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1、过程控制系统运行与维护过程控制系统运行与维护 四川工程职业技术学院四川工程职业技术学院 电气化教研室电气化教研室过程控制系统性能指标第一章第一章过程控制系统过程控制系统基本概念基本概念过程控制系统性能指标过程控制系统基本概念过程控制系统基本概念1-1 1-1 绪论绪论 1-2 1-2 过程控制系统的性能指标过程控制系统的性能指标 1-3 1-3 自动化仪表基础知识自动化仪表基础知识 1-4 1-4 防爆与防护防爆与防护 过程控制系统性能指标1-2 1-2 过程控制系统过程控制系统性能指标性能指标 过程控制系统性能指标过程控制系统的性能指标过程控制系统的性能指标 控制性能良好：在受到外来干扰控制
2、性能良好：在受到外来干扰作用或给定值发生变化后，应作用或给定值发生变化后，应平稳、平稳、迅速、准确地回复迅速、准确地回复( (或趋近或趋近) )到给定值到给定值上。评价控制性能好坏的质量指标。上。评价控制性能好坏的质量指标。根据工业生产过程对控制的实际要求根据工业生产过程对控制的实际要求来确定。来确定。过程控制系统性能指标2-1 2-1 系统过渡过程系统过渡过程2-2 2-2 系统性能指标系统性能指标过程控制系统性能指标2-1 系统过渡过程系统过渡过程 1 1、静态与动态、静态与动态 静态静态：系统被控变量不随时间变化：系统被控变量不随时间变化的平衡稳态。的平衡稳态。 静态是指各参数（或信号）
3、的静态是指各参数（或信号）的变化变化率为零。率为零。过程控制系统性能指标动态动态：被控变量随时间不断变化的不：被控变量随时间不断变化的不平衡状态。平衡状态。 动态时整个系统及各环节参数处于动态时整个系统及各环节参数处于变化的动态变化的动态之中。之中。过程控制系统性能指标 2、过渡过程、过渡过程（1）常见典型信号）常见典型信号 阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、和正弦信号等和正弦信号等。 过程控制系统性能指标阶跃信号阶跃信号A 0 t0 t1 1 系统稳定系统稳定 一般取一般取=4=4 1010比较合适比较合适过程控制系统性能指标 3 3、最大偏差、最大偏差A(A(或超
4、调量或超调量B)B) 最大偏差最大偏差A A ：指控制过程中被：指控制过程中被控变量偏离给定值的最大差值。控变量偏离给定值的最大差值。 最大偏差是指被控参数第一最大偏差是指被控参数第一个波的峰值与给定值的差。常用个波的峰值与给定值的差。常用A A表示表示过程控制系统性能指标 超调量超调量：第一波峰值与：第一波峰值与被控变量最终新稳态值被控变量最终新稳态值之间的差值。常用之间的差值。常用B B表示表示过程控制系统性能指标 如果新稳态值等于原如果新稳态值等于原稳态值，则稳态值，则最大超调量最大超调量B B等于最大偏差等于最大偏差A A。超调量越小，质量越高超调量越小，质量越高。过程控制系统性能指标
5、 4 4、过渡时间、过渡时间tsts 过渡时间过渡时间tsts：从阶跃信号作从阶跃信号作用和调节作用后被控变量变化而用和调节作用后被控变量变化而又达到新稳态值所需的时间，又又达到新稳态值所需的时间，又称为称为调整时间调整时间。过程控制系统性能指标 ts ts愈小表示过渡过程进行得愈小表示过渡过程进行得愈快。它是反映系统过渡过程快愈快。它是反映系统过渡过程快慢的指标。慢的指标。 被控变量偏离新稳定值的被控变量偏离新稳定值的22% %或或5%5%的区域内时，认为过的区域内时，认为过渡过程结束。渡过程结束。过程控制系统性能指标 、上升时间、上升时间trtr 上升时间上升时间trtr ：系统在阶跃系统
6、在阶跃作用后，对于振荡系统，被控变作用后，对于振荡系统，被控变量开始从零变化上升达到稳态值量开始从零变化上升达到稳态值所需的时间。所需的时间。 t tr r表示调节作用表示调节作用快慢。一般在分析和设计系统时，快慢。一般在分析和设计系统时，希望上升时间希望上升时间越短越好越短越好。 过程控制系统性能指标 、振荡周期、振荡周期 振荡周期：振荡周期：是指过渡过程从是指过渡过程从第一个波峰到同向相邻波峰之间第一个波峰到同向相邻波峰之间的时间。的时间。 在衰减比相同条件下，在衰减比相同条件下，周期与过渡时间成正比周期与过渡时间成正比。周期的。周期的倒数为振荡频率，用倒数为振荡频率，用表示。表示。过程控
7、制系统性能指标 周期越短越好，频率越高，周期越短越好，频率越高，过渡时间越短。因此，振荡频过渡时间越短。因此，振荡频率也可以作为衡量控制过程快率也可以作为衡量控制过程快速性的品质指标。速性的品质指标。过程控制系统性能指标 1、过程系统衰减过程的过程系统衰减过程的动态指标有哪些？动态指标有哪些？作业：作业：过程控制系统性能指标 2、下图是某温度控制系统记录的曲线，请下图是某温度控制系统记录的曲线，请写出写出最大偏差、衰减比、余差、振荡周期，如果最大偏差、衰减比、余差、振荡周期，如果工艺上要求控制温度为（工艺上要求控制温度为（402），那么该控，那么该控制系统能否满足工艺要求制系统能否满足工艺要求? 过程控制系统性能指标
