计算机控制技术与系统

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1、计算机控制技术与系统河北理工大学计算机与自动控制学院张湧涛计算机控制技术与系统第一章过程控制系统的基础知识第二章过程控制对象的特性第三章常规过程控制系统的基本类型第三章计算机控制系统的基本概念第四章过程计算机输入输出技术第五章过程计算机常规控制技术第六章过程计算机抗干扰技术过程控制系统：针对工业生产过程的控制系统自动控制系统运动控制系统（拖动系统）：电机传动控制工业生产过程：连续的或者按照一定周期运行的工业生产对象。如石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、制药等。特征生产的连续性：时间上：连续运行工艺上：一道工序接着另一道工序主要参数：温度、流量、压力、物位、成分等热工参数常规过

2、程控制系统：采用常规仪表的控制系统过程控制系统计算机过程控制系统：采用计算机的控制系统过程控制系统教学用书及参考书过程控制系统1朱麟章主编过程控制系统及设计机械工业出版社2邵裕森主编过程控制工程第二版机械工业出版社3金以惠主编过程控制清华大学出版社4蒋慰孙、俞金寿编著过程控制工程中国石化出版社计算机控制技术与系统1王锦标编著过程计算机控制清华大学出版社2王慧主编计算机控制系统化学工业出版社3王锦标编著计算机控制系统清华大学出版社4李华、范多旺等编计算机控制系统机械工业出版社5杨天怡、黄勤等编微型计算机控制技术重庆大学出版社第一章过程控制系统的基础知识本章主要内容§1-1过程控制

3、系统的特点§1-2过程控制系统的发展概况§1-3过程控制系统的组成与类别§1-3过程控制系统的品质指标§1-1过程控制系统的特点过程控制系统的特点取决于被控对象的特点被控对象复杂多样；生产过程大多比较复杂、规模差异大、机理不同对被控对象的辨识比较困难。多数对象存在纯滞后；设备庞大，存在容量、惯性和阻力，难以控制。对象特性的非线性；对象的输入与输出之间的关系通常是非线性的，实际控制系统只能在一定范围内做线性处理，控制质量受到影响。控制系统比较复杂；控制系统考虑的因素很多，系统变得庞大。§1-2过程控制系统的发展概况过程控制的目的：保证生产安全、稳定、可靠、改善劳动条件。提高产品产

4、量、质量。节能、降耗、高效。随着控制理论、检测技术、电子技术、计算机技术的发展，过程控制系统的发展可分为三个阶段：初级阶段（40年代前后）：手工控制、基地仪表仪表化阶段（50-60年代）：单元组合仪表综合自动化阶段（70年代后）：计算机控制技术§1-3过程控制系统的组成与类别一过程控制系统的组成液体储槽液位控制系统眼睛大脑手§1-3过程控制系统的组成与类别液体储罐调节阀液位测量仪表调节器图1-1过程控制系统组成示意图图1-2液位控制系统原理方框图差压变送器e调节器u储罐液位Hym设定值r+-q调节阀液体储罐§1-3过程控制系统的组成与类别被控对象：控制系统所控制的生产设备或装置

5、。被控参数（被控量）：控制系统中需要控制的参数控制参数（操纵量）：控制系统中起调节作用的参数检测、变送器：控制系统中的反馈装置。执行器：（执行机构+调节机构）：控制动作的执行者。图1-3过程控制系统原理方框图检测、变送器eu被控参数yym设定值r+-q执行器被控对象d控制器（调节器）§1-3过程控制系统的组成与类别控制器（调节器）：控制系统中的分析、决策装置。控制器输入（e）：偏差=设定值r-测量值ym控制器输出（u）：控制作用，是控制器的决策结果。扰动（干扰d）：引起被控参数变化的所有因素。内扰：经过控制通道的扰动。外扰：系统外部干扰因素设定值（给定值）：希望被控参数保持的值

6、图1-3过程控制系统原理方框图检测、变送器eu被控参数yym设定值r+-q执行器被控对象d控制器（调节器）§1-3过程控制系统的组成与类别课堂问题画出控制系统的方框图指出：被控对象、被控参数、控制参数、主要扰动流量控制系统示意图§1-3过程控制系统的组成与类别根据控制设备的不同分类：常规仪表控制系统：控制器（调节器）采用常规仪表计算机控制系统：控制器采用计算机常规仪表控制系统按照给定值形式分类:定值控制系统：控制过程中给定值保持不变的系统。随动控制系统：控制过程中给定值是变化的但变化的规律是未知的。程序控制系统：控制过程中给定值是变化的但变化的规律是已知的。二过程控制系统的类型

7、§1-4过程控制系统品质指标一控制系统的静态、动态与过渡过程trytytytyt二典型输入与过渡过程形式静态：被控量保持不变的状态称为系统的静态。静态是系统的相对稳定状态，也称稳态。动态：被控量处于变化的状态称为系统的动态。动态是控制系统的调节状态。过渡过程：控制系统克服干扰的调节过程。单调衰减：无超调、调节过程缓慢衰减振荡：具有一定的快速性和稳定性等幅震荡：临界稳定状态发散震荡：振幅发散，直至系统破坏§1-4过程控制系统品质指标三品质指标1衰减比：n＝B1/B2衰减比衡量过渡过程的快慢程度