1单回路控制系统
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Tsp
TC
蒸汽 u(t) RV
Tm RF , Ti T 凝液 进料
蒸汽加热器温度控制系统 控制系统的组成:被控对象、测量变送器、执行器、控制器
1.1.1 控制系统组成
2.控制系统的方框图
被控对象 扰动 D 干扰通道 GD (s) 偏差 e 控制器 Gc (s) 控制变量 u 操纵变量 q 执行器 Gv (s)
第1章 单回路控制系统
主要教学内容
1. 控制系统组成、质量指标、可控程度 2. 被控变量与操纵变量的选择 3. 调节阀气开、气关方式确定，流量特性的选择 4. 工业常用控制律及其选择 5. 控制系统的投运以及控制器参数整定
1.1 控制系统组成、性能指标、可控程度
1.1.1 控制系统组成
1. 控制系统组成 液位控制系统 从维持生产平衡考虑，工艺上希望罐内的液位h能 维持在所希望的位置hsp 上。液位h是需要控制的工艺变 量，称为被控变量；hsp为被控变量的控制目标，称为给 定值或设定值。显然，当进水量Qi或出水量Qo波动时， 都会时罐内的液位发生变化。现假定通过控制出水量Qo 维持液位的恒定，则称为Qo操纵变量。而进水量Qi是造 成被控制变量产生不期望波动的原因，称为扰动。
什么叫工业生产过程？
通常把原材料转变成产品并具有一定生产规模的过程叫工业 生产过程。
原材料 能源
工业生产过程
产品 副产品，废物
工业生产过程示意图
工业生产过程控制系统发展过程
19世纪世界工业革命以后，工业生产过程由简单到复
杂，规模由小到大。至今，已有各种各样的工业生产过程 ，生产出多种多样的产品满足人们的生活需要。作为工业 生产过程一部分的工业生产过程控制系统也在不断发展和 提高。现就工业自动化仪表和计算机控制技术应用两方面 介绍工业生产过程控制系统发展过程。
时成绩（包括作业、出勤、课堂小测验等）占总成绩的
20%，实验成绩(包括实验预习、实验操作和实验报告)占 总成绩的20%。
建议教材与参考资料
建议教材
王树青,戴连奎,于玲等.过程控制工程（第二版）[M].北京：化学工业 出版社， 2009
参考资料
[1]王树青等.工业过程控制工程[M].北京：化学工业出版社,2002
其转换为标准信号作为输出。例如，用热电阻或热电偶
测量温度，并用温度变送器转换为统一的气压信号（ 0.02~0.1MPa）或直流电流信号（0~10mA或4~20mA）。
1.1.1 控制系统组成
（4）被控对象：是指被控制的生产设备或装置。 （5）干扰量: 引起被控变量变化的一切外界因素。
（6）干扰通道：干扰至被控变量之间的信号联系；
20世纪80年代
20世纪90年代
计算机在工业生产过程中应用发展过程
年代 20世纪60年代 计算机应用技术 计算机控制时代开始 主要用于直接数字控制（DDC）
20世纪70年代
微型计算机的产生 微处理机技术用于工业控制 集散型计算机控制系统产生（DCS） 小型机开始在企业管理中应用
微机广泛在工厂管理信息系统中应用 DCS大量在工业控制中应用 先进控制技术在工业上的应用 工业生产过程自动化（PA），工业自动化（FA） 计算机集成制造技术（CIMS，CIPS） 企业资源规划（ERP） 现场总线控制技术发展（Fild Bus）
•电动仪表开始应用 •仪表控制室 •模拟流程图 •DDC
自动化仪表技术的发展
20世纪70年代
•集成电路技术 •微处理器 •能源危机 •工业现代化 •微机广泛应用 •办公自动化 •数字化技术 •通讯，网络技术 •对环境的重视 •智能控制 •工业控制高要求 •电动仪表 •CAD •自动机械工具 •机器人 •DCS，PLC •数字化仪表，各种通信协 议，如RS-232 •智能化仪表，危机化仪表 •先进控制软件 •DCS功能扩展 •现场总线 •分析仪器的在线作用 •优化控制
1.1.1 控制系统组成
方块图中的各环节 （1）控制器 (也称调节器) ：它将被控变量的测量值与设定
值进行比较，得出偏差信号e(t)，并按一定的规律给出控 制信号u(t)。 （2）执行器：执行器接收控制器送来的命令信号，相应地 去改变控制阀的开度。最常用的执行器是气动薄膜控制 阀，在采用电动控制器的场合，控制器的输出还需要经 电—气转换器将统一的电流信号转换成统一的气压信号 （3）测量变送器：用于测量被控变量，并按一定的规律将
Qi
h
LC
hsp Qo
液位人工控制
液位自动控制回路
1.1.1 控制系统组成
• 液位测量变送器LT • 液位控制器LC
• 自动调节阀 (电动薄膜式调节阀)
小圆圈表示某些自动化仪表，圆内通常由“两位以上 字母+序号”组成，第一位字母表示被控变量的类别，常 见的字母T(温度)、P(压力)、dp(差压)、F(流量)、L（液 位或料位）、A(分析量)，第继字母表示仪表功能，常见 的字母包括T(传感变送器)、C(控制器)、I(指示仪表)等 。
J f (e, t )dt
0
1.1.2 控制系统的性能指标
常用的偏差积分性能指标 ①偏差积分IE ②平方偏差积分ISE ③绝对偏差积分IAE
J e(t )dt
0
不能保证控制系统 具有合适的衰减比
侧重于抑制过程中 的大偏差
J
0
e 2 t dt
J
0
0
et dt
课程的地位与任务
地位
自动化专业必修课
任务
主要介绍一些已经成熟、比较成熟的各种
控制方案，方案分析、设计、实现，掌握 控制系统设计方法和开发研究的基本知识。
具备的基础知识
• 自动控制原理 • 化工原理 • 测控仪表及装置
课程考核
考核：采用期末考试、平时考核和实验相结合的考核方
式。 总成绩为100分，其中期末考试成绩占总成绩的60%，平
1.1.2 控制系统的性能指标
（1）衰减比 N ①定义：前后相邻两个峰值之比 N=B/B’，习惯上表示为n:1 ②工程意义：反映过程稳定性一个指标 N>1 衰减振荡 N=1 等幅振荡 N<1 发散振荡 N>>1 非周期 ＊工程上希望 4:1--10:1
1.1.2 控制系统的性能指标
（2）超调量与最大动态偏差 ①最大动态偏差A：被控变量偏离给定值的最大数值。在衰 减振荡过程中，最大偏差就是第一个波的峰值。 最大振幅B与最终稳态值C之和的绝对值 A=|B+C| ②工程意义：表示偏离设定值的程度（衡量） i）偏差愈大，时间域长，离生产状态愈远。 ii）工艺不希望，甚至引起生产事故。 超调量 B ①超调量B：第一个波峰A与稳态值C之差 B=A-C ②工程意义：反映过程稳定性一个指标（同A）
1.1.1 控制系统组成
热交换器的温度控制系统 针对蒸汽加热器的某一温度自动控制系统，它由 蒸汽加热器、温度变送器TT、温度控制器TC和蒸汽流 量控制阀组成，控制的目标是保持流体出口温度T恒定 。当进料流量RF或温度Ti等因素的变化引起出口物料的 温度变化时，通过温度变送器TT测得温度的变化，并将 其信号Tm送至温度控制器与给定值Tsp进行比较，温度控 制器TC根据其偏差信号进行运算后将控制命令u(t)送至 控制阀，以改变蒸汽量RV来维持出口温度。
1.1.2 控制系统的性能指标
（5)峰值时间和上升时间 定义：被控变量达到最大值的时刻称为峰值时间tp，过渡 过程开始到被控变量第一次达到稳态值的时间称为上升时 间tr。 工程意义：反映系统快速性的指标。
1.1.2 控制系统的性能指标
（2）偏差积分性能指标 引入原因
①阶跃响应性能指标 i）初始条件为零 ii）加阶跃（干扰）输入 ②控制系统输入信号非单一的，对于其它干扰情况下 需建立一个广义的评价函数—偏差积分评价指标 偏差积分性能指标 它是以控制系统瞬时误差函数e(t)为泛函数的积分 评价系统的系统品质指标。它是用一个数（最小）来衡 量一个系统的优劣是否处于最佳状态的一种方法。
设定值 ysp
+
控制通道 Gp (s)
+
被控变量 y
+
_ 测量值 ym
测量变送 Gm (s)
单回路控制系统的方框图
1.1.1 控制系统组成
方块图说明 （1）每个方块代表控制系统的一个环节
（2）方块图中连线为信号线，不是物料线。
（3）箭头代表信号作用方向 （4）控制系统具有单向性，输入影响输出 （5）信号沿箭头方向前进又回到原起点――闭环 特点：自控系统具有被控变量负反馈的闭合回路
具有较快的过渡过 程和不大的超调量
对初始偏差不敏感 对后期偏差敏感
④时间与偏差绝对值乘积的积分ITAE
J t et dt
1.1.3 过程的可控程度
定义:过程可控程度是指对过程进行控制的难易程度（相对的) 过程可控程度指标Kmaxwc的导出 (1) 引入原因 自控设计时，对于同一被控变量，工艺上往往有几个变量 可作为操纵变量 操纵变量不同，系统结构不同，控制难易程度不同 (2) 引入目的 选择操纵变量 控制方案比较 (3) Kmaxwc（可控程度）的导出 推导条件 ①相同模式控制器（PID）②参数整定最佳 ③相同类型干扰 ④性能指标：偏差绝对值积分(IAE)
[2]黄德先等.过程控制系统 [M].北京：清华大学出版社，2011
[3]俞金寿等.过程控制系统 [M].北京：机械工业出版社，2008
绪论
• 现代工业生产过程，随着生产规模的不断扩大，生产过程 的强化，对产品质量的严格要求，以及各公司之间的激烈 竞争，人工操作与控制已不能满足现代化生产的要求，工 业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备，因 为，它是保证现代企业安全，优化，低消耗和高效益生产 的主要技术手段。
（7）控制通道：操纵变量至被控变量之间的信号联系；
（8）设定值：被控变量的预定值；
（9）操纵变量：使被控变量保持在设定值的物料量或能
量。
（10）被控变量：过程内要求保持设定值的物理量。
1.1.2 控制系统的性能指标
1.控制系统的过渡过程 稳态：被控变量不随时间变化的平衡状态。
动态：被控变量随时间变化的不平衡状态。
过渡过程：自动控制系统在动态阶段中，被控变量
从一个稳态到另一个稳态随时间变化的
过程。
1.1.2 控制系统的性能指标
过渡过程的基本类型：振荡过程和非周期过程 振荡过程
①发散振荡过程
②等幅振荡过程 ③衰减振荡过程
1.1.2 控制系统的性能指标
非周期过程 非周期衰减过程 非周期发散过程
非周期衰减过程
非wenku.baidu.com期发散过程
1.1.2 控制系统的性能指标
（3）余差e (∞) ①余差：过渡过程终了时新稳态值与设定值之差 e(∞)=r-c(∞)=r-C ②工程意义：反映控制精度的重要指标 生产中一般希望C愈小愈好（不超过某一个预 定范围）。
* 一般由工艺人员提出被控变量的波动范围所规定
1.1.2 控制系统的性能指标
（4）调节时间（恢复时间）Ts和振荡频率 调节时间（恢复时间）Ts ①定义：从系统受扰后至被控变量又建立新的平衡的最短 时间为止，一般规定进入稳态值 ±5% (±2% 范围内经历 的时间。) ②工程意义：反映过程快慢、长短标志（快速性指标） 在N一定相同情况下，Ts愈短，过程愈快，适应性愈强 质量愈好。 振荡周期P ①定义：从第一个波峰到第二个波峰的时间 振荡频率为周期的倒数 ②工程意义：在同样的振荡频率下，衰减比越大，则调节 时间越短。而在同样的衰减比下，振荡频率越高，则调节 时间越短。反映过程快慢的标志 。
自动化仪表技术的发展
年代 工业发展状况 仪表技术
20世纪50年代
化工 钢铁 纺织 造纸 电子管时代
•仪表信号传输标准 •(0.2~1.0kgf/cm2)(3~15 psi)气动信号 •采用真空电子管 •记录仪表为自动平衡型 •气动仪表控制器
20世纪60年代
•半导体技术（分立元件） •石油化工 •计算机 •大型电站 •过程工业大型化
1.1.2 控制系统的性能指标
2 性能指标 定义：评价控制系统优劣的指标 分类： （1）以阶跃响应曲线的几个特征参数作为性能指标
（2）偏差积分性能指标
1.1.2 控制系统的性能指标
（1）以阶跃响应曲线的几个特征参数作为性能指数 初始条件 ①系统处于平稳状态（稳态） ②加阶跃干扰 以衰减振荡过程为例:在单位阶跃输入况下，对于定 值系统典型过渡过程曲线如图所示：
20世纪80年代
20世纪90年代
过程控制与其它相关学科
控制原理 与方法 最优化 方法与技术
系统仿真 技术
控制工程
计算机 与网络技术
化工原理 与对象机理
测量与控制 仪表
课程的主要内容
1.常规单回路系统 2.串级、前馈、大纯滞后控制、解耦控制 3.比值、均匀、分程、选择控制 4.流体输送设备控制 5.传热设备控制 6.精镏塔控制 7.反应器控制 • 实验 单回路控制系统、串级控制系统（必做） 学时：56 （讲课48、实验8）
TC
蒸汽 u(t) RV
Tm RF , Ti T 凝液 进料
蒸汽加热器温度控制系统 控制系统的组成:被控对象、测量变送器、执行器、控制器
1.1.1 控制系统组成
2.控制系统的方框图
被控对象 扰动 D 干扰通道 GD (s) 偏差 e 控制器 Gc (s) 控制变量 u 操纵变量 q 执行器 Gv (s)
第1章 单回路控制系统
主要教学内容
1. 控制系统组成、质量指标、可控程度 2. 被控变量与操纵变量的选择 3. 调节阀气开、气关方式确定，流量特性的选择 4. 工业常用控制律及其选择 5. 控制系统的投运以及控制器参数整定
1.1 控制系统组成、性能指标、可控程度
1.1.1 控制系统组成
1. 控制系统组成 液位控制系统 从维持生产平衡考虑，工艺上希望罐内的液位h能 维持在所希望的位置hsp 上。液位h是需要控制的工艺变 量，称为被控变量；hsp为被控变量的控制目标，称为给 定值或设定值。显然，当进水量Qi或出水量Qo波动时， 都会时罐内的液位发生变化。现假定通过控制出水量Qo 维持液位的恒定，则称为Qo操纵变量。而进水量Qi是造 成被控制变量产生不期望波动的原因，称为扰动。
什么叫工业生产过程？
通常把原材料转变成产品并具有一定生产规模的过程叫工业 生产过程。
原材料 能源
工业生产过程
产品 副产品，废物
工业生产过程示意图
工业生产过程控制系统发展过程
19世纪世界工业革命以后，工业生产过程由简单到复
杂，规模由小到大。至今，已有各种各样的工业生产过程 ，生产出多种多样的产品满足人们的生活需要。作为工业 生产过程一部分的工业生产过程控制系统也在不断发展和 提高。现就工业自动化仪表和计算机控制技术应用两方面 介绍工业生产过程控制系统发展过程。
时成绩（包括作业、出勤、课堂小测验等）占总成绩的
20%，实验成绩(包括实验预习、实验操作和实验报告)占 总成绩的20%。
建议教材与参考资料
建议教材
王树青,戴连奎,于玲等.过程控制工程（第二版）[M].北京：化学工业 出版社， 2009
参考资料
[1]王树青等.工业过程控制工程[M].北京：化学工业出版社,2002
其转换为标准信号作为输出。例如，用热电阻或热电偶
测量温度，并用温度变送器转换为统一的气压信号（ 0.02~0.1MPa）或直流电流信号（0~10mA或4~20mA）。
1.1.1 控制系统组成
（4）被控对象：是指被控制的生产设备或装置。 （5）干扰量: 引起被控变量变化的一切外界因素。
（6）干扰通道：干扰至被控变量之间的信号联系；
20世纪80年代
20世纪90年代
计算机在工业生产过程中应用发展过程
年代 20世纪60年代 计算机应用技术 计算机控制时代开始 主要用于直接数字控制（DDC）
20世纪70年代
微型计算机的产生 微处理机技术用于工业控制 集散型计算机控制系统产生（DCS） 小型机开始在企业管理中应用
微机广泛在工厂管理信息系统中应用 DCS大量在工业控制中应用 先进控制技术在工业上的应用 工业生产过程自动化（PA），工业自动化（FA） 计算机集成制造技术（CIMS，CIPS） 企业资源规划（ERP） 现场总线控制技术发展（Fild Bus）
•电动仪表开始应用 •仪表控制室 •模拟流程图 •DDC
自动化仪表技术的发展
20世纪70年代
•集成电路技术 •微处理器 •能源危机 •工业现代化 •微机广泛应用 •办公自动化 •数字化技术 •通讯，网络技术 •对环境的重视 •智能控制 •工业控制高要求 •电动仪表 •CAD •自动机械工具 •机器人 •DCS，PLC •数字化仪表，各种通信协 议，如RS-232 •智能化仪表，危机化仪表 •先进控制软件 •DCS功能扩展 •现场总线 •分析仪器的在线作用 •优化控制
1.1.1 控制系统组成
方块图中的各环节 （1）控制器 (也称调节器) ：它将被控变量的测量值与设定
值进行比较，得出偏差信号e(t)，并按一定的规律给出控 制信号u(t)。 （2）执行器：执行器接收控制器送来的命令信号，相应地 去改变控制阀的开度。最常用的执行器是气动薄膜控制 阀，在采用电动控制器的场合，控制器的输出还需要经 电—气转换器将统一的电流信号转换成统一的气压信号 （3）测量变送器：用于测量被控变量，并按一定的规律将
Qi
h
LC
hsp Qo
液位人工控制
液位自动控制回路
1.1.1 控制系统组成
• 液位测量变送器LT • 液位控制器LC
• 自动调节阀 (电动薄膜式调节阀)
小圆圈表示某些自动化仪表，圆内通常由“两位以上 字母+序号”组成，第一位字母表示被控变量的类别，常 见的字母T(温度)、P(压力)、dp(差压)、F(流量)、L（液 位或料位）、A(分析量)，第继字母表示仪表功能，常见 的字母包括T(传感变送器)、C(控制器)、I(指示仪表)等 。
J f (e, t )dt
0
1.1.2 控制系统的性能指标
常用的偏差积分性能指标 ①偏差积分IE ②平方偏差积分ISE ③绝对偏差积分IAE
J e(t )dt
0
不能保证控制系统 具有合适的衰减比
侧重于抑制过程中 的大偏差
J
0
e 2 t dt
J
0
0
et dt
课程的地位与任务
地位
自动化专业必修课
任务
主要介绍一些已经成熟、比较成熟的各种
控制方案，方案分析、设计、实现，掌握 控制系统设计方法和开发研究的基本知识。
具备的基础知识
• 自动控制原理 • 化工原理 • 测控仪表及装置
课程考核
考核：采用期末考试、平时考核和实验相结合的考核方
式。 总成绩为100分，其中期末考试成绩占总成绩的60%，平
1.1.2 控制系统的性能指标
（1）衰减比 N ①定义：前后相邻两个峰值之比 N=B/B’，习惯上表示为n:1 ②工程意义：反映过程稳定性一个指标 N>1 衰减振荡 N=1 等幅振荡 N<1 发散振荡 N>>1 非周期 ＊工程上希望 4:1--10:1
1.1.2 控制系统的性能指标
（2）超调量与最大动态偏差 ①最大动态偏差A：被控变量偏离给定值的最大数值。在衰 减振荡过程中，最大偏差就是第一个波的峰值。 最大振幅B与最终稳态值C之和的绝对值 A=|B+C| ②工程意义：表示偏离设定值的程度（衡量） i）偏差愈大，时间域长，离生产状态愈远。 ii）工艺不希望，甚至引起生产事故。 超调量 B ①超调量B：第一个波峰A与稳态值C之差 B=A-C ②工程意义：反映过程稳定性一个指标（同A）
1.1.1 控制系统组成
热交换器的温度控制系统 针对蒸汽加热器的某一温度自动控制系统，它由 蒸汽加热器、温度变送器TT、温度控制器TC和蒸汽流 量控制阀组成，控制的目标是保持流体出口温度T恒定 。当进料流量RF或温度Ti等因素的变化引起出口物料的 温度变化时，通过温度变送器TT测得温度的变化，并将 其信号Tm送至温度控制器与给定值Tsp进行比较，温度控 制器TC根据其偏差信号进行运算后将控制命令u(t)送至 控制阀，以改变蒸汽量RV来维持出口温度。
1.1.2 控制系统的性能指标
（5)峰值时间和上升时间 定义：被控变量达到最大值的时刻称为峰值时间tp，过渡 过程开始到被控变量第一次达到稳态值的时间称为上升时 间tr。 工程意义：反映系统快速性的指标。
1.1.2 控制系统的性能指标
（2）偏差积分性能指标 引入原因
①阶跃响应性能指标 i）初始条件为零 ii）加阶跃（干扰）输入 ②控制系统输入信号非单一的，对于其它干扰情况下 需建立一个广义的评价函数—偏差积分评价指标 偏差积分性能指标 它是以控制系统瞬时误差函数e(t)为泛函数的积分 评价系统的系统品质指标。它是用一个数（最小）来衡 量一个系统的优劣是否处于最佳状态的一种方法。
设定值 ysp
+
控制通道 Gp (s)
+
被控变量 y
+
_ 测量值 ym
测量变送 Gm (s)
单回路控制系统的方框图
1.1.1 控制系统组成
方块图说明 （1）每个方块代表控制系统的一个环节
（2）方块图中连线为信号线，不是物料线。
（3）箭头代表信号作用方向 （4）控制系统具有单向性，输入影响输出 （5）信号沿箭头方向前进又回到原起点――闭环 特点：自控系统具有被控变量负反馈的闭合回路
具有较快的过渡过 程和不大的超调量
对初始偏差不敏感 对后期偏差敏感
④时间与偏差绝对值乘积的积分ITAE
J t et dt
1.1.3 过程的可控程度
定义:过程可控程度是指对过程进行控制的难易程度（相对的) 过程可控程度指标Kmaxwc的导出 (1) 引入原因 自控设计时，对于同一被控变量，工艺上往往有几个变量 可作为操纵变量 操纵变量不同，系统结构不同，控制难易程度不同 (2) 引入目的 选择操纵变量 控制方案比较 (3) Kmaxwc（可控程度）的导出 推导条件 ①相同模式控制器（PID）②参数整定最佳 ③相同类型干扰 ④性能指标：偏差绝对值积分(IAE)
[2]黄德先等.过程控制系统 [M].北京：清华大学出版社，2011
[3]俞金寿等.过程控制系统 [M].北京：机械工业出版社，2008
绪论
• 现代工业生产过程，随着生产规模的不断扩大，生产过程 的强化，对产品质量的严格要求，以及各公司之间的激烈 竞争，人工操作与控制已不能满足现代化生产的要求，工 业过程控制系统已成为工业生产过程必不可少的设备，因 为，它是保证现代企业安全，优化，低消耗和高效益生产 的主要技术手段。
（7）控制通道：操纵变量至被控变量之间的信号联系；
（8）设定值：被控变量的预定值；
（9）操纵变量：使被控变量保持在设定值的物料量或能
量。
（10）被控变量：过程内要求保持设定值的物理量。
1.1.2 控制系统的性能指标
1.控制系统的过渡过程 稳态：被控变量不随时间变化的平衡状态。
动态：被控变量随时间变化的不平衡状态。
过渡过程：自动控制系统在动态阶段中，被控变量
从一个稳态到另一个稳态随时间变化的
过程。
1.1.2 控制系统的性能指标
过渡过程的基本类型：振荡过程和非周期过程 振荡过程
①发散振荡过程
②等幅振荡过程 ③衰减振荡过程
1.1.2 控制系统的性能指标
非周期过程 非周期衰减过程 非周期发散过程
非周期衰减过程
非wenku.baidu.com期发散过程
1.1.2 控制系统的性能指标
（3）余差e (∞) ①余差：过渡过程终了时新稳态值与设定值之差 e(∞)=r-c(∞)=r-C ②工程意义：反映控制精度的重要指标 生产中一般希望C愈小愈好（不超过某一个预 定范围）。
* 一般由工艺人员提出被控变量的波动范围所规定
1.1.2 控制系统的性能指标
（4）调节时间（恢复时间）Ts和振荡频率 调节时间（恢复时间）Ts ①定义：从系统受扰后至被控变量又建立新的平衡的最短 时间为止，一般规定进入稳态值 ±5% (±2% 范围内经历 的时间。) ②工程意义：反映过程快慢、长短标志（快速性指标） 在N一定相同情况下，Ts愈短，过程愈快，适应性愈强 质量愈好。 振荡周期P ①定义：从第一个波峰到第二个波峰的时间 振荡频率为周期的倒数 ②工程意义：在同样的振荡频率下，衰减比越大，则调节 时间越短。而在同样的衰减比下，振荡频率越高，则调节 时间越短。反映过程快慢的标志 。
自动化仪表技术的发展
年代 工业发展状况 仪表技术
20世纪50年代
化工 钢铁 纺织 造纸 电子管时代
•仪表信号传输标准 •(0.2~1.0kgf/cm2)(3~15 psi)气动信号 •采用真空电子管 •记录仪表为自动平衡型 •气动仪表控制器
20世纪60年代
•半导体技术（分立元件） •石油化工 •计算机 •大型电站 •过程工业大型化
1.1.2 控制系统的性能指标
2 性能指标 定义：评价控制系统优劣的指标 分类： （1）以阶跃响应曲线的几个特征参数作为性能指标
（2）偏差积分性能指标
1.1.2 控制系统的性能指标
（1）以阶跃响应曲线的几个特征参数作为性能指数 初始条件 ①系统处于平稳状态（稳态） ②加阶跃干扰 以衰减振荡过程为例:在单位阶跃输入况下，对于定 值系统典型过渡过程曲线如图所示：
20世纪80年代
20世纪90年代
过程控制与其它相关学科
控制原理 与方法 最优化 方法与技术
系统仿真 技术
控制工程
计算机 与网络技术
化工原理 与对象机理
测量与控制 仪表
课程的主要内容
1.常规单回路系统 2.串级、前馈、大纯滞后控制、解耦控制 3.比值、均匀、分程、选择控制 4.流体输送设备控制 5.传热设备控制 6.精镏塔控制 7.反应器控制 • 实验 单回路控制系统、串级控制系统（必做） 学时：56 （讲课48、实验8）