泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中的连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。
1．1-2．连续生产过程的特征是：生产过程中的各种流体，在连续（或间歇）的流动过程中进行着物理化学反应、物质能量的转换或传递。
1．1-3．从控制的角度，通常将工业生产过程分为三类，即：连续型、离散型和混合型。
过程控制主要是针对连续生产过程采用的控制方法。
1．1-4．过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数进行控制——“工业四大参数”是：温度、压力、流量、物（液）位的自动控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，使连续生产过程自动地进行下去。
1．1-5．过程控制系统的定义：为实现对某个工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的 一个整体 1．1-6．在讨论控制系统工作原理时，为清楚地表示自动控制系统各组成部分的作用及相互关系，一般用原理框图来表示控制系统。
1．1-7．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。
1．1-8．过程控制的特点：⑴．控制对象——被控过程复杂、控制要求多样 ⑵．控制方案丰富多彩⑶．控制过程大多数属于慢过程与参数控制 ⑷．定值控制是过程控制的主要形式⑸．过程控制系统由规范化的、系列化的检测与控制仪表或自动化装置组成1．3-2．系统阶跃响应的单项性能指标 ⑴．衰减比、衰减率衰减比：)(2131B By y n ==;n 取整数，习惯上常表示为1:n ,例如1:4、1:10 衰减率：ny y y y y 11113131-=-=-=ϕ⑵．最大动态偏差、超调量 最大动态偏差：1y超调量:%100)(1⨯∞=y y σ⑶．残余偏差：系统设定值r 与稳态值)(∞y 的差值，即)()(∞-=∞y r e⑷．调节时间、峰值时间、振荡频率 调节时间:S t 峰值时间:p t 振荡频率:ω1．3-3． 系统阶跃响应的综合性能指标 ⑴．偏差积分IE （Integral of Error ）⑵．绝对偏差积分IAE(Integral Absolute value of Error)⑶．平方偏差积分ISE （Integral of Squared Error ）⑷．时间与绝对偏差乘积积分ITAE(Integral of Time multiplied by the Absolute value of Error)1．3-4-1．某换热器的温度控制系统，给定值为200 ℃。
过程控制重点
自动化仪表与过程控制复习资料1、过程控制的特点？答：①对象复杂②对象存在滞后③ 对象特性具有非线性④控制系统复杂2、过程控制系统的3个主要发展阶段答：①仪表自动化阶段②计算机控制阶段③综合自动化阶段3、过程控制系统的基本组成答：①被控对象②传感器和变送器③控制器（调节器）④执行器⑤控制阀4、定值控制系统、随动系统、程序控制系统的定义答：①定值控制系统：设定值保持不变（为一恒定值）的反馈控制系统称为定值控制系统。
②随动系统：设定值不断变化，且事先是不知道的，并要求系统的输出（被控变量）随之而变化。
③程序控制系统：设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即根据需要按一定时间程序变化。
5、递减比（衰减比）、超调量、过渡过程时间、静态偏差、相应曲线评价准则（IAE/ISE/ITAE ）。
答：（1）递减比：根据实际操作经验，为保持足够的稳定裕度，一般希望过渡过程有两个波左右，与此对应的衰减比在4:1到10:1的范围内。
（2）超调量：最大动态偏差占设定值的百分比称为超调量。
（不能过大）（3）过渡过程时间：原处于平衡的控制系统受扰动后，由于系统的控制作用，被控量过渡到被控量稳态值的2％～5％时，达到新的平衡状态所经历的时间，也称为过渡过程时间、稳定时间。
（4）静态偏差：过渡过程结束，设定值与被控参数的稳态值之差。
（5）相应曲线评价准则：误差积分IE （不合理）；绝对误差积分IAE （公认，常用）；平方误差积分ISE （抑制大误差）；偏差绝对值与时间乘积积分（ITAE ）（抑制长时间过渡过程）。
1、量程调整的目的：使变送器的输出信号上限值与测量范围的上限值相对应。
量程调整相当于改变变送器的输入输出特性的斜率，也就是改变变送器输出信号y 与输入信号x 之间的比例系数。
2、零点调整和零点迁移：零点调整使变送器的测量起点为零，而零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。
测量的起始点由零变为某一正值，称为正迁移；反之称为负迁移。
过程控制基础知识
由于对象的特性不同，其输入与输出量可能不止一个，控制系统的设计在于适应这些不同的特点，以确定控制方案和控制器的设计或选型，以及控制器特性参数的计算与设定。这些都要以对象的特性为依据，而对象的特性正如上述那样复杂且难以充分认识，所以要完全通过理论计算进行系统设计与整定至今仍不可能。目前己设计出的各种各样的控制系统(如简单的位式控制系统、单回路及多回路控制系统，以及前馈控制、计算机控制系统等)，都是通过必要的理论计算，采用现场调整的方法达到过程控制的目的的。
(3)对象特性的非线性
对象特性往往是随负荷而变的。当负荷不同时，其动态特性有明显的差别，即具有非线性特性。如果只以较理想的线性对象的动态特性作为控制系统的设计依据，则难以达到控制目的。
(4)控制系统比较复杂
由于生产安全上的考虑，生产设备的设计制造都力求使各种参数稳定，不会产生振荡，所以作为被控对象就具有非振荡环节的特性。对象往往具有自动趋向平衡的能力，即被控量发生变化后，对象本身能使被控量逐渐稳定下来，这种对象就具有惯性环节的特性。也有无自动趋向平衡能力的对象，被控量会一直变化而不能稳定下来，这种对象就具有积分特性。
过程控制知识点(精编)
(一)概述1.过程控制概念：采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。
2.学科定位：过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表知识相结合而构成的一门应用学科。
3.过程控制的目标：安全性，稳定性，经济性。
4.过程控制主要是指连续过程工业的过程控制。
5.过程控制系统基本框图：6.过程控制系统的特点:1)被控过程的多样性2)控制方案的多样性,包括系统硬件组成和控制算法以及软件设计的多样性。
3)被控过程属慢过程且多属参数控制4)定值控制是过程控制的主要形式5)过程控制有多种分类方法。
过程控制系统阶跃应曲线：7.衰减比η：衡量振荡过程衰减程度的指标，等于两个相邻同向波峰值之比。
即：8.衰减率ϕ：指每经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分数，即：衰减比常用表示。
9.最大动态偏差y1：被控参数偏离其最终稳态值的最大值。
衡量过程控制系统动态准确性的指标10.超调量：最大动态偏差占稳态值的百分比。
11.余差：衡量控制系统稳态准确性的性能指标。
12.调节时间：从过渡过程开始到结束的时间。
当被控量进入其稳态值的范围内，过渡过程结束。
调节时间是过程控制系统快速性的指标。
13.振荡频率：振荡周期P的倒数，即：当相同，越大则越短；当相同时，则越高，越短。
因此，振荡频率也可衡量过程控制系统快速性。
被控对象的数学模型（动态特性）：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)变化函数关系的数学表达式。
14. 被控对象的动态特性的特点：1单调不振荡。
2具有延迟性和大的时间常数。
3具有纯时间滞后。
4具有自平衡和非平衡特性。
5非线性。
(二)过程控制系统建模方法机理法建模：根据生产过程中实际发生的变化机理，写出各种有关方程式，从而得到所需的数学模型。
测试法建模：根据工业过程的输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到的模型。
经典辨识法：测定动态特性的时域方法，测定动态特性的频域方法，测定动态特性的统计相关法。
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。
过程控制笔记
过程控制笔记
过程控制是指对生产过程中各种参数进行测量、监控、调整和管理的一种技术手段。
其主要目的是保证产品质量、提高生产效率、降低生产成本，并确保生产过程能够稳定可靠地运行。
过程控制在工业生产中起着至关重要的作用，是提高企业竞争力、实现可持续发展的必要手段。
2. 过程控制的基本要素
过程控制的基本要素包括：
(1) 测量：通过传感器、仪表等设备对生产过程中各种参数进行实时测量，如温度、压力、流量、pH值等。
(2) 监控：对测量数据进行实时监控和分析，及时发现和解决问题。
(3) 调整：根据监控结果进行参数调整，保证生产过程的稳定性和优化性。
(4) 管理：对过程控制系统进行管理和维护，确保其稳定可靠地运行。
3. 过程控制的主要方法
过程控制的主要方法包括：
(1) 开环控制：根据预先设定的参数，对生产过程进行控制，如通过开关控制灯光等。
(2) 闭环控制：通过传感器、仪表等设备对实时测量数据进行反馈，对生产过程进行自动调整，如温控器、压力控制器等。
(3) 先进控制：基于数学模型和计算机控制技术，对生产过程进行优化控制，如模型预测控制、自适应控制等。
4. 过程控制的应用领域
过程控制广泛应用于工业生产中各个领域，如化工、石油、电力、钢铁、医药、食品等。
同时，过程控制还应用于环保、安全生产等领域，对于提高生产效率、保障安全生产、促进可持续发展都具有重要的作用。
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
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。
过程控制及自动化仪表总结
3、执行单元
n理解气动执行器的气开、气关型式及其选择原则 n了解控制阀的流量特性的意义
主要内容
★气动执行器的结构 ★控制阀的理想流量特性
直线、等百分比（对数）、抛物线、快开 ★如何选择执行器的气开、气关？
主要从工艺生产上安全要求出发。原则是：当信号压 力中断时，应保证设备和操作人员的安全。
* 若无信号压力时，希望阀全关，则应选择气开阀；若 无信号压力时，希望阀全开，则应选择气关阀。
（+2kPa，
+1.43%，
+1.0% ）
3.某1.5级测量范围为0~100kPa的压力表，在50kPa、 80kPa、100kPa三点校验时，其示值绝对误差分别为 －0.8kPa、+1.2kPa、+1.0kPa，试问该表是否合格？
仪器基 本误差 小于允 许误差， 仪器合 格；反 之则不 合格。
j
4、简单控制系统
n 了解简单控制系统的结构、组成及作用 n 掌握简单控制系统中被控变量、操纵变量选择的一般
原则 n 了解各种基本控制规律的特点及应用场合 n 掌握控制器正、反作用确定的方法 n 掌握控制器参数工程整定的方法
主要内容
★分析给定的系统 ★制定控制方案
被控对象、被控变量、操纵变量、执行器、控制器 ★画出控制系统的方框图 ★选择执行器的气开、气关 ★选择控制器的控制规律 ★选择控制器的正作用、反作用
练习题
差压计三阀组的安装示意图如图所示， 它包括两个切断阀和一个平衡阀。 安装三阀组的主 要目的是为了在开停 表时，防止差压计单向受到很大的静 压力，使仪表产生附加误差，甚至损 坏。为此，必须正确地使用三阀组。
具体步骤是：
*先开平衡阀3，使正负压室连通；然后
过程控制系统 复习总结!
过程控制系统知识点总结）一、概论1、过程控制概念：五大参数。
过程控制的定义：工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。
2、简单控制系统框图。
控制仪表的定义：接收检测仪表的测量信号，控制生产过程正常进行的仪表。
主要包括：控制器、变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。
控制仪表的作用：对检测仪表的信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产过程进行控制。
3、能将控制流程图（工程图、工程设计图册）转化成控制系统框图。
4、DDZ -Ⅲ型仪表的电压信号制，电流信号制。
QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。
它们之间联用要采用电气转换器。
5、电信号的传输方式，各自特点。
电压传输特点：1). 某台仪表故障时基本不影响其它仪表； 2). 有公共接地点；3). 传输过程有电压损耗，故电压信号不适宜远传。
电流信号的特点：1).某台仪表出故障时，影响其他仪表；2).无公共地点。
若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。
6、变送器有四线制和二线制之分。
区别。
1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。
2、两线制：节省电缆及安装费用，有利于防爆。
活零点，两条线既是信号线又是电源线。
7、本安防爆系统的2个条件。
1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。
2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅，以限制流入危险场所的能量。
第一个字母：参数类型 T ——温度（Temperature ） P ——压力（Pressure ） L ——物位（Level ） F ——流量（Flow ） W ——重量（Weight ） 第二个字母：功能符号 T ——变送器（transmitter ） C ——控制器（Controller ） I ——指示器（Indicator ） R ——记录仪（Recorder ） A ——报警器（Alarm ）加热炉8、安全栅的作用、种类。
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。
公共基础知识过程控制技术基础知识概述
《过程控制技术基础知识概述》一、引言过程控制技术在现代工业生产中起着至关重要的作用，它能够确保生产过程的稳定、高效运行，提高产品质量，降低生产成本。
随着科技的不断进步，过程控制技术也在不断发展和创新，从传统的模拟控制到现代的数字化、智能化控制，其应用范围越来越广泛。
本文将对过程控制技术的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 过程控制的定义过程控制是指对生产过程中的物理量（如温度、压力、流量、液位等）进行自动控制，使其在一定的范围内保持稳定，以满足生产工艺的要求。
2. 控制系统的组成过程控制系统通常由被控对象、传感器、变送器、控制器和执行器等部分组成。
被控对象是指需要进行控制的生产过程或设备；传感器用于检测被控对象的物理量，并将其转换为电信号；变送器将传感器输出的电信号转换为标准信号，以便传输和处理；控制器根据给定值和测量值的偏差，按照一定的控制规律计算出控制信号；执行器根据控制信号对被控对象进行控制，如调节阀门开度、改变电机转速等。
3. 控制方式过程控制的方式主要有开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指控制信号只根据给定值进行计算，不考虑被控对象的实际输出；闭环控制则是将被控对象的实际输出反馈到输入端，与给定值进行比较，根据偏差进行控制。
闭环控制具有较高的控制精度和稳定性，但系统结构相对复杂。
三、核心理论1. 反馈控制理论反馈控制是过程控制的核心理论之一，它基于被控对象的输出反馈，通过调整控制信号来减小给定值与实际输出之间的偏差。
反馈控制可以分为比例控制、积分控制和微分控制三种基本控制方式，分别对应着对偏差的比例、积分和微分响应。
通过合理组合这三种控制方式，可以实现不同的控制性能要求。
2. 现代控制理论现代控制理论是在经典控制理论的基础上发展起来的，它采用状态空间法对控制系统进行描述和分析。
现代控制理论可以处理多输入多输出系统、非线性系统和时变系统等复杂控制问题，具有更高的控制精度和鲁棒性。
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。
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。
过程控制重点
1、过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、液位、成分、粘度、湿度和PH（酸碱度或氢离子浓度）等这样一些过程变量的系统。
2、反馈控制系统【闭环】是过程控制中的一种最基本的控制结构形式。
反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据。
3、前馈控制系统【开环】，前馈控制是以不变性原理为理论基础的，前馈控制系统直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。
4、被控过程的数学模型（动态特性）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）变化函数关系的数学表达式。
5、被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道。
控制作用与被控量之间的信号联系称为控制通道。
扰动作用与被控量之间的信号联系称为扰动通道。
6、建立过程数学模型的基本方法：一般来说，有机理分析法和实验法或混合在一起等。
7、热电偶的测温原理是以热电效应为基础的，将两种不同材料的导体A、B组成一个闭合回路。
8、热电偶回路产生的热电动势主要是有接触电动势组成。
9、热电偶的热电动势E（t,to）大小不仅与热端温度t有关，还与冷端温度to有关。
10、热电阻温度计的最大特点是：性能稳定、测量精度高、测温范围宽，同时还不需要冷端温度补偿，一般可在-270~900℃范围内使用。
11、热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度而变化的性质来测量温度的。
12、常见的热电阻：铂电阻、铜电阻、半导体热敏电阻。
13、执行器（调节阀）由执行机构和调节机构（阀）两部分组成。
14、根据使用能源不同，执行器可分为：气动执行器、电动执行器和液动执行器三类，气动执行器的输入信号为：0.02~0.1MPa15、执行器有气开、气关两种形式。
气开式：当气动执行器输入压力P>0.02MPa时，阀开始打开，也就是说有信号压力时阀开，无信号压力时阀闭。
气关式则反之。
16、在工程上执行器气开、气关型的确定主要是从生产安全角度来考虑的。
过程控制总结
第1章过程控制是指工业生产过程中连续或按照一定周期程序运行的生产和过程自动化。
过程控制系统的定义：为实现对某个工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的一个整体。
连续过程：稳态条件下连续完成生产任务的生产过程。
被控量：被控制的过程变量操作量：用来保持被控量等于或接近设定值的过程变量。
干扰量：能够影响被控量的过程变量。
过程控制系统的基本要求：稳定性、准确性和快速性。
时域控制性能指标包括：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。
★过程控制系统由检测变送单元、控制器、执行器和被控过程组成。
过程控制系统的分类：按过程控制系统结构特点分类：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.定值控制系统。
2.随动控制系统。
3.顺序控制系统。
锅炉汽包水位控制系统是定值控制系统。
第2章自衡：在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。
无自衡：在原平衡状态出现干扰时，当没有外加任何控制作用时，被控过程不能重新到达新的平衡状态。
★建立被控过程的数学模型的目的：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。
★数学模型的基本要求：简单、能正确可靠地反映过程输入和输出之间的动态关系。
过程建模的基本方法：解析法，实验辨识法，混合法解析法：根据被控过程的内在机理，运用已知的静态和动态物料平衡、能量平衡等关系，用数学推理的方法求取被控过程的数学模型。
实验辨识法：根据过程输入、输出的实验测试数据，通过过程辨识和参数估计得出数学模型。
混合法：将机理演绎法和实验辨识法相结合来建立过程的数学模型。
★解析法建模的一般步骤：1.明确过程的输入变量、输出变量和中间变量。
2.根据建模对象和模型使用目的做出合理假设。
3.根据过程的内在机理，建立静态和动态平衡关系方程。
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气动控制：仪表信号的传输标准：0.02-0.1Mpa电动控制：DDZ-2信号的传输标准：0-10mADCDDZ-3信号的传输标准：4-20mADC计算机控制:DCS、PLC（模拟量4-20mA、1-5V）FCS（标准协议）稳定性指标：衰减比（衰减率）准确性指标：残余偏差，最大动态偏差，超调量快速性指标：调节时间（振荡频率）第一章1、被控对象：即被控制的生产设备或装置被控变量－被控对象需控制的变量2、执行器：直接用于控制操纵变量变化。
执行器接收到控制器的输出信号，通过改变执行器节流件的流通面积来改变操纵变量。
常用的是控制阀。
3、控制器（调节器）：按一定控制规律进行运算，将结果输出至执行器。
4、测量变送器：用于检测被控量，并将检测到的信号转换为标准信号输出。
稳态：系统不受外来干扰，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动态：系统受外来干扰或设定值改变后，被控量随时间变化，系统处于未平衡状态。
过度过程：从一个稳态到达另一个稳态的过程。
过渡过程的形式：非周期过程（单调发散和单调衰减）；振荡过程（发散、等幅振荡、衰减振荡）评价控制系统的性能指标：稳定性、准确性、快速性稳定性：稳定性是指系统受到外来作用后，其动态过程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。
准确性：理想情况下，当过渡过程结束后，被控变量达到的稳态值（即平衡状态）应与设定值一致。
快速性：快速性是通过动态过程持续时间的长短来表征的。
多数工业过程的特性可分为下列四种类型：自衡的非振荡过程；无自衡的非振荡过程；有自衡的振荡过程具有反向特性的过程放大系数K对系统的影响：控制通道（放大系数越大，控制作用对扰动的补偿能力强，有利于克服扰动的影响，余差就越小）。
扰动通道（当扰动频繁出现且幅度较大时，放大系数大，被控变量的波动就会很大，使得最大偏差增大；）滞后时间τ对系统的影响：控制通道（滞后时间越大，控制质量越差）扰动通道（扰动通道中存在容量滞后，可使阶跃扰动的影响趋于缓和，对控制系统是有利的）工业过程动态特性的特点（1）对象的动态特性是不振荡的（2）对象动态特性有迟延。
迟延包括容积迟延、传输迟延。
（3）被控对象本身是稳定的或中性稳定的（4）被控对象往往具有非线性特性控制规律：控制器的输出信号随偏差信号的变化而变化的规律。
正作用控制器：y↑，u↑，故Kc为负；反作用控制器：y↑，u↓，故Kc为正气开阀的增益为正，气关阀的增益为负比例调节（P调节）动作规律：反应及时，超调量小，有差调节比例度δ的物理意义：如果输出u直接代表调节阀开度的变化量,那么δ就代表使调节阀开度改变100%，即从全关到全开时所需的被调量的变化范围δ越大：过渡过程越平稳，残差大，稳定性↑，调节时间↑。
δ减小：振荡加剧，稳定性↓，残差小。
δ减到某一数值时，出现等幅振荡，此时称为临界比例度积分调节（I调节）的特点：滞后性、无差调节、稳定性差。
增大积分速度将会降低控制系统的稳定程度，直到最后出现发散的振荡过程．Ti愈小，积分部分所占比重愈大。
比例积分调节的动作规律：利用P调节快速抵消干扰，同时利用I调节消除残差积分饱和现象：如果调节器能够随着输出的变化而变化，那么偏差e也就会逐渐变化，最后为0,但是如果由于某种原因(如阀门关闭，泵故障)被调量偏差无法消除，而调节器还是试图要校正这个偏差，因此积分项不停增大(绝对值增大)，经过一段时间后，调节器输出将进入深度饱和状态，这种现象称为积分饱和现象微分调节总是力图抑制被调量的振荡，它有提高控制系统稳定性的作用．适度引入微分动作可以允许稍微减小比例带，同时保持衰减率不变．微分调节具有超前作用。
使用微分作用时，要注意以下几点：（1）微分作用的强弱要适当：TD太小，调节作用不明显，控制质量必改善不大。
TD太大，调节作用过强，引起被调量大幅度振荡，稳定性下降。
（2）微分调节动作对于纯迟延过程是无效的。
（3）PD调节器的抗干扰能力很差，这只能应用于被调量的变化非常平稳的过程，一般不用于流量和液位控制系统。
δ越小（KC越大），比例作用越强；TI越小，积分作用越强；TD越大，微分作用越强；TD ＝0，则为PI控制；TI＝∞，则为PD控制；τ/T<0.2：选择比例或比例积分动作。
0.2<τ/T≤1.0：选择比例微分或比例积分微分动作。
τ/T>1.0：采用简单控制系统不能满足控制要求，应选用复杂控制系统，如串级，前馈控制等．第三章控制系统的控制质量的决定因素:被控对象的动态特性整定的实质: 通过选择控制器参数，使其特性和过程特性相匹配，以改善系统的动态和静态指标，实现最佳的控制效果整定的前提条件：设计方案合理，仪表选择得当，安装正确IE（误差积分）简单，也称为线性积分准则，但是不能抑制响应等幅波动IAE（绝对误差积分）：抑制响应等幅波动ISE（平方误差积分）抑制响应等幅波动和大误差，但是不能反映微小误差对系统的影响ITAE（时间与绝对误差乘积积分）：着重惩罚过度时间过长常用的工程整定法有以下几种：动态特性参数法；稳定边界法；衰减曲线法；经验法动态特性参数法（响应曲线法）整定步骤：（1）在手动状态下，改变控制器输出（通常采用阶跃变化），记录下测量变送环节Gm（s）的输出响应曲线y（t）。
（2）由开环响应曲线获得单位阶跃响应曲线，并求取“广义对象”的近似模型与模型参数；（3）根据控制器类型与对象模型，根据经验公式选择PID参数并投入闭环运行。
在运行过程中，可对增益作调整稳定边界法（临界比例度法）整定步骤：1) 使调节器仅为比例控制，比例带δ设为较大值，TI=∞,TD=0,让系统投入闭环运行.2) 待系统运行稳定后，逐渐减小比例带，直到系统出现等幅振荡，即临界振荡过程．此时的比例带为δcr，振荡周期为Tcr3) 利用δcr和Tcr值，按稳定边界法参数整定计算公式表，求调节器各整定参数δ,TI, TD 衰减曲线法整定步骤：1) 使调节器仅为比例控制,比例带δ设为较大值,TI=∞,TD=0,让系统投入运行.2) 待系统稳定后，作设定值阶跃扰动，并观察系统的响应．若系统响应衰减太快，则减小比例带；反之，若系统响应衰减过慢，应增大比例带. 如此反复, 直到系统出现4:1衰减振荡过程或者如图b所示的衰减比为10：1的振荡过程时 .记录下此时的δ值（设为δs ），以及Ts值（如图a中所示），或者Tr值（如图b中所示）。
经验法：简单可靠，能够应用于各种控制系统，特别适合扰动频繁、记录曲线不太规则的控制系统；缺点是需反复凑试，花费时间长。
临界比例度法：简便而易于判断，整定质量较好，适用于一般的温度、压力、流量和液位控制系统；但对于临界比例度很小衰减曲线法：优点是较为准确可靠，而且安全，整定质量较高第四章1、启动调节阀的执行机构的正反作用形式是如何定义的？在结构上有何不同？正作用:信号压力增加时，推杆向下移动 (ZMA)；反作用:信号压力增大时，推杆向上移动 (ZMB)。
正作用的执行机构：控制器输出增加，阀杆下移。
反作用执行机构：控制器输出增加，阀杆上移。
2、调节阀的流量系数C是什么含义？如何根据C选择调节阀的口径？流量系数C:在给定行程下, 阀两端压差为0.1Mpa, 水密度为1g/cm3时, 流经调节阀的水的流量, 以m3/h表示(体积流量)。
流量系数是表示调节阀通流能力的参数。
它根据流量、阀两端的差压和流体的密度等确定。
是选择阀门口径的参数。
调节阀口径选定的具体步骤：确定主要计算数据：正常流量Qn，正常阀压降△pn，正常阀阻比Sn，运行中可能出现的最大稳定流量Qmax3、什么事调节阀的结构特性、理想流量特性和工作流量特性？如何选择调节阀的流量特性？调节阀的结构特性：阀芯与阀座间节流面积与阀门开度之间的关系。
理想流量特性：在调节阀前后压差固定(△p=常数)情况下得到的流量特性。
工作流量特性：调节阀在实际使用条件下，其流量q与开度l之间的关系．此时阀压降不是常数.选择调节阀的流量特性是：1. 从改善控制系统控制质量考虑。
2. 从配管状况(S100)考虑。
调节阀的作用:接受调节器送来的控制信号,调节管道中介质的流量(即改变调节量),从而实现生产过程的自动化．调节阀的分类：气动, 电动和液动三类．气动执行机构有薄膜式和活塞式两种．常见的气动执行机构均为薄膜式阀(或称阀体组件)它由阀体、上阀盖组件、下阀盖组件和阀内件组成气开阀：信号压力增加，流量增加；气关阀：信号压力增加，流量减小阀门定位器的功能：定位功能；改善阀的动态特性；改变阀的流量特性；改变气压作用范围，满足分程控制要求；用于阀门的反向动作阀芯形状有快开（灵敏度最差，很少使用），直线，抛物线（特性与等百分比接近）和等百分比四种。
主要使用直线和等百分比两种。
直线结构特性的特点：①斜率在全行程范围内是常数。
②阀芯位移变化量相同时,节流面积变化量也相同。
③直线特性的调节阀在开度变化相同的情况下：当流量小时，流量的变化值相对较大，调节作用较强，易产生超调和引起振荡；流量大时，流量变化值相对较小，调节作用进行缓慢，不够灵敏。
等百分比结构特点：①曲线的放大系数是随开度的增大而递增的.。
②在同样的开度变化值下：流量小时（小开度时）流量的变化也小（调节阀的放大系数小），调节平稳缓和.。
流量大时（大开度时）流量的变化也大（调节阀的放大系数大），调节灵敏有效。
③无论是小开度还是大开度，相对流量的变化率都是相等的，流量变化的百分比是相同的.流过调节阀的流量的决定因素有:①阀的开度。
②阀前后的压差。
③所在的整个管路系统的工作情况。
调节阀在选型时应该注意以下几点：(1) 选择调节阀的结构形式和材质。
(2) 选择流量特性。
(3) 选择阀门口径第五章1、试分析串级控制系统的特点，及其应用场合。
（1）副回路（内环）具有快速调节作用，它能有效地克服二次扰动的影响；（2）由于内环起了改善对象动态特性的作用，因此可以加大主调节器的增益，提高系统的工作频率。
（3）对负荷或操作条件的变化具有一定的自适应能力。
串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。
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控制阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。
通用串级控制系统的方框图：见教材P107图5.11串级控制系统具有较好的控制性的原因：1) 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. 其中主回路是定值控制，副回路是随动控制。
2) 副回路的引入，大大克服了二次扰动对系统被调量的影响。
3) 副回路的引入, 提高了整个系统的响应速度,使其快速性得到了提高。
4) 串级控制系统对负荷或操作条件的变化有一定的自适应能力．副回路的设计主要是如何选择副参数．其设计原则为：副参数的选择应使副对象的时间常数比主对象的时间常数小，调节通道短，反应灵敏；副回路应包含被控对象所受到的主要干扰；尽可能将带有非线性或时变特性的环节包含于副回路中。