过程控制系统单回路控制系统

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1、过程控制系统——单回路控制系统张清东，张晓峰公共邮箱：PC_720@126.com密码：processcontrol个人邮箱：zxf1024@ustb.edu.cn7/16/20211“过程控制”是一门综合工艺、设备、控制，并与实际生产过程联系十分密切的学科。随着科学技术的飞速前进，过程控制也在日新月异地发展。面对当前全球的能源危机和环境污染问题，在电子技术和计算机网络等强大工具的支持下，它不仅在传统工业的运行和改建中起到提高质量、节约原材料和能源、减少环境污染等不可替代的重要作用，而且正在成为新建的规模大、参数多、结

2、构复杂的工业生产过程中不可或缺的组成部分，发挥着重要作用。7/16/202122.1.1系统与自动控制系统系统/System:为了达到某种目的的一组具有特定功能，彼此相互联系又相互作用的元素之间的有机组合。Asystemisacollection,set,orarrangementofelements(subsystems).2.1过程控制系统基本概念元素/Element(component)Anelement(component)isthesmallestpartofasystemthatcanbetreatedas

3、awhole(entity).7/16/20213控制系统/ControlsystemAcontrolsystemisagroupofphysicalcomponentsarrangedtocontrolthemselvesoranothersystems.自动控制系统/AutomaticcontrolsystemAnautomaticcontrolsystemisacontrolsystemthatisself-regulating,withoutanyhumanintervention.7/16/20214开环控制

4、系统/Open-loopcontrolsystemAnopen-loopcontrolsystemisacontrolsysteminwhichthecontrol(regulating)actionisindependentoftheoutput.2.1.2开环控制系统与闭环控制系统7/16/20215图1-1温度控制系统1-控制器（自耦变压器）2-被控对象（电阻炉）例1.温度控制系统7/16/20216图1-2开环控制方块图（BlockDiagramofOpenLoopSystem）1-控制器（自耦变压器）2-被控

5、对象（电阻炉）7/16/20217信号线(SignalLine)环节(loop)分支点(StartingPoint)相加点(SummingPoint)方块图中的符号±7/16/20218开环控制(OpenLoopControl)：控制系统的输出量对系统没有控制作用。特点：输入量与输出量一一对应；信号传递是单方向的，即只有输入量对输出量产生控制作用；结构简单、价格便宜、容易维修；系统没有抗干扰能力，精度低；7/16/20219闭环控制系统/Closed-loopcontrolsystemAclosed-loopcontr

6、olsystemisacontrolsysteminwhichthecontrol(regulating)actionisinfluencedbytheoutput.7/16/202110图1-3炉温闭环控制系统图1-热电偶2-加热器例2.炉温闭环控制系统7/16/202111图1-4闭环控制结构图1-控制器（电压功率放大器、控制电机、减速器和调压器组成）2-控制对象（恒温箱）3-检测装置（热电偶）前向通道反向通道7/16/202112闭环控制（反馈控制：FeedbackControl）：闭环控制是把系统的输出量检测出

7、来，经过物理量的转换，再反馈到系统的输入端去与给定量进行比较（形成偏差），利用偏差量作为控制信号来纠正偏差。7/16/202113SISO系统/Single-input,single-output(SISO)systemMIMO系统/Multiple-input,multiple-output(MIMO)systemAmultiple-input,multiple-output(MIMO)systemisasystemwhereseveralparametersmaybeenteredasinputandoutputi

8、srepresentedbymultiplevariables.Asingle-input,single-output(SISO)systemisasystemwhereonlyoneparameterisenteredasinputandonlyoneparameterrepresentstheoutput.7/16/20211