华南农业大学过程控制系统总复习

第一章概述•内容及范围：1、过程控制的任务：充分了解。。。2、生产过程总目标：安全性、稳定性、经济性3、过程控制系统的组成：被控对象、用于生产过程参数检测的检测与变送仪表、控制器、执行机构，报警、保护和连锁等其他部件。（基本结构图）4、过程控制系统的特点：被控过程的多样性、控制方案的多样性、慢过程、参数控制以及定值控制。5、过程控制的分类：按照被控参数分类；按照算法分类。6、过程控制系统的性能指标：衰减比和衰减率是衡量振荡过程衰减程度的指标。振荡周期和振荡频率之间的关系，振荡频率和调节时间的关系。p•重点掌握知识点：简单过程控制系统工作过程的分析第一章概述•内容及范围：•过程控制系统建模两种方法：机理建模+测试建模•机理建模的定义：根据生产过程实际发生的变化机理，写出各种有关的平衡方程，从中获取所需的数学模型。•测试建模：难以使用机理建模的情况下，使用测试建模。建立输入输出模型。测试建模定义。测试建模分为经典辨识法+现代辨识法。•单容对象的传递函数建立：单容水槽+电加热炉。实际单容被控对象动态特性是一阶惯性环节。•纯延迟产生的原因•自平衡和非自平衡的定义：无自平衡能力的单容对象的响应曲线是一个积分环节。第二章过程控制系统建模方法•测试法建模：时域法。•选择模型结构：一阶惯性加纯延迟/二阶惯性加纯延迟；并掌握作图法确定一阶惯性加纯延迟结构的数学模型。除作图法外，还有两点法求数学模型的参数。•重点掌握知识点：•单容对象传递函数（数学模型）的建立，•测试法中，作图法的运用。作图法确定实验曲线的数学模型常见的阶跃响应曲线是一条S形的单调曲线。首先选择模型结构()1sKGseTs接着确定K值，设阶跃输入幅值为u()(0)yyKu然后，过拐点p作曲线的切线，与时间轴交于A点，与曲线稳态值交于B点滞后时间为原点o到A点的值惯性常数T为AB切线在时间轴上的投影数值。作图法，简单、省力，但拟合程度差（精度差）内容及范围：1.单回路过程控制系统定义、特点（ppt）2.单回路过程控制系统设计步骤3.理解和应用被控变量、输入变量选择和确定的原则4.控制方案的确定：控制结构（2种）+控制算法5.调节阀的选择：可调比的定义，理想可调比和实际可调比的关系（串联管道和并联管道）；开关特性（气开/气关，选择的原则）；流量特性（理想流量特性4种：直线、对数、抛物线和快开），能与图对应起来；工作流量特性（串联管道的工作流量特性畸变）。6.控制规律的选择PIPIDPDP7.控制器正反作用的确定重点掌握：单回路过程控制的设计，对于特定的控制对象，会进行分析和设计第三章过程控制系统的设计练习3-22一个热交换器如图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度，生产工艺要求热水温度应保持定值（t±1℃），试设计一个单回路控制系统。设计内容：1、被控量的选择（依据）；2、输入量的确定（依据）；3、控制结构的选择，画出控制框图。4、调节阀的选择（气开气关）5、控制器控制规律选择（依据）6、控制器的正反作用确定。•内容及范围：1.P、I、D的调节原理，各自特点；P（有差）；I（无差但会积分饱和，能抗积分饱和电路的工作过程）；2.PID控制器的正反作用（PPT），结合第三章内容一起复习3.PID控制规律选择的原则4.PID工程调整的方法：第四章PID调节原理•内容及范围•串级控制组成、特点（两个控制器，一个执行器）以及基本框图。副回路和主回路的作用。结合“烧成带温度控制系统”例子掌握串级控制的工作过程。（ppt）•串级控制系统的分析：减小对象的时间常数、提高系统的工作频率、增强系统的抗干扰能力、对负荷变化有一定的适应能力。•串级控制系统的设计：主变量的选择、副变量的选择（原则）、串级控制系统的控制框图、主副控制器的选择（正反作用的确定）、控制规律的确定、调节阀的选择。结合5.4应用例子掌握串级控制系统的设计第五章串级控制练习•分析：在某生产过程中，冷物料通过加热炉进行加热，根据工艺要求，需对热物料的炉出口温度进行严格控制，在运行中发现燃料压力波动大，而且是一个主要扰动。要求：设计一个串级控制系统，保证热物料的炉出口温度。1、被控变量、主变量、副变量的确定；2、主副回路的选择；3、串级控制系统的框图；4、调节阀的选择（流量特性和开关特性选择）5、调节器控制规律的确定6、调节器正反作用的方式7、采用串级控制的优点•内容及范围•比值控制：定义、应用场合、比值控制的目的；比例控制系统四种类型；比值控制实施方案（3种，比值器，乘法器，除法器）；主、从动量选择的原则；比例系数的换算（有开方器、没开方器）•均匀控制：含义、应用场合、特点；均匀控制结构方案（3种，串级控制系统的区别）的特点，应用场合。•选择性控制：为什么有选择控制，应用场合；选择性控制系统的类型；“液氨蒸发器冷却控制系统”工作过程的分析掌握选择性控制的工作原理。•分程控制：含义，四种组合形式；分程控制的应用（用于节能、用于加大调节阀的可调范围、保证生产过程的安全、稳定，用于不同工况下的控制。第六章特殊控制选择控制系统工作过程，书本P156•内容及范围•补偿控制系统的分类：4种，基本结构。•前馈控制：前馈控制与反馈控制的比较（区别、有缺点）；根据不变性原理，实现完全补偿的前馈控制器传递函数的求导。4种前馈控制系统结构，以及前馈控制七的传递函数如何求得。•Smith预估器：掌握Smith预估器的结构，能根据被控过程传递函数，构造Smtih预估器。各种改进型Smith预估器实现完全抗干扰的传递函数求解。•大林算法：设计思想；振铃现象的判断。第七章补偿控制史密斯补偿原理分析•Y(s)与U(s)之间的传递函数•采用Smith预估器，反馈信号Y’(s)与U(s)的传函•所以Gp’(s)传函为：Gp’(s)=Gp(s)（1-e-ts)()spGse()'()()spppGseGsGs•内容及范围•模糊控制的基本概念：隶属函数的定义；模糊集合的表示；模糊集的基本运算（交、并、补运算）•会求出两个模糊矩阵A和B的合成计算•模糊控制器的基本组成和工作原理。看上课ppt复习基本运算第九章模糊控制•内容及范围•计算机过程控制系统：组成和特点；类型（5种）•数据通信类型：串行和并行，定义和特点•工业网络技术：网络拓扑，各种拓扑的特点，应用场合。•介质访问控制技术：种类和用途。•差错控制技术：分类•OSI开放系统互连参考模型•集散控制系统的三层结构第十章计算机过程控制系统