过程控制系统 黄德先 绪论

过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和
仪器仪表等知识相结合二构成的一门应用科学 过程控制的任务是由控制系统的设计和实现来完 成的。
设计和实现步骤：
确定控制目标 选择测量参数（即被控变量CV） 操作量的选择（即MV）
控制方案的确定
选择控制算法 执行器的选择 设计报警和连锁保护系统 控制系统的调试和投运
衰减率： ( y1 y3 ) y1
图0.8 闭环控制系统在设 定值阶跃扰动下的响应
（2）最大动态偏差和超调量 最大动态偏差 y 是指设定值发生阶跃变化下，过渡过程 在t>0后第一个波峰超过其新稳态值的幅度。 最大动态偏差占被控变量稳态变化幅度的百分数称为超
p
调量。
（3）残余偏差 过渡过程结束后，被控变量新的稳态值 y 与设定值 y1 之 间的偏差，是控制系统稳态准确性的衡量指标。 （4）调节时间和振荡频率
0.3控制系统的组成、分类与性能指标
控制系统的分类：运动控制和过程控制 控制系统的性能指标：稳态性能和动态性能 1.单项控制性能指标 2. 误差积分性能指标
单项控制性能指标
评价控制系统性能指标的要求：
稳定性、准确性和快速性 （1）衰减比和衰减率 衡量一个振荡过程衰减程度的指标。 衰减比： n y1 y3Fra Baidu bibliotek
图0.3 集散控制系统
21世纪至今：综合自动化
阶段
三个层次、五个部分 第一层：过程控制层、 第二层：制造执行层、 第三层：主要是资源规划层、它包 括与企业管理和经营相关的所有系 统，与供需链接管理以及客户关系 管理一起构成第三层
图0.4 综合自动化体系结构图
0.2过程控制的任务与要求
工业生产对过程控制的要求可归纳为：安全性、 经济性和稳定性
过程控制系统
韩莉娜 83C104
绪论
0.1生产过程自动化的发展概况和趋势
生产过程自动化的程度已成为衡量工业企业 现代化水平的一个重要标志 自动化技术的发展史与生产过程本身的发展 有着密切的联系
自动化在工业生产中的四个发展阶段
20世纪50年代之前：经典控制理论
理论基础：基于传递函数的数学描述
误差积分性能指标
(1)误差积分(IE)
IE e(t )dt
0

(2)绝对误差积分(IAE)
IAE e(t ) dt
0

(3)平方误差积分(ISE)
ISE e2 (t )dt
0

(4)时间与绝对误差乘积积分) (ITAE)
ITAE t e(t ) dt
0

0.4本书的结构与教学安排
控制方法：根轨迹法和频率法
图0.1 单回路控制系统
20世纪60年代后的十年： 现代控制理论
以状态空间分析法为出发点，
内容包括系统辨识、最优控制、 最优估计等三部分。
图0.2 直接数字控制
20世纪70年代后的二十余年：
大系统理论和智能控制理论、
第一个特点：控制计算机商品化， 工业生产自动化进入计算机时代。 第二个特点：控制理论与其他学 科相互交叉，相互渗透，向着纵深 方向发展。