求指标余差,最大偏差,衰减比,过度时间


主要内容 过程控制的主要特点 过程控制的品质指标 阶跃响应性能指标:静差、衰减率、超调量、过渡过程时间 偏差积分指标 过程控制的发展状况和趋势 我国过程控制技术的发展 过程控制的主要特点 被控过程的多样性 控制方案的多样性 有单回路、串级、前馈-反馈、比值、均匀、分程、选择性、时滞、数字和计算机过程控制系统等。 控制过程属慢过程、多半属参量控制 定值控制是主要控制形式 过程控制的品质指标 决定过程控制系统品质的环节: 控制系统结构 被控过程特性 过程检测、控制仪表 性能良好的过程控制系统,在受到外来扰动作用或给定值发生变化后,应 平稳、 准确、 迅速地回复(或趋近)到给定值上。 过程控制的品质指标 过程控制系统的评价指标可概括为: 系统必须是稳定的; (平稳) 系统应能提供尽可能好的稳态调节;(准确) 系统应能提供尽可能好的过渡过程。(迅速) 控制性能指标应根据生产工艺过程的实际需要确定,通常采用系统阶跃响应曲线的性能指标和偏差积分性能指标。 阶跃响应性能指标 余差(静态偏差)C 描述系统稳态特性的唯一指标 指系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳态值之差。 一般要求余差不超过预定值或为零。 阶跃响应性能指标 衰减率ψ 衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。 一般取衰减率ψ=0.75~0.9。其中1/4衰减率(ψ=0.75)作为评价过渡过程的一个重要指标。 阶跃响应性能指标 阶跃响应性能指标 阶跃响应性能指标 最大偏差A(或超调量σ) 最大偏差A是指被控参数第一个波的峰值与给定值的差 超调量: 阶跃响应性能指标 过渡过程时间ts 指系统从受扰动作用时起,直到被控参数进入新的稳态值±5%(或±2%)的范围内所经历的时间。 一般要求ts愈短愈好。 性能指标之间的关系 有些是相互矛盾的(如超调量与过渡过程时间) 对于不同的控制系统,这些性能指标各有其重要性。 应根据工艺生产的具体要求,分清主次,统筹兼顾,保证优先满足主要的品质指标要求。 偏差积分性能指标 偏差绝对值积分(Integral of Absolute Error:IAE) 适用于衰减和无静差系统 偏差积分性能指标 偏差绝对值与时间乘积的积分(ITAE) 用以降低初始大误差对性能指标的影响; 同时强调了过渡过程后期的误差对指标的影响。 偏差积分性能指标 偏差平方值积分( Integral of Squared Error: ISE) 同IAE 偏差积分性能指标 时间乘偏差平方积分(ITSE) 同ITAE 过程控制的发展简况 手工操作状态(20世纪40年代前后) 仪表化与局部自动化阶段(50~60年代) 综合自动化(60-70年代中期)阶段 全盘自动化阶段(70年代中期至今) 仪表化与局部自动化阶段(50~60年代) 系统结构大多为单输入-单输出的单回路定值控制系统。 过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合式仪表。 基地式仪表 一般与检测装置、显示装置一起组装在一个整体之内 同时具有检测、控制与显示的功能 结构简单、价格低廉、使用方便 通用性差,信号不易传递 一般应用于简单控制系统中。 单元组合式仪表 将仪表按其功能分成若干单元 各个单元之间以统一的标准信号相互联系 具有高度的灵活性和通用性,各个单元可以适当组合,也可与计算机等设备配合,组合各种复杂的、新型的控制系统。 有气动组合仪表和电动单元组合仪表(QDZ和DDZ仪表)两类。 气动单元组合仪表(QDZ) 采用140kPa压缩空气为能源,以20~100kPa标准统一信号输出 结构简单、价格便宜、性能稳定、工作可靠、安全防火防爆 特别适用于石油、化工等易燃易爆场合 电动单元组合仪表(DDZ) 采用0-10mA 或4-20mA标准统一信号 体积小、重量轻、安装维护方便、便于计算机接口 部分仪表(如DDZ-Ⅲ型)采取了先进的安全防爆措施,能构成本质安全防爆系统,同样能应用于易燃易爆场合。 综合自动化阶段(60-70年代中期) 工业生产过程出现了一个车间甚至于一个工厂的综合自动化 过程检测控制仪表是单元组合仪表和组装式仪表 逐步采用数字计算机以及以微处理器为基础的集散控制系统。 数字控制仪表 积木式结构 部分单元采用微电脑技术,可进行数字运算 可编程数字调节器(如KMM仪表)是其中最具代表性的单元仪表,特点有: 内部结构微机化; 运算数字化; 编程方法简单; 自整定、自诊断的功能; 通讯功能。 全盘自动化阶段(70年代中期至今) 实现了全车间、全厂、甚至全企业无人或很少人参与操作管理 实现了过程控制最优化与现代化的集中调度管理相结合 我国过程控制技术的发展 50年代末期,主要采用机械式和气动仪表 60年代广泛

第1章自动控制系统基本概念

1.自动控制系统主要由测量元件与变送器、控制器、

执行器和被控对象组成。

2.自动控制系统中,将工艺参数需要控制的设备、机

器或生产过程等,称为被控对象。

3.自动控制系统的干扰作用是指除操纵变量外,作用

于被控对象并引起被控变量变化的一切因素。4.自动控制系统中的操纵变量是指受执行器控制,用

以克服干扰的影响,使被控变量保持给定值的物料流量或能量。

5.自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。

6.仪表符号除了图形外,圆圈之中还有一串由字母和

数字组成的代号,称为仪表位号。

7.自动控制系统的动态是指被控变量随时间变化的不

8.自动控制系统的静态是指被控变量不随时间变化的

9.在分析和设计控制系统时,最常选用的干扰形式是

10.一般来说,自动控制系统在阶跃干扰作用下,希望

得到的过渡过程是衰减振荡过程。

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