1、過制系統(tǒng)與儀表第一章1 過制的特點:生產過程的總目標:在可能獲得的原料和能源條件下，以最經濟的途徑將原物料加工成預期的合格產品。過制： 指連續(xù)生產過程的自動控制。過制系統(tǒng)：對象控制設備或裝置=過制系統(tǒng)即：為實現(xiàn)對某個工藝參數(shù)的自動控制，由相互聯(lián)系、的一些儀表、裝置及工藝對象的 一個整體。2 過制系統(tǒng)的主要任務是:對產過程中的重要參數(shù)（溫度、壓力、流量、物位、成分、濕度等）進行控制，使其保持恒定或按一定規(guī)律變化。3.過制的特點:1控制對象復雜、控制要求多 2控制方案豐富單回路控制，前饋控制，比值控制等，集散控制，自適應控制，預估控制 推理控制，模糊控制等。3控制對象大多屬于慢過程 4大多數(shù)工藝要

2、求定值控制，主要目的減少擾動對被控參數(shù)的影響，是被控參數(shù)維持在設定值附近，達到優(yōu)質 高產，低消耗與生產持續(xù)穩(wěn)定的目標。5大多使用標準化的檢測、控制儀表及裝置4 過制系統(tǒng)的組成 : 被控過制器，執(zhí)行器（調節(jié)器），測量元件，變送器5 過制的發(fā)展概況:1 集中控制階段（20 世紀 6070 年代）2 集散控制階段（20 世紀 70 年代中期至今）1 散控制系統(tǒng)（）階段：特點：分層結構，集中管理、分散控制、風險分散，一套可控制多變量，廣泛應用。2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS)階段：特點：控制功能下放到現(xiàn)場，依靠現(xiàn)場智能儀表便可實現(xiàn)生產過程的檢測、控制。6 過制策略與算法發(fā)展以經典控制理論為基礎的控制算法

3、：簡單控制：單回路復雜控制：串級控制、比值控制、前饋控制、均勻控制、Smith 預估控制及選擇性控制等。以現(xiàn)代控制理論和人工智能技術為基礎的先進控制算法：解耦控制、推斷控制、控制、模糊控制、自適應控制等控制策略與算法71.過制系統(tǒng)分類及其性能指標一般分類形式按所控制的參數(shù)分：溫度、壓力、流量、液位控制規(guī)律 比例，比例積分，比例微分，比例積分微分按照控制器類型分：常規(guī)儀表、計算機控制系統(tǒng)（DDC,FCS）2.常用的分類方法：按設定值的形式或系統(tǒng)的結構特點按設定值的形式分類1）定值控制系統(tǒng)設定值恒定不變。2）隨動控制系統(tǒng)設定值隨時可能變化。3）程序控制系統(tǒng)設定值按預定的時間程序變化。按系統(tǒng)的結構特

4、點分類1）反饋控制系統(tǒng)（閉環(huán)控制系統(tǒng)）根據(jù)偏差大小控制2）前饋控制系統(tǒng)（開環(huán)控制系統(tǒng)）根據(jù)擾動大小控制3）復合控制系統(tǒng)前饋與反饋相結合，優(yōu)勢互補8 過原因:制系統(tǒng)的性能指標:：系統(tǒng)特性(各環(huán)節(jié)的特性和系統(tǒng)的結構決定) 輸入信號(設定值和干擾)在階躍輸入的擾動作用下，定值控制系統(tǒng)過渡過程有四種形式： 調衰減過程振蕩衰減過程等幅振蕩過程振蕩發(fā)散過程9 控制系統(tǒng)的性能指標:控制性能指標有單項指標和綜合指標兩類 系統(tǒng)階躍響應的單項性能指標”1）衰減比 n 和衰減率是穩(wěn)定程度的指標 2）最大動態(tài)偏差 A 和超調量最大動態(tài)偏差表示系統(tǒng)瞬間偏離給定值的最大程度。動態(tài)準確性指標。 超調量：第一個波振幅與最終穩(wěn)

5、態(tài)值 y()之比。即 3）余差穩(wěn)態(tài)值 y()與設定值之間的殘余偏差叫做余差。衡量控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)準確性的指標。4）調節(jié)時間 Ts 和振蕩頻率: 當被控參數(shù)與穩(wěn)態(tài)值間的偏差進入穩(wěn)態(tài)值的5%（或2%）范圍內，就認為過渡過程結束。調節(jié)時間和振蕩頻率是衡量控制系統(tǒng)快速性的指標。第 2 章檢測儀表1 檢測儀表：要控制一個生產過程，首先必須實時檢測生產過程中的有關參數(shù)。用來檢測這些參數(shù)的工具稱為檢測儀表2 檢測儀表的組成：測量儀表+測量變送器。測量變送器：將被測參數(shù)轉換成標準信號。3.絕對誤差:由于所使用的檢測儀表存在誤差及周圍環(huán)境存在干擾，測量結果必然存在誤差，這種儀表的指示值與被測量真值存在的差值叫絕對誤

6、差4 最大絕對誤差 max：讀數(shù)的絕對誤差中最大的絕對誤差。儀表在其標尺范圍內各點5基本誤差 又稱最大絕對誤差除以儀表量程誤差或相對百分誤差。定義為：6精確度（精度）將儀表的基本誤差去掉“”號及“”號，套入規(guī)定的儀表精度等級系列。7 靈敏度：被測參數(shù)變化所引起的儀表輸出變化8 分辨率：表示儀表顯示值的精細程度。數(shù)字儀表的顯示位數(shù)越多，分辨率越高。9 分辨力：指儀表能夠顯示的、最小被測值。（一） 溫度檢測儀表與方法1 溫度檢測方法：一般利用物體的某些物理性質隨溫度變化的特性來感知、測量溫度。有接觸式測溫：1）膨脹式溫度計 2）壓力式溫度計：利用封閉容器中的介壓力隨溫度變化的現(xiàn)象來測溫 3）熱電偶

7、溫度計：利用物體的熱電性質測溫。4）熱電阻溫度計：利用金屬電阻值或半導體電阻值隨溫度變化的性質測溫。5）半導體溫度計 ：利用半導體 PN 結的結電壓隨溫度變化的特性非接觸式測溫：1） 輻射式溫度計：通過測量物體熱輻射功率來測量溫度。2） 紅外式溫度計：通過測量物體紅外波段熱輻射功率來測量溫度。2 熱電偶：熱電偶是以熱電效應為原理的測溫元件，能將溫度信號轉換成電勢信號（mV）。特點：結構簡單、測溫準確可靠、信號便于遠傳。一般用于測量 5001600之間的溫度。3 熱電偶的測溫原理：將兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路，若兩個連接點溫度不同，回路中會產生電勢。此電勢稱為熱電勢。4 補償導線作用遠

8、，溫度比較穩(wěn)定的地方。：將熱電偶的冷端延長到距熱源較5 熱電阻如果某材料具備電阻溫度系數(shù)大，電阻率大，化學物理性質比較穩(wěn)定，電阻與溫度的關系接近線性等條件，就可以作為溫度傳感原件用來測溫。6熱電阻的三線制接：電阻測溫信號通過電橋轉換成電壓時，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。7 溫度變送器作用：將傳感器信號變?yōu)闃藴市盘?，檢測信號才能進入控制系統(tǒng)，與調節(jié)器等其他儀表配合工作。8 智能溫度變送器：智能變送器是采用微處理器技術的現(xiàn)場型儀表?？奢敵瞿M、數(shù)字混合信號或全數(shù)字信號，可以通過現(xiàn)場總線通信網絡與上位計算機連接集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。

9、（二）壓力檢測及儀表1 壓力測量儀表按轉換原理分為四大類：1）、液柱式壓力計：利用液體靜力學原理測壓。2）彈性式量的。3）壓力計：它是將被測壓力轉換成彈性元件的變形位移進電氣式壓力計：是通過各種敏感元件將被測壓力轉換成電量（電壓、量的。4）活塞式壓力計：將被測壓力與活塞電流、頻率等）進上所加的砝碼質量進行平衡來測量的。2 電氣式壓力計：指將壓力轉換成電信號進行顯示的儀表。1）電容式壓力變送器：先將壓力的變化轉換為電容量的變化，然后用電路測電容。 其輸出信號是標準的 420mA（DC）電流信號。2） 應變式壓力傳感器 原理：利用電阻應應變片電阻的變化可用電橋測出。3）壓阻式變原理壓力傳感器：利用

10、半導體材料的壓阻效應將壓力轉換為電信號 。壓阻效應受壓時電阻率發(fā)生變化。4）壓電式壓力傳感器 原理：利用某些材料的壓電效應。壓電效應：受力產生形變，產生極化現(xiàn)象，表面上產生電荷。去掉外力，返回不帶電的狀態(tài)。這種機械能轉變成電能的現(xiàn)象，稱之為壓電效應。3 智能式差壓變送器：智能式差壓變送器電路裝有CPU，有很強的數(shù)字處理能力。（三）流量檢測及儀表1 流量檢測：是控制生產以及經濟核算的一個重要檢測參數(shù)。2.差壓式流量計原理：基于流體的節(jié)流原理節(jié)流現(xiàn)象：流體在流過節(jié)流裝置時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產生差異的現(xiàn)象3 轉子流量計工作原理：轉子流量計是以定壓降、變節(jié)流面積法測量流量。4靶式流

11、量計：使用懸在管道的靶作為節(jié)流元件，流體作用于靶上的推力與流速有定值關系5 橢圓齒輪流量計原理：橢圓齒輪流量計是利用兩個相互嚙合的橢圓形齒輪在流體的推動下，連續(xù)轉動來測流量的。6 渦輪流量計原理：在測量管道內，安裝一個可以轉動的渦輪，當流體通過時，流體的動能使渦輪旋轉。流體的流速越大，渦輪轉速也就越高。因此，測出渦輪的轉速或轉數(shù)，就可確定流過管道的流體流量或總量7 電磁流量計原理:在流量測量中，當被測介質是具有導電性的液體介質時，可以應用電磁感應的方法來測量流量。工作原理在管道兩側安放磁鐵，的液體當作切割磁力線的導體，當磁感應強度 B 不變、管道直徑一定時，流體切割磁力線而產生的感應電勢 E的

12、大小僅與流體的流 v 速有關。缺點:只能用來測量導電液體的流量，要求導電率不小于水的導電率。不能測量氣體、蒸汽及石油制品等的流量8 旋渦式流量計:利用流體遇到阻礙物后產生的旋渦來測量流量?？梢杂脕頊y量管道中的液體、氣體和蒸汽的流量。9 旋渦頻率的檢測:旋渦頻率的檢測方法很多。如：熱敏檢測法 、超聲波檢測法、電容檢測法、應力檢測法等。10 超聲波頻率漩渦檢測法: A 為發(fā)射換能器，發(fā)射出超聲波。B 為接收換能器，接收 A 發(fā)射的超聲波由于旋渦的旋轉方向、壓力和流體密度的周期變化，導致了對超聲波的折射、反射和吸收等效應，而形成了對超聲波束的調制作用，這時 B 所接收到的不再是一個等幅波信號，其幅度

13、變化的次數(shù)與旋渦個數(shù)一致，從而測得流速的大小。11超聲波流量計：超聲波流量測量屬于非接觸式測量。它通過發(fā)射超聲波，穿過的流體，被接收后，經過信號處理反映出流體的流速。根據(jù)流速便能算出流量。 超聲波的測量有多種不同的方式。如：時間法、旋渦法、效應法等。1）時間法：根據(jù)聲波在流體中的速度順流時會增大、逆流時會減小的原理測流速。2）頻差法原理：根據(jù)超聲脈沖在順流、逆流時的重復頻率差測量流速。順流發(fā)射的一組換能器和逆流發(fā)射的一組換能器各自組成發(fā)射接收的閉路循環(huán)系統(tǒng)。測量時由發(fā)射換能器發(fā)射一個脈沖，經過流體，被接收換能器接收放大后，再送至發(fā)射換能器發(fā)射第二個脈沖。（四） 物位檢測及儀表1 物位測量儀表的

14、類型按工作原理不同：1）靜壓式物位測量：利用液體或物料對某定點產生的壓力的原理而工作，可分為差壓式物位測量和壓力式物位測量浮力式物位測量：所受浮力隨液位高度變化原理電氣式物位測量：利用敏感元件將物位的變化轉換為電量參數(shù)的變化，有電阻式，電容式，電感式。核輻射式物位測量：核輻射投射強度物質層。聲學式（超聲波）物位測量：利用超聲波在一定狀態(tài)物質中一定的特性。6)光學式（折射與反射）物位測量 ：可被不同介質界面反射。2. 差壓式液位變送器：利用測量容器底部和頂部的壓差測液位。3.電容式物位變送器原理：利用電容器極板之間介質變化時，電容量也相應變化原理側物質：可測量液位、料位和兩種不同液體的分界面。4

15、超聲波液位計：利用超聲波在液體中有較好的方向性，且過程中能量損失較少，遇到分界面時能反射的特性，可用回聲測距的原理，測定超聲波發(fā)射后遇液面反射回來的時間，以確定液面的高度。優(yōu)點：檢測元件可以不與被測液體接觸，適合強腐蝕性，高壓 有毒的流量。5 成分檢測及儀表：所謂成分，是指在多種物質的混合物中某一種物質所占的比例。在固態(tài)電解質氧化鋯（ZrO2）中摻入一定比例的氧化鈣（CaO）或氧化釔（Y2O3）時，四價鋯的電子被二價鈣或三價釔所置換，形成氧離子空穴。在氧化鋯兩側各燒結一層多孔的鉑電極，就氧濃差電池。6 物位檢測計1）差壓式液位計 2）電容式物位計 3）超聲波物位7 成分檢測體分析儀1）氧化鋯氧

16、量計 2）氣相色譜分析儀 3）紅外線氣8 檢測儀表：1）溫度檢測儀表 2）壓力檢測儀表 3）流量檢測儀表 4)液位檢測儀表 5)成分分析儀表第 3 章控制儀表1 控制儀表又稱控制器或調節(jié)器，是控制系統(tǒng)的判斷，指揮中心。作用：被控變量的測量值與給定值相比較，根據(jù)比較的結果偏差進行一定的數(shù)算，并將運算結果以一定的信號形式送往執(zhí)行器，以實現(xiàn)對被控變量的自動控制。2 控制儀表的發(fā)展基本上分為三個階段：1）式儀表2）單元式組合儀表 3）以微處理器為中心的控制儀表（裝置）控制規(guī)律：指控制器的輸出信號與輸入偏差信號之間的關系?？刂埔?guī)律有斷續(xù)控制和連續(xù)控制兩類：1）斷續(xù)控制控制器輸出接點信號，如雙位控制。2）

17、連續(xù)控制控制器輸出連續(xù)信號，如比例控制、比例積分控制、比例微分控制、比例積分微分控制。5 基本控制規(guī)律及特點：比例控制（P） 比例控制的特點：1）控制及時、適當 2）控制結果存在靜差。積分控制（I）：輸出變化量 y 與輸入偏差 e 的積分成正比。積分控制的特點：1）慢 2）能消除余差。注意：控制動作緩慢，故積分作用不單獨使用。比例積分控制（PI） 當要求控制結果無余差時，就需要在比例控制的基礎上，加積分控制作用。特點：1）既能控制及時 2）又能消除余差 。微分控制（D）：輸出與輸入偏差 e 的變化率成正比。微分控制的特點：能超前控制對靜態(tài)偏差無控制能力。注意： 當偏差存在，但不變化時，微分輸出

18、為零，因此不能單獨使用。比例微分控制（PD）特點：1）快。2）能超前控制 3)對靜態(tài)偏差無控制能力。比例積分微分控制（）特點：1)既能快速調節(jié)，2)又能消除余差，3)還可超前控制，到滿意的控制效果?？刂谱饔弥?比例作用是基礎控制。積分作用是用于消除靜差。微分作用是用于超前控制。6 數(shù)字式控制器:隨著大規(guī)模集成電路和計算機技術的發(fā)展，測控儀表也迅速推出各種以微處理器為的數(shù)字式儀表.數(shù)字儀表集中了自動控制、計算機及通信技術.7 位置型存空間。算式:輸出是控制閥門開度，需要占用大量內8 可編程邏輯控制器（ PLC）:最初只進行開關順序控制。隨著功能的擴大，有的 PLC 還配有模塊，集連續(xù)控制和邏輯控

19、制于一身。與繼電器控制系統(tǒng)相比最大特點：可編程序，用改變控制方式和邏輯規(guī)律。9 PLC 采用了典型的計算機結構:主要部分包括CPU、器和輸入、輸出接口電路和電源等。10 任何一個繼電器控制系統(tǒng):都是由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成。11 PLC 的編程語言:梯形圖、語句表、控制系統(tǒng)流程圖.第 4 章 執(zhí)行器及安全柵1 執(zhí)行器：自動控制系統(tǒng)中的操作環(huán)節(jié)，作用根據(jù)控制器送來的控制信號改變所操作介質的大小，將被控變量維持在所要求的數(shù)值上。2 自動調節(jié)閥按所用能源分為：1 電動調節(jié)閥：電源方便，信號傳輸快、損失小，可遠距離傳輸；但推力較小。2 氣動調節(jié)閥：結構簡單，可靠，方便，防火防爆；但氣源配備不

20、方便。3 液動調節(jié)閥：推力最大；但安裝、3 氣動調節(jié)閥的結構與分類麻煩，使用不多。1 執(zhí)行機構：推動裝置，將壓力的大小轉換為閥桿位移2 控制（調節(jié)）機構：閥門，將閥桿的位移轉換為流通面積的大小。4 調節(jié)閥的流量特性：閥門的相對流量與閥門的相對開度（相對位移）間的關系稱為調節(jié)閥的流量特性。5 影響調節(jié)閥的流量特性的閥門的開度；閥前后的壓差。：閥門的結構；6 固）流量特性：控制閥前后壓差固定時得到的流量特性，它取決于閥芯的形狀。1）直線特性：調節(jié)閥相對流量與閥門的相對開度成直線特性（2）等百分比特性：調節(jié)閥相對流量與閥門的相對開度呈對數(shù)特性，調節(jié)器放大系數(shù)隨相對流量的增加而增大（3）快開特性：隨開

21、度的增大，流量很快就達到最大，故稱為快開特性。7 調節(jié)閥的工作流量特性：實際使用時，閥前后壓差變化，阻力發(fā)生變化，此時的流量特性稱工作流量特性。8. 調節(jié)閥的選擇選用調節(jié)閥時，一般應考慮以下幾個方面：1）調節(jié)閥結構的選擇：一般介質條件選用直通單座閥或直通雙座閥；高壓介質選用高壓閥；強腐蝕介質采用隔膜閥等。2）氣開式與氣關式的選擇： 氣關式：無壓力信號時閥全開，隨著信號增大，閥門逐漸。氣開式：無壓力信號時閥全閉，隨著信號增大，閥門逐漸開大3）閥門氣開氣關式的選擇原則：從工藝安全考慮，一旦控制系統(tǒng)發(fā)生故障，信號中斷時，調節(jié)閥的開關狀態(tài)應能使工藝設備和處于安全狀態(tài)。（1）給水閥應選氣關式（2）燃氣閥

22、應選操作氣開式。4）調節(jié)閥流量特性的選擇：（1）若調節(jié)對象的靜特性是線性的，或工藝負荷變化不大，用直線閥。2）若調節(jié)對象的靜特性是非線性的，工藝負荷變化又大，用等百分比特性補償。5） 調節(jié)閥口徑的選擇：（1）口徑選得太大，使閥門經常工作在小開度位置。（2）口徑選得太小，閥門全打開也不能滿足流量的需要。9 電/氣轉換器作用：氣動調節(jié)閥能用于易燃易爆現(xiàn)場的優(yōu)點，還不能被電動調節(jié)閥所取代，為了使氣動調節(jié)閥能接受電動調節(jié)閥的輸入信號，必須用電氣轉換器把調節(jié)器輸出的標準電流信號轉換成標準電壓信號。閥門電/氣閥門：提高閥門開度定位的準確性。：實際應用中，常把電/氣轉換器和閥門結一體，組成電/氣閥門。12

23、電動調節(jié)閥：接受來自調節(jié)器的電流信號，閥門開度連續(xù)可調。13 智能式調節(jié)閥：微處理器也被引入到調節(jié)閥中，出現(xiàn)了智能式調節(jié)閥。14 安全柵：又稱防爆柵，防止入現(xiàn)場儀表的安全保護器。電能從控制系統(tǒng)信號線進15 在安全火花防爆系統(tǒng)的二要素：現(xiàn)場使用的儀表必須是安全火花防爆儀表（或儀表。氣動、液動）。 現(xiàn)場儀表與場所之間的電路連接必須經過安全柵（防爆柵）儀表：氣動、液動安全火花防爆儀表： 電動儀表安全火花處理安全柵：防止能量進入第 5 章被控過程的數(shù)學模型1 被控過程數(shù)學模型:描述被控過程在輸入作用下，其狀態(tài)和輸出變化的數(shù)學表達式。2 被控過程數(shù)學模型：動態(tài)數(shù)學模型表示輸入變量與輸出變量之間動態(tài)關系的

24、數(shù)學模型。靜態(tài)數(shù)學模型表示系統(tǒng)運行在穩(wěn)定的平衡狀態(tài)下，輸入變量和輸出變量之間的數(shù)學關系。3 建立被控過程數(shù)學模型的基本方法:1）機理法：根據(jù)生產過程中實際發(fā)生變化的機理，寫出相應的平衡方程。使用的工具是狀態(tài)空間，適用于時域（通過分析生產過程的機理，找出變量之間的關系。如物料平衡方程、能量平衡方程、化學反應定律、電路基本定律等，從而導出對象的數(shù)學模型方法） ：（1）單容對象：當對象的輸入輸出可以用一階微分方程式來描述時，稱為單容過程（2）雙容對象。2）測試法（輸入輸出建模） ：通過被控過程的輸入，輸出的實測數(shù)據(jù)進行數(shù)學處理后求的數(shù)學模型 。使用的工具是輸入輸出模型 。特點：不需要了解被控過程機理

25、，但必須制定一個合理的測試方案，通過實驗盡可能多的獲得信號量。對復雜過程，測試方案尤為重要。測定被控過程動態(tài)特性方法主要有三種：（1） 時域法輸入階躍或信號，測對象的飛升曲線或響應曲線。（2）頻域法輸入正弦波或近似正弦波，輸入輸出波形，測對象的頻率特性。（3）統(tǒng)計相關法輸入隨機噪音信號，測對象參數(shù)的變化。通過對被控過程的輸入，輸出數(shù)據(jù)進行相關分析得到被控過程的數(shù)學模型。4 容量滯后：容器本身造成的。 純滯后：由信號或能量的傳輸時間造成的滯后現(xiàn)象，是純粹的滯后。5 測定動態(tài)特性的頻域法方法：在對象的輸入端加特定頻率的正弦信號，同時輸入和輸出的穩(wěn)定波形（幅度與相位）。在選定范圍的各個頻率點上重復上

26、述測試，便可測得該對象的頻率特性。6 測定動態(tài)特性的統(tǒng)計相關分析法：相關分析法是在生產正常進行中，向被控過程輸入一種對正常生產過程影響不大的特殊信號偽隨機測試信號，通過對被控過程的輸入、輸出數(shù)據(jù)進行相關分析得到被控過程的數(shù)學模型；有時也可以不加專門信號，直接利用生產過程正常運行時所的輸入、輸出數(shù)據(jù)，進行相關分析得到數(shù)學模型。7 自衡特性：對象在擾動作用下，其平衡狀態(tài)被破壞后，在沒有人工干預或調節(jié)器干預下，能自動達到新的平衡狀態(tài)，這種特性稱為“自衡特性”。第 6 章 簡單控制系統(tǒng)的設計與參數(shù)整定1 簡單控制系統(tǒng)的結構與組成:指由一個測量變送的單閉環(huán)控制系統(tǒng)。器、一個控制器、一個控制閥和一個對象所

27、2 過制系統(tǒng)設計的基本要求：（1）安全性:人身、設備（兼顧環(huán)境和生態(tài)等社會安全）（2）穩(wěn)定性：克服干擾保持系統(tǒng)穩(wěn)定，良好的動態(tài)相應（3）經性濟：滿足上述兩條下盡可能經濟生產過程節(jié)能降耗系統(tǒng)本身成本低3 過制系統(tǒng)設計的主要內容:1 系統(tǒng)方案設計：控制方式和系統(tǒng)組成結構2 工程設計：儀表選型，現(xiàn)場儀表安裝位置確定 3 工程安裝和儀表調校（單臺調校和回路連校） 4 調節(jié)器參數(shù)整定（參數(shù)）其中控制方案設計是控制系統(tǒng)設計的。4 被控變量（被控參數(shù)）生產過程中希望借助自動控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量。5 被控變量的選擇依據(jù)：1、能直接反映生產過程中的產品產量和質量，又易于測量的參數(shù)作為被控參數(shù)

28、 2、當不能用直接工藝參數(shù)作為被控變量時，應選擇與直接工藝參數(shù)有單值函數(shù)關系的間接工藝參數(shù)作為被控變量。3 同時兼顧工藝的合理性和所用儀表的性能及經濟性。4 被控變量必須有足夠大的靈敏度6 控制變量（變量）：把用來克服干擾對被控變量的影響，實現(xiàn)控制作用的變量稱為控制變量或變量。常見的變量是介質的流量。7 控制變量的選擇原則：1 控制變量應是可控的，即工藝上允許調節(jié)的量 2、控制變量應比其它干擾對被控參數(shù)影響靈敏，即控制通道的放大系數(shù)大、時間常數(shù)小、純滯后越小越好。3、存在多個時間常數(shù)，盡可能使時間常數(shù)錯開 4、要考慮工藝的合理性與生產的經濟性。8 傳感器、變送器選擇：1按照生產過程的工藝要求，

29、首先確定傳感器與變送器合適的測量范圍（量程）與精度等級。2測量儀表反應慢，會造成測量失真。應盡可能選擇時間常數(shù)小傳感器、變送器。3合理選擇檢測點，避免測量造成對象純滯后9 執(zhí)行器的選擇 1調節(jié)閥工作區(qū)間的選擇：正常工況下，調節(jié)閥的開度應在 15%85%區(qū)間。據(jù)此原則計算、確定控制閥的口徑尺寸。2調節(jié)閥的流量特性選擇：按補償對象特性的原則選取。3調節(jié)閥的氣開、氣關作用方式選擇：1 按控制信號中斷時，保證生產設備安全的原則確定。2 保證產品質量原則 3 減少原料和動力浪費的經濟原則10 調節(jié)器（控制器）正反作用的選擇：負反饋控制系統(tǒng)的控制作用對被控變量的影響應與干擾作用對被控變量的影響相反，才能使

30、被控變量值回復到給定值。為了保證負反饋，必須正確選擇調節(jié)器的正反作用。12 調節(jié)器正反作用的確定原則：保證系統(tǒng)負反饋 簡單的判定方法：閉合回路中有奇數(shù)個反作用環(huán)節(jié)。13 調節(jié)器的調節(jié)規(guī)律：即它的輸出量與輸入量（偏差值）之間的函數(shù)關系。14 調節(jié)器的基本調節(jié)規(guī)律：有比例，積分，微分簡稱，通過對他們不同組合，可以得到各種調節(jié)規(guī)律。作為最基本的控制方式仍占據(jù)重要的地位原因：原理簡單，魯棒性強，適應性廣等優(yōu)點。系統(tǒng)調節(jié)品質性能指標（又稱可控性指標）：1 衰減率：反映系統(tǒng)的穩(wěn)定性 2 振蕩頻率：反映調節(jié)速度 3余差：反映穩(wěn)態(tài)精度 4 最大動態(tài)偏差：反映動態(tài)精度比例控制的特點：控制及時、適當。只要有偏差，

31、輸出立刻成比例地變化，偏差越大，輸出的控制作用越強?？刂平Y果存在余差。如果被調量偏差為零，調節(jié)器的輸出也就為零，調節(jié)作用是以偏差存在為前提條件，不可能做到無靜差調節(jié)。積分控制（I）：輸出變化量 p 與輸入偏差 e 的積分成正比。積分控制的特點：1 有偏差時，積分輸出隨時間增大（或減?。?時，輸出保持在某一值上 3 積分控制可以消除余差 4 積分當偏差輸出信號是隨時間逐漸增強的，控制作用緩慢，故一般積分作用不單獨使用。微分控制（D）：對于慣性較大的對象，常常希望能加快控制速度，此時可增加微分作用。微分控制的特點：1 微分控制能在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，立即根據(jù)變化的趨勢，產生調節(jié)作用，使偏差盡快

32、地消除于萌芽狀態(tài)之中。2 當偏差存在，但不變化時，微分輸出為零，對靜態(tài)偏差毫無抑制能力。因此不能單獨使用，總要和比例或比例積分調節(jié)規(guī)律結合起來，組成 PD 調節(jié)器或調節(jié)器。微分控制的優(yōu)點：能加快系統(tǒng)的控制速度。缺點：偏差存在但不變化時，無控制作用。將比例、積分、微分三種調節(jié)規(guī)律結合在一起，只要三項作用的強度配合適當，既能快速調節(jié)，又能消除余差，到滿意的控制效果。在調節(jié)中，比例作用是基礎；微分作用可以加快系統(tǒng)控制速度，減小超調；積分作用可以消除靜差。但不是任何對象都是用控制最好。調節(jié)規(guī)律優(yōu)點缺點應用17 控制器參數(shù)整定的方法很多：主要有兩大類，一類計算的方法：理論計算的方法是根據(jù)已知的各環(huán)節(jié)特性

33、及控制質量的要求，通過理論計算出控制器的最佳參數(shù)。這種方法由于比較繁瑣、工作量大，計算結果有時與實際情況不甚符合，故在工程實踐中長期沒有得到推廣和應用。另一類是工定法。工定法是在已經投運的實際控制系統(tǒng)中，通過試驗或探索，來確定控制器的最佳參數(shù)。這種方法是工藝技術在現(xiàn)場經常使用的。P靈敏、簡單，只有一個整定參數(shù)；存在靜差適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝上沒有提出無差要求的系 般的液位與壓力系統(tǒng)PI能消除靜差，又控制靈敏對于滯后較大的對象，比例積分調節(jié)太慢，效果不好。適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)例如，流量調節(jié)系統(tǒng)。PD增進調節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定度，可調小比例度

34、，而加快調節(jié)過程，減小動態(tài)偏差和靜差系統(tǒng)對高頻干擾特別敏感，系統(tǒng)輸出易夾雜高頻干擾。應用于調節(jié)通道容量滯后較大，但調節(jié)精度要求不高的對象。高頻干擾不能使用綜合了各類調節(jié)作用的優(yōu)點，所以有更高的調節(jié)質量。對于滯后很大，負荷變化很大的對象， 調節(jié)也 要求，應設計復雜調節(jié)系應用于調節(jié)通道容量滯后較大、負荷變化較大、精度要求高的對象。應用最普遍的是溫度控制系統(tǒng)與成分控制系統(tǒng)。18 常用的工定法：1 穩(wěn)定邊界法（臨界比例度法）屬于閉環(huán)整定方法，根據(jù)純比例控制系統(tǒng)臨界振蕩試驗所得數(shù)據(jù) 2衰減曲：也屬于閉環(huán)整定方法 3 響應曲：屬于開環(huán)整定方法。以被控對象控制通道的階躍響應為依據(jù)，通過經驗公式求取調節(jié)器的最

35、佳參數(shù)整定值。4 經驗法：憑經驗湊試。 其關鍵是“看曲線，調參數(shù)”。簡單控制系統(tǒng)的結構:1 四個環(huán)節(jié)組成 2 閉環(huán)負反饋簡單控制系統(tǒng)的設計:1 被控變量的選擇 2 控制變量的選擇 3 控制規(guī)律的選擇 4 控制參數(shù)的整定 。第 7 章復雜控制系統(tǒng)1 簡單控制系統(tǒng)是過制中最基本、應用最廣的控制形式，約占全部控制系統(tǒng)的 80。對動態(tài)特性復雜，存在多種擾動或擾動幅度很大，控制重量高的生產過程，簡單控制系統(tǒng)難以滿足要求，為此設計出各種復雜控制系統(tǒng)。2 復雜控制分類：1 串級控制 2 前饋控制 3 大滯后預估控制 4解耦控制特點提高系統(tǒng)的性能。5 比值控制 6 均勻控制 7 分制 8選擇性控制，主要是滿足

36、特殊要求。（一） 串級控制系統(tǒng)1 串級控制系統(tǒng)的應用：當對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，采用簡單控制系統(tǒng)往往控制質量較差，滿足不了工藝上的要求，這時，可考慮采用串級控制系統(tǒng)。2 串級控制系統(tǒng)結構特點：有兩個閉合回路:主回路和副回路，主副調節(jié)器串聯(lián)工作。1 系統(tǒng)有兩個閉合回路，形成內外環(huán)。主變量是工藝要求控制的變量，副變量是為了更好地控制主變量而選用的輔助變量。2 主、副調節(jié)器是串聯(lián)工作的，主調節(jié)器的輸出作為副調節(jié)器的給定值。基本原理：主調節(jié)器輸出作為副調節(jié)器的設定值，系統(tǒng)通過副調節(jié)器輸出控制執(zhí)行器動作，實現(xiàn)對主參數(shù)的定值控制。串級系統(tǒng)的主回路是定值控制系統(tǒng)，副回路是隨動控制系統(tǒng)，通過他們

37、協(xié)調工作，是主參數(shù)能準確控制工藝規(guī)定的范圍之內。形成兩個環(huán)： 主環(huán)定值控制細調作用（PI 或）副環(huán)隨動控制粗調作用（P 調節(jié)）3 串級系統(tǒng)具有較好控制性能原因：對進入副回路的干擾有很強的克服能力； 改善了被控過程的動態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的工作頻率；對進入主回路的干擾控制效果也有改善；對負荷或操作條件的變化有一定自適應能力。4 串級控制系統(tǒng)的方案設計基本原則：1 主回路設計：主回路設計與單回路控制系樣 2 副回路的選擇：副回路設計中，最重要的是選擇副回路的被控參數(shù)。副參數(shù)的選擇一般應遵循下面幾個原則：主 副變量有對應關系副參數(shù)的選擇必須使副回路包含變化劇烈的主要干擾，并盡可能多包含一些干擾副參數(shù)的

38、選擇應考慮主、副回路中控制過程的時間常數(shù)的匹” 的發(fā)生應注意工藝上的合理性和經濟性 3 主、配，以防“副調節(jié)器調節(jié)規(guī)律的選擇：主參數(shù)是生產工藝的主要控制指標，工藝上要求比較嚴格。所以，主調節(jié)器通常選用 PI 調節(jié)，或調節(jié)?？刂聘眳?shù)是為了提高主參數(shù)的控制質量，對副參數(shù)的要求一般不嚴格，允許有靜差。因此，副調節(jié)器一般選 P 調節(jié)就可以了。4主、副調節(jié)器正、反作用方式的確定：對串級控制系統(tǒng)來說，主、副調節(jié)器正、反作用方式的選擇原則依然是使系統(tǒng)負反饋。選擇時的順序是：1、根據(jù)工藝安全或節(jié)能要求確定調節(jié)閥的正、反作用；2、按照副回路負反饋的原則確定副調節(jié)器的正、反作用；3、依據(jù)主回路負反饋的原則，確定

39、主調節(jié)器的正、反作用。5串級系統(tǒng)的工業(yè)應用：當生產工藝要求高，采用簡單控制系統(tǒng)滿足不了工藝要求的情況下，可考慮采用串級控制系統(tǒng)。串級控制系統(tǒng)常用于下面一些生產過程。1）容量滯后較大的過程 2）純滯后較大的過程 3）干擾幅度大的過程 4）非線性嚴重的過程。5 串級控制系統(tǒng)的參數(shù)整定：有 1）逐步近法：依次整定副回路、主回路。并循環(huán)進行，逐步接近主、副回路最佳控制狀態(tài)。 2）兩步整定法：系統(tǒng)處于串級工作狀態(tài)，第一步按單回路方法整定副調節(jié)器參數(shù)；第二步把已經整定好的副回路視為一個環(huán)節(jié)，仍按單回路對主調節(jié)器進行參數(shù)整定。3）一步整定法：就是根據(jù)經驗，先將副調節(jié)器參數(shù)一次調好，不再變動，然后按一般單回路

40、控制系統(tǒng)的整定方法直接整定主調節(jié)器參數(shù)。（ 二 ） 前饋控制系統(tǒng)1 前饋控制的原理（補償原理，測得干擾大小，不是偏差，屬于開環(huán)控制）：當系統(tǒng)出現(xiàn)擾動時，立即將其測量出來，通過前饋控制器，根據(jù)擾動量的大小改變控制變量，以抵消擾動對被控參數(shù)的影響。按這種原理設計的控制系統(tǒng)稱為前饋控制系統(tǒng)。2 反饋控制的特點：1)反饋系統(tǒng)按偏差進行控制消除偏差，控制不及時 2)由于反饋系統(tǒng)閉環(huán)，存在系統(tǒng)是否穩(wěn)定穩(wěn)定，為保證系統(tǒng)正常工作，系統(tǒng)必須穩(wěn)定 3)可消除擾動對控制量影響 4)調節(jié)器控制規(guī)律 P,PI,.3 前饋控制原理：前饋控制是按照引起被控參數(shù)變化的擾動進行控制，前饋控制又稱擾動補償。前饋控制對干擾的克服比

41、反饋控制快。4 補償原理：如果補償量和干擾量以同樣的大小和速度作用于被控變量，且作用方向相反的話，被控變量不變.5 前饋控制的特點：前饋控制器是按照干擾的大小進行控制的， 稱為“擾動補償”。如果補償精確，被調變量不會變化，能實現(xiàn)“不變性”控制。前饋控制是開環(huán)控制，控制作用幾乎與干擾同步產生，是事先調節(jié)，速度快。前饋控制器的控制規(guī)律不是控制，是由對象特性決定的。前饋控制只對特定的干擾有控制作用，對其它干擾無效。6 前饋控制的應用場合：（1）某個干擾幅值大而頻繁，對被控變量影響劇烈，而對象的控制通道滯后大。（2）采用單純的反饋控制，控制速度慢、質量差。（3）用串級控制，效果改善不明顯。7 前饋控制

42、的局限性：:實際工業(yè)過程中的干擾很多，不可能對每個干擾設計一套控制系統(tǒng)，況且有的干擾檢測非常困難。前饋控制器的補償控制規(guī)律很難精確計算，即使前饋控制器設計的非常精確， 實現(xiàn)時也會存在誤差，而開環(huán)系統(tǒng)對誤差無法自我糾正。8 前饋反饋復合控制系般將前饋控制與反饋控制結合使用。前饋控制針對主要干擾，反饋控制針對所有干擾，同時降低了對前饋控制器的要求，工程上容易實現(xiàn)。9 復合控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：在反饋控制的基礎上，針對主要干擾進行前饋補償。既提高了控制速度，又保證了控制精度。反饋控制回路的存在，降低了對前饋控制器的精度要求，有利于簡化前饋控制器的設計。在單純的反饋控制系統(tǒng)中，提高控制精度與系統(tǒng)穩(wěn)定性

43、是一對。往往為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性而無法實現(xiàn)高精度的控制。而前饋反饋控制系統(tǒng)既可實現(xiàn)高精度控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。10 前饋串級復合控制系統(tǒng)應用場合：:對于慢過程的控制，如果生產過程中的主要干擾頻繁而又劇烈，而工藝對被控參量的控制精度要求又很高，可以考慮采用前饋串級復合控制方案。（三）大滯后過制系統(tǒng)1 大滯后過程：在工業(yè)生產中，控制通道往往不同程度地存在著純滯后，純滯后存在，使被控參數(shù)不反映擾動的影響。一般將純滯后時間 0 與時間常數(shù) T 之比大于 0.3（0 / T0.3）的過程稱之為大滯后過程。2 大滯后預估補償原理：按照對象特性，設計一個模型加入到反饋控制系統(tǒng)，提早估計出對象在擾動作用下

44、的動態(tài)響應，提早進行補償，使控制器提前動作，從而降低超調量，并加速調節(jié)過程。3 預估補償：1 控制器提前動作 2 去了一個極點，控制系統(tǒng)穩(wěn)定性增強。（四） 比值控制系統(tǒng)1 比值控制系統(tǒng)：實現(xiàn)兩個或多個參數(shù)符合一定比例關系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)在需要保持比值關系的兩種物料中必有一種物料處于主導地位，稱為主物料，其流量稱為主流量。 比值控制系統(tǒng)中，副流量是隨著主流量按一定比例變化的，因而比值控制是一種隨動控制。2 比值控制系統(tǒng)的種類：1 開環(huán)比值控制系統(tǒng)：此控制方案的優(yōu)點是結構簡單、成本低。缺點是無能力，當副流管線壓力等改變時，不能保證所要求的比值。場合：結構簡單，投資少 2單閉環(huán)比值控制系

45、統(tǒng)：為了克服開環(huán)比值控制的，在開環(huán)比值控制的基礎上，增加對副流量的閉環(huán)控制。對Q1 只測量、不控制。Q1變化，Q2 跟著變化，可以克服副流量本身干擾對比值影響，總流量不穩(wěn)定。 3 雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng) ：為了克服單閉環(huán)比值控制中主流量不受控制的缺點，增加了主流量控制回路。Q1 是主流量，Q2 是副流量。兩個流量都可控，因此總流量穩(wěn)定。應用場合：主流量干擾頻繁，工藝上不允許負荷有較大波動 4 變比值控制系統(tǒng)：以上介紹的都是定比值控制系統(tǒng)。在有些生產過程中，要求兩種物料流量的比值隨第三個工藝參數(shù)的需要而變化，為滿足這種工藝的要求，就出現(xiàn)了變比值控制系統(tǒng)。應當注意，在變比值控制系統(tǒng)中，流量比值只是一種

46、控制，不是最終目的，而第三參數(shù)，往往是主要被控參數(shù)。3 比值控制系統(tǒng)的設計與參數(shù)整定：1比值控制系統(tǒng)設計1 主流量、副流量的確定原則：生產中起主導作用的物料流量，一般選為主流量，其余的物料流量跟隨其變化，為副流量。工藝上不可控的物料流量，一般選為主流量。成本較昂貴的物料流量一般選為主流量。當生產工藝有特殊要求時，主、副物料流量的確定應服從工藝需要。2 控制方案的選擇控制方案選擇應根據(jù)不同的生產要求確定，同時兼顧經濟性原則。如果工藝上僅要求兩物料流量之比值一定，而對總流量無要求，可用單閉環(huán)比值控制方案。如果主、副流量的擾動頻繁，而工藝要求主、副物料總流量恒定的生產過程，可閉環(huán)比值控制方案。當生產

47、工藝要求兩種物料流量的比值要隨著第三參數(shù)的需要進行調節(jié)時，可用變比值控制方案。3 調節(jié)器控制規(guī)律的確定1 比值控制系統(tǒng)中，調節(jié)器的控制規(guī)律是根據(jù)控制方案和控制要求而定。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，比值器 K 起比值計算作用，若用調節(jié)器實現(xiàn)，則選 P 調節(jié)；調節(jié)器 F2C 使副流量穩(wěn)定，為保證控制精度可選PI 調節(jié)。2 雙閉環(huán)比值控制不僅要求兩流量保持恒定的比值關系，而且主、副流量均要實現(xiàn)定值控制，所以兩個調節(jié)器均應選 PI 調節(jié)；比值器選 P 調節(jié)。3 變比值控制系統(tǒng)具有串級控制系統(tǒng)特點，可仿串級控制調節(jié)規(guī)律。（五 ）均勻控制系統(tǒng)1 均勻控制系統(tǒng)：:為了解決前后工序控制的，達到前后兼顧、協(xié)調操作，使

48、前后工序的控制參數(shù)均能符合要求而設計的控制系統(tǒng)稱為均勻控制系統(tǒng)。2 均勻控制與其他控制方式相比特點：（1）兩個被控變量在控制過程中都是緩慢變化的，因為均勻控制是對前后設備的物料供求之間的均勻，協(xié)調，前后供求的兩個參數(shù)都不應該穩(wěn)定在某一固定的范圍（2）前后互相聯(lián)系又互相的兩個變量應保持在所允許的范圍內波動，在均勻控制系統(tǒng)中，被控參數(shù)是非定值的，允許他們在一定的范圍內變化。3 均勻控制方案：均勻控制常用的方案有 1 簡單均勻控制：結構與簡單液位定值控制系樣，但系統(tǒng)控制的目的不同。均勻控制的目的是協(xié)調控制液位和排出流量兩個變量。簡單均勻控制的優(yōu)點是結構簡單，投運方便，成本低。但對另一個被控變量是不測

49、不控的兼顧操作，其控制精度不一定能保證。適用場合：簡單均勻控制適用于干擾不大、對流量的均勻程度要求較低的場合。缺點：難以滿足高精度要求。2 串級均勻控制：為了克服簡單均勻控制只有一個控制回路，只能保證一個被控變量精度的缺點，可在簡單均勻控制方案基礎上增加一個副控制回路，串級均勻控制。結構與串級控制系統(tǒng)相同。增加了流量控制回路，可以及時克服壓力干擾，保證流量控制精度。串級均勻控制方案中，主、副變量都有控制精度要求，二者均在規(guī)定的范圍內作緩慢的變化，所以控制手法上與串級控制不同。主、副控制器一般都采用純比例作用，而且將比例度整定得較大。適用場合：串級均勻控制方案適用于干擾較大的場合。缺點：但使用儀

50、表較多，投運、較復雜。（六）分制系統(tǒng)：在分制系統(tǒng)制系統(tǒng)中，一個控制器的輸出1 分信號被分割成幾個行程段，每一段行程各控制一個調節(jié)閥，故取名為分制系統(tǒng)。2 分制系統(tǒng)的類型：調節(jié)閥的氣開、氣關形式和分程信號區(qū)段不同，可分為以下兩種類型：調節(jié)閥同向動作的分制系統(tǒng)調節(jié)閥異向動作的分制系統(tǒng)3分制系統(tǒng)本質上屬于單回路控制系統(tǒng)：二者的主要區(qū)別是：單回路控制系統(tǒng)中調節(jié)器輸出控制一個調節(jié)閥，分制系統(tǒng)中調節(jié)器輸出控制多個調節(jié)閥。因此，系統(tǒng)設計上有所不同。4 調節(jié)閥特性的選擇與應注意：1. 根據(jù)工藝要求選擇同向或異向工作的調節(jié)閥2 流量特性的平滑銜接3 調節(jié)閥的泄漏量 。5 分制的實現(xiàn)：分制要求調節(jié)閥的輸入量程進行

51、壓縮。通過調整閥門的輸入信號零點和量程，使調節(jié)閥在規(guī)定的信號區(qū)段作全行程動作。6 分制系統(tǒng)的工業(yè)應用：1 用于擴大調節(jié)閥的可調范圍，擴大了調節(jié)倍數(shù)。采用兩個控制閥并聯(lián)的分制方案。2 用于一個控制回路需要控制多個量 。例如在工業(yè)廢液中和處理工藝中，需要根據(jù)廢液的酸堿性（值），分別控制加酸量或加堿量。（七）選擇性控制系統(tǒng)1 選擇性控制系統(tǒng)：選擇性控制是把由生產過程的限制條件所的邏輯關系疊加到正常自動控制系統(tǒng)中的法，即為一個生產過程配置一套能實現(xiàn)不同控制功能的控制系統(tǒng)，當生產過程趨向極限條件時，通過選擇器，備用控制系統(tǒng)自動取代正常工況下的控制系統(tǒng)。實現(xiàn)對生產過程下的自動控制。待工況脫離極限條件回到正

52、常工況后，又通過選擇器使適用于正常工況的控制系統(tǒng)自動投入運行。或者定義選擇性控制系統(tǒng)就是能根據(jù)生產狀態(tài)自動選擇合適的控制方案的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設有有多個控制回路，由選擇器根據(jù)設計的邏輯關系選通某個控制回路。2 選擇性控制系統(tǒng)的類型：選擇性控制系統(tǒng)通過選擇器實現(xiàn)選擇功能。選擇器可以接:1 調節(jié)器的輸出端，對控制信號進行選擇；控制系統(tǒng)包括取代調節(jié)器和正常調節(jié)器，兩者的輸出信號都送往選擇器。2 接在變送器的輸出端，對測量信號進行選擇。這種系統(tǒng)的選擇器裝在控制器之前，對變送器輸出信號進行選擇。用于幾個被控變量的給定值、控制規(guī)律都一樣的場合。3 選擇性控制系統(tǒng)的設計原則：選擇性控制系統(tǒng)是多個常規(guī)控制系統(tǒng)的

53、組合。與常規(guī)控制系統(tǒng)的設計相比，主要不同點是選擇器的設計選型和調節(jié)器調節(jié)規(guī)律的確定。1 選擇器的選型:選擇器有高值選擇器 HS 與低值選擇器 LS 兩種。選擇器類型的確定，是根據(jù)執(zhí)行器的作用方向和控制回路的切換條件決定的。2調節(jié)器調節(jié)規(guī)律的確定對于正常工況下運行的調節(jié)器，由于有較高的控制精度要求，可用PI 調節(jié)或調節(jié)；對于取代調節(jié)器，一般只要求其迅速發(fā)揮保護作用，可用 P 調節(jié)。（八） 解耦控制1 解耦控制系統(tǒng)：有些生產過程中，在一個設備上需要設置若干個控制系統(tǒng)，分別對多個被控參數(shù)進行控制。在這種情況下，多個控制系統(tǒng)之間就有可能存在相互關聯(lián)和相互影響，稱為相互耦合。控制系統(tǒng)間的耦合，會妨礙各被

54、控參數(shù)的獨立控制，嚴重時甚至會破壞各系統(tǒng)的正常工作。通過采取措施，把相互關聯(lián)的多參數(shù)控制過程轉化為幾個彼此獨立的控制系統(tǒng)。把這樣的系統(tǒng)稱為解耦控制系統(tǒng)（或自治控制系統(tǒng)）。2 幾種常用的解耦方法：1 前饋補償解耦設計 2 對角矩陣解耦設計 3矩陣解耦3 部分解耦：對耦合關系復雜的對象，只對部分耦合通道采取解耦措施。原因：耦器的實現(xiàn)比較復雜。為了降低成本，可以只對部分耦合通道采取解耦措施。4 部分解耦依據(jù)有兩條：被控參數(shù)的相對重要性被控參數(shù)的響應速度 （響應慢的解耦）總結1 串級：結構特點：兩控制器串聯(lián)兩閉合回路形成內外環(huán)控制特點：解決對象滯后大，干擾作用強而頻繁，負荷變化大。2 前饋：結構特點：

55、開環(huán)控制控制特點：對特定干擾加補償器3 反饋：結構特點：反饋回路和開環(huán)的補償回路疊加而成控制特點：在干擾頻繁，對象有較大滯后時，對主要干擾加補償器。4 大滯后：結構特點：采樣控制；Simth 預估補償控制 ?？刂铺攸c：調一調、等一等；利用預估器提前做出響應、提前控制。5 比值：結構特點：單閉環(huán)，雙閉環(huán)，變比值?？刂铺攸c：實現(xiàn)幾個流量參數(shù)，符合一定比例關系。6 均勻：結構特點：簡單均勻控制，串級均勻控制?？刂铺攸c：對兩個有控制的被控參數(shù)，進行協(xié)調控制7 分程：結構特點：一個控制器控制特點：實現(xiàn)多個，對多個控制閥 。量協(xié)調操作。8 選擇：結構特點：多個控制回路，對一個控制閥 ?？刂铺攸c：實現(xiàn)多個被

56、控參數(shù)選擇控制。9 解耦：結構特點：前饋解耦 ，對角矩陣解耦，控制特點：解除控制回路間的耦合影響矩陣解耦。第八章先進過制技術上，將那些不同于常規(guī)單回路1 先進過控制，并具有比常規(guī)制：控制更好效果的控制策略稱為先進控制系統(tǒng)。例如：1 自適應控制 2控制 3控制 4 模糊控制 5 神經網絡控制 6 推理控制等都屬于先進控制，另外，隨著計算機發(fā)展，計算機控制在工業(yè)得到了廣泛應用，強大的計算能力可以用來求解許多過去無法求解，也為新型控制算法的實現(xiàn)提供了基礎。2 先進控制特點：1 先進控制的控制策略與傳統(tǒng)的控制不同，如控制，推斷控制，控制，模糊控制。2 先進控制通常用于實現(xiàn)復雜被控過程的自動控制，如大滯

57、后，非線性，時變性，被控參數(shù)與控制變量存在約束等生產過程。3 先進控制實現(xiàn)需要足夠的計算機能力作為支持。隨功能不斷增強，的先進控制策略可以與基本控制回路一起在現(xiàn)場控制器上實現(xiàn)，使先進控制可靠性，實時性，可性大為增強。自適應控制1 自適應控制：能夠根據(jù)被控過程特性變化情況，自動改變控制器的控制規(guī)律和可調參數(shù)，使生產過程始終在最佳狀況下進行的控制系統(tǒng)稱為自適應控制系統(tǒng)。2 自適應控制分類：自校正控制系統(tǒng)和模型參考自適應控制系統(tǒng)?？刂疲ㄒ卜Q智能控制）系統(tǒng)控制系統(tǒng)1系統(tǒng)：是一種模擬人類解決的、復雜的實際問題的計算機()系統(tǒng)。2系統(tǒng)應該具備以下四個要素：(1) 應用于某專門領域；(2) 擁有級知識；(3

58、) 能模擬的思維；(4) 能達到級水平。3系統(tǒng)的特點：1 從處理性質看：解決那些不確定性的、 非結構化的、沒有算法解或雖有算法解但在現(xiàn)有的機器。例如,醫(yī)療上無法實施、地質勘探、市場、軍事指揮等問題。2 從處理問題的方法看：靠知識和推理來解決問題(不像傳統(tǒng)系統(tǒng)使用固定的算法來解決問題)3 從系統(tǒng)的結構來看：強調知識與推理的分離,因而系統(tǒng)具有很好的靈活性和可擴充性。 4具有解釋功能：5 具有“習”能力：6 不像人那樣容易疲勞、遺忘,和受環(huán)境、情緒等的影響：4控制：它在將人工智能中系統(tǒng)的理論和技術同自動控制的理論、方法和技術有機結合的基礎上，在未知環(huán)境下模仿的智能，實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制。5控制可分為

59、：控制系統(tǒng)：具有全面的系統(tǒng)結構、完善的知識處理功能和實時控制的可靠性能，知識庫龐大，推理機復雜。它包括有知識獲取子系統(tǒng)和學習子系統(tǒng)，人機接口要式控制器：多為工業(yè)求較高?？刂破?，是控制系統(tǒng)的簡化形式，二者在功能上沒有本質的區(qū)別。式控制器針對具體的控制對象或過程，著重于啟發(fā)式控制知識的開發(fā)，具有實時算法和邏輯功能。設計較小的知識庫、簡單的推理機制，可以省去復雜的人機接口。6的控制與一般的系統(tǒng)只完成專門領域問題的系統(tǒng)的區(qū)別：（1）通常功能，它的推理結果一般用于輔助用戶的決策；而控制則要求能對控制動作進行獨立的、自動的決策，它的功能一定要具有連續(xù)的可靠性和較強的抗擾性。（2）通常的系般處于離線工作方式，而控制則要求在線地獲取動態(tài)反饋信息，因而是一種動態(tài)系統(tǒng)，它應具有使用的靈活性和實時性，即能聯(lián)機完成控制。7控制系統(tǒng)（）指的是那些對解決專門問題非常熟悉的人們，他們的這種專門技術通常源于豐富的經驗，以及他們處理問題的詳細專業(yè)知識.系統(tǒng)主要指的是一個智能計算機程序系統(tǒng)，其含有大量的某個領域水平的知識與經驗，能夠利用人類的知識和解決問題的經驗方法來處理該領域的高水平難題.它具有啟發(fā)性，透