《过程控制基础知识》PPT课件

《《过程控制基础知识》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、任务一过程控制基础知识1.1自动控制系统的组成1.2自动控制的分类或控制方式1.3生产过程对控制系统运行的基本要求任务一过程控制基础知识1.1自动控制系统的组成1.1.1人工控制与自动控制自动控制系统的组成被控对象测量变送控制器执行器被控制的生产过程或设备执行控制器指令，改变操纵变量，对生产过程实施控制作用接收测量来的信号与给定值比较，作出控制决策送指令给执行器对被控变量进行检测并转换成标准统一号送控制器1.1.2过程控制系统组成在生产过程中有各种各样的控制系统，下图所示为几个简单控制系统的示例。1.1.3自动控制系统的方框图控制理论中的常用术语：给定

2、值：生产过程中所期望的参数值。测量值：测量变送输出值。偏差：给定值与测量值之差。被控变量：生产过程希望控制好的变量。操纵变量：控制阀操纵的变量。扰动量：破坏系统平衡状态的外界因素。控制作用：控制器输出对生产过程的影响。扰动作用：扰动量对生产过程的影响。1.2自动控制的分类或控制方式1.2.1自动控制系统一般有两种基本控制方式：1．开环控制系统控制系统的输出信号对控制作用没有影响，则称为开环控制系统，即系统的输出信号不反馈到输入端，不形成信号传递的闭合环路的控制系统。举例如下：下图是数控加工机床中广泛应用的精密定位控制系统开环控制系统原理方框图2．闭环控

3、制系统控制系统的输出信号对控制作用有直接影响的控制系统，称为闭环控制系统。在闭环控制系统中，系统的输出信号通过反馈环节返回到输入端，形成闭合环路，故又称为反馈控制系统。如下图1.2.2自动控制系统按给定值变化分类按设定值的变化将自动控制系统分为三类:1．定值控制系统设定值保持不变（为恒定值）的反馈控制系统称为定值控制系统。定值控制系统的基本任务就是要克服扰动对被控变量的影响。2．随动控制系统随动控制系统也称跟踪控制系统。这类控制系统的特点是设定值在不断变化.控制的目的是要使被控变量能够及时而准确地跟踪设定值的变化.3．程序控制系统程序控制系统的设定值是

4、一个已知的时间函数.在石油、化工、冶金、电力、陶瓷、轻工、制药等工业生产中，定值控制系统占大多数，是主要的控制系统，其次是程序控制系统与随动控制系统.1.3.1控制系统的动态与静态系统或环节特性系统或环节的输入与输出的关系。1.3生产过程对控制系统运行的基本要求自动控制系统的输入设定值的变化（或称设定作用)扰动的变化（或称扰动作用）控制系统的过渡过程控制系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。1.静态（或稳态）在自动控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，称为系统的静态（或稳态）.在保持平衡时环节的输出与输入关系称为环节的静态特性。控制系统的

5、过渡过程控制系统的静态过程被控变量不随时间变化的平衡状态控制系统的动态过程被控变量随时间变化的状态在自动控制系统中，被控变量随时间变化的状态，称为系统的动态（或暂态）.2.动态（或暂态）系统处于动态时的输出与输入之间的关系称为系统的动态特性。系统的动态特性3．静态与动态的辩证关系以哲理的观点看，在自动控制系统中，静态是暂时的、相对的、有条件的，动态才是普遍的、绝对的、无条件的。在生产过程中，扰动作用总是不断产生，控制作用不断去克服扰动对被控变量的影响。所以，自动控制系统总是处在动态之中。1.3.2生产过程对控制系统运行的基本要求生产过程要求自动控制系统

6、运行时要“稳、快、准”。1．稳定性：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。如果系统受到外来作用后，经过一段时间调整，其被控变量可以达到新的稳定状态，这样的系统是稳定的系统。稳定的系统判断方式：线性自动控制系统的稳定性是由系统结构参数所决定的，与外界因素无关。因此，保证控制系统的稳定性，是设计和操作人员的首要任务。2．快速性快速性是表明系统输出对输入响应的快慢程度。提高响应速度、缩短过渡过程的时间，对提高系统的控制效率和控制过程的精度都是有利的。3．准确性余差：控制系统达到新的平衡状态时，被控变量的稳态值与设定值之间的差值，为稳

7、态误差，也简称余差。稳态误差是衡量控制系统静态控制精度的重要标志。1.3过程控制系统的性能指标1.3.1控制系统的过渡过程系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。控制系统的过渡过程：过程控制系统的过渡过程，实质上就是控制作用不断克服扰动作用的过程。研究控制系统的过渡过程，对分析和改进控制系统具有很重要的意义。过渡过程直接反映控制系统质量的优劣，与生产过程中的安全及产品的产量、质量有着密切的联系。图1.9定值控制系统过渡过程的几种形式常见的过渡过程形式图1-3为一个过程控制系统的阶跃响应曲线。1.3.2过程控制系统的性能指标过程控制系统性能指标是衡

8、量系统控制质量优劣的依据，又称为质量指标（或品质指标）。通常主要采用两类性能指标：单项性能指标