过程控制与自动化仪表

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1、第一章1、不设反馈环节的，称为开环控制系统；设有反馈环节的，称为闭环控制系统。2、开环控制是最简单的一种控制方式。它的特点是，仅有从输入端到输出端的前向通路，而没 有从输岀端到输入端的反馈通路。3、开环控制系统的特点是：控制精度取决于组成系统的元器件的精度，因此对元器件的要求比 较高。4、开环控制系统一般是根据经验来设计的。5、为了实现系统的自动控制，提高控制精度，可以改变控制方法，增加反馈回路来构成闭环控 制系统。6、系统的输岀屋通过测屋变送元件返回到系统的输入端，并和系统的输入屋作比较的过程就称 反馈。7、如果输入虽和反馈屋相减则称为负反馈；反之若二者相加，则成为正反馈。8、闭环控制系统的

2、自动控制或者自动调节作用是基于输出信号的负反馈作用而产生的，所以经 典控制理论的主要研究对象是负反馈的闭环控制系统，研究目的是得到它的一般规律，从而可以 设计出符合要求的、满足实际需要的、性能指标优良的控制系统。9、由人工来直接进行的控制称为人工控制。10、人在控制过程中起到了观测、比较、判断和控制的作用，而这个调整过程就是检测偏差、 纠正偏差”的过程。11、液位变送器代替玻璃管液位计和人眼；控制器代替人脑；调节阀代替人手。过程控制系统一般由自动化装置及生产装置两部分组成。生产装置包括：被控对象；自动化装置 包括：变送器，控制器，执行器。12、系统的各种作用屋：被控变屋设定值测虽值操纵变屋扰动

3、屋偏差13、在生产过程中，如果要求控制系统使被控变屋保持在一个生产指标上不变，或者说要求工艺参数的设定值不变，则将这类控制系统称为定值控制系统。14、泼定值是一个未知变化屋的控制系统称为随动控制系统，又称为自动跟踪系统。15、程序控制系统的T殳定值也是变化的，但它是时间的已知函数，即设定值按一定的时间顺序 变化。16、过程控制系统有两种状态:系统的稳态系统的动态。17、过程控制系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。18、被控变屋随时间的变化规律首先取决于作用于系统的干扰形式。19、过程控制系统性能好坏的评价指标:稳J歡快；20、余差是控制系统过渡过程终了时，被

4、控变虽的稳态值与设定值之差。或者说余差就是过渡 过程终了时存在的残余偏差。21、余差是衡屋控制系统准确性的一个质虽指标，余差越小越好。22、若衰减比n1 ,23、过渡过程是衰减振荡，n越大，衰减越快，系统越稳定；当n-8时，系统过渡过程为非周期 衰减过程。24、过渡时间越小越好。25、峰值时间$越小，表明控制系统反应越灵敏。26、振荡周期短一些为好。27、过程控制的任务和要求由过程控制系统加以实现，而自动化仪表则是过程控制系统的重要 组成部分。28、被控对象通常是指通过一定物质流或能屋流的工艺设备。当生产过程在较大工艺设备中进 行时，它们的动态特性通常是具有惯性大、延时长、变屋多等特点，且还常

5、伴有非线性与时变特 性。29、过程控制系统主要是对决定生产过程是否正常的条件进行控制，以保证整个生产过程的正 常进行。30、对过程控制系统提出要求：安全性 稳定性经济性31、过程控制的任务就是在了解、掌握生产工和系统综合指标要求的基础上，根据安全性、稳 定性、经济性的要求、应用控制理论、最优控制、系统论等理论知识，对系统进行分析和设计， 提岀合理的控制方案，设计报警和联锁保护系统，选择最优的控制器参数及生产过程现场调试方 案等O第二章1、在经典控制理论中，常用的数学模型有微分方程，传递函数和系统框图。2、当系统中有两个（或两个以上）环节串联时，其等效传递函数为各环节传递函数的乘积。当系统中有两

6、个（或两个以上）环节并联时，其等效传递函数为各环节传递函数的代数和。3、0（S）=翌=色一为反馈连接的等效传递函数，一般称它为闭环传递函数，用4）（s）表示。分母中的加号对应于负反馈；减号对应于正反馈。4、无自衡对象在没有自动控制的情况下，不允许长时间无人监管。5、对象在扰动作用破坏其平衡工况后，即使没有操作人员或控制器的干预，仍可自动恢复平衡 的特性，称为自衡特性。6、有的对象或过程，在受到输入屋作用后，输出屋并不立即随即变化，而是要隔上一段时间才 会响应，这种现象称为滞后现象。滞后现象可分为传递滞后和容呈滞后两种形式。传递滞后又称 为纯滞后，或时滞。7、测定对象动态特性的实验方法主要有三种

7、：时域测定方法、频域测定方法和统计研究方法。 时域测定方法是指通过操作执行器，使被控对象的控制输入产生阶跃变化或方波变化，从而得到 被控制虽随时间变化的响应曲线或输出数据，再根据输入一一输出数据，求取对象输入输出 之间的数学关系。时域测定方法又分为阶跃响应曲线法和方波响应曲线法。8、时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行分析的方法，它是通过系统施加典型信号，然 后求出系统在典型输入信号作用下输出屋的时域表达式，从而获得系统输出的时间响应曲线，以 此来评价系统的性能。时域分析法具有直观、准确的优点。9、系统稳定性是系统设计与运行的首要条件。系统的稳定性是指自动控制系统在受到扰动作用使平衡状态被

8、破坏后，经过调节，能重新达到平 衡状态的性能。10、系统的稳定性概念又分绝对稳定性和相对稳定性。研究系统稳定性就是研究系统在扰动消 失以后的运动情况。系统稳定的必要和充分条件是：特征方程的所有根的实部都必须是负数。亦 即所有的根都在复平面的左侧。最靠近虚轴的闭环极点，称为闭环主导极点。11、无阻尼时的阶跃响应为等幅震荡曲线。临界阻尼时的阶跃响应为单调上升曲线。12、欠阻尼二阶系统的阶跃响应是以3d为角频率的衰减振荡过程，能兼顾快速性与平稳性，所 以工程上二阶系统均工作于欠阻尼状态下。二阶欠阻尼系统的性能指标通常能用超调屋o%、调 整时间、上升时间tr及峰值时间等指标来衡屋。13、自动控制系统的

9、输出屋一般都包含着两个分屋，一个是稳态分屋，另一个是暂态分屋。 在设计系统时，除了首先要保证系统能稳定运行外，其次就是要求系统的稳态误差小于规定的允 许值。14、系统的稳态误差由跟随稳态误差和扰动稳态误差两部分组成。15、工程上往往把系统中包含的积分环节的个数称为型别，或无静差度。16、频率特性法是控制理论中常用的另一种分析方法，它通过系统开环频率特性的图形来分析 闭环控制系统的暂态特性和稳态特性。17、频率特性又称频率响应，它是系统（或元件）对不同频率正弦输入信号的响应特性。M（S）称为辐值频率特性，简称幅频特性；0（3）称为相位频率特性，简称相频特性。两者统称频 率特性或幅相频率特性。频率

10、特性常用符号表示。18、同一个系统（或环节）的频率特性G%）与其传递函数G）之间存在确切的简单关系，将传递 函数的s用兀代替，就可以得到其频率特性Gg）。19、传递函数的极点和零点均在s复平面左侧的系统成为最小相位系统。传递函数的极点或零 点有在s复平面右侧的系统称为非最小相位系统。20、最小相位系统的特点是：它的对数相频特性和对数幅频特性间存在着确定的对应关系，或 者对于最小相位系统，只需根据其对数辐频特性就能写出其传递函数。第三章1、若通过调整多数仍无法满足要求时，则可以在原有的系统中有目的地增添一些装置和元件， 人为的改变系统的结构和性能，使之满足所要求的性能指标，我们把这种方法称为系统

11、校正。增 添的装置和元件称为校正装置和校正元件。2、如果校正装置Gc（s）串联在系统固有部分的前向通道中，则称为串联校正。将校正装置Gc（s）与需要校正的环节进行反馈连接，形成局部反馈回路，称为反馈校正。3、复合校正是在反馈控制的基础上，引入输入补偿构成的校正方式，通常可以分为两种：一种 是引入给定输入信号木M尝，；另一种是引入扰动输入信号补偿。4、在控制系统设计中，常用的校正方式是串联校正和反馈校正。5、无源校正装置通常是由一些电阻和电容组成的二端网络。6、有源校正装置是由运算放大器组成的调节器。7、控制器就是一种校正装置，具有系统校正功能。8、控制器的基本控制规律可归纳为四种：位式控制、比

12、例控制、积分控制和微分控制。9、在实际使用中，只要选用带上、下限触头的检测仪表、双位控制器，再配上继电器、电磁阀、 执行器等即可构成双位控制系统。10、所谓比例度6 ,就是指控制器输入的相对变化呈与相应的输出相对变化虽之比的百分比。控制器的比例度6可理解为：要是输出信号左全范围变化，输入信号必须改变全屋程的百分之几。 比例控制是有余差的控制，余差的大小与比例度6有关，与负荷的变化屋有关。在同样的负荷变 化扰动下，比利度越少，比例增益越大，余差越少；在相同比例度下，负荷变化屋越大，余差越 大。11、积分控制是控制器的输出变化屋7与输入偏差直e随时间的变化成正比的控制规律，亦即 控制器的输出变化速

13、度与输入偏差值成正比。12、与比例控制不同的是，在输入偏差为零时，比例控制器的输出变化屋是零，即处在初始 位置上，而积分控制器的输出却可以处在任何数值的位置上。13、T1是描述积分作用强弱的一个物理虽。14、在阶跃偏差作用下，控制器的输出达到比例输出的两倍所经历的时间。个比例积分控制器可以看成是粗调的比例作用与细调的积分作用的组合。理想微分控制是指控制器的输出变化屋与输入偏差值e的变化速度成正比的控制规律。常将微分作用与比利作用结合，构成比例微分控制规律（PD b15、如果引入的微分作用太强，即Td太大，反而会引起控制系统剧烈振荡，这是必须注意的。第四章1、过程参数检测与变送作为过程控制技术的

14、一个重要组成部分，是实现过程控制的基础。 能感受规定的被测屋，并按照一定规律将其转换为可用电屋的器件或装置就是传感器。2、敏感元件是直接感受被测物理屋，并以确定关系输出另一物理屋的元件。3、传感元件的作用是将传感元件输出的非电屋转换为电参屋。4、测屋转换电路的作用是将传感元件输出的电参屋转换为硬于传输和处理的电屋。5、变送器是把传感器的输出信号转变为可被空啊在其识别的信号的一种转换器。6、信号制是指在成套仪表系列中，各个仪表的输入/输出之间采用何种统一的标准信号进行联络 传输的问题。7、过程控制仪表使用的联络信号一般可分为气压信号和电动信号。8、电动模拟信号有直流电流、直流电压、交流电流和交流

15、电压四种。9、检测仪表的信号传输方式一般有两种：串联型和并联型。10、变送器信号传送和供电的方式有三种。11、绝对误差是指仪表的实测示值X与真值X。的差值。12、相对误差是绝对误差AX与真值血，的比值。13、引用误差是绝对误差AX与检测仪表屋程乞之比的百分数。14、准确度又称为精度，主要用于反映仪表的准确程度。15、仪表的校表是指如何确定仪表的准确度等级，而仪表的选表是指如何选择仪表的准确度等 级。根据仪表的校验数据来确定仪表的准确度等级，仪表的允许误差应大于或等于仪表校验所得的最 大相对误差的百分数；根据工艺要求选择仪表准确度等级时，仪表的允许误差应小于或等于工艺 上所允许的最大相对误差的百分数。16、屋程调整的目的是使变送器输出信号的上限值“与测屋范围的上限值冷“相对应。17、零点调整和零点迁移的目的都是使变送器输岀信号的下限ymin与测屋信号的下限值心谕 相对应。18、物位是指设备和容器中液体或固体物料的表面位置。19、电容式物位计适用各种导电、非导电液体的液位或粘性料位的远距离连续测