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第一章 过程控制系统组成：被控过程+自动化仪表。过程控制：生产过程自动化 2分类：按结构不同：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统。按设定值：定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统 3过程控制系统的性能指标（稳准快）：①单项性能指标：单项时域指标包括：衰减比、超调量、最大动态误差、残余误差、调节时间、振荡。衰减比n=(B1/B2) 1.衰减率Φ=(B1-B2)/B1 ②综合性能指标：1偏差绝对值积分IAE2偏差平方积分ISE3偏差绝对值与时间乘积积分ITAE4时间乘偏差平方积分ITSE 自动化仪表的分类：按安装场地分：现场类仪表、控制室类仪表。按能源形式分：液动、气动、电动。按信号类分：数字式、模拟式仪表。按结构形式分：基地式仪表、单元组合式仪表、组合式仪表、集中/分散式仪表 过程控制特点：1系统由被控过程和系统化生产的自动化仪表组成2被控过程复杂多样，通过控制系统难以设计3被控方案丰富多彩，控制要求越来越高4被控过程大多属于慢变过程与参量控制5定值控制是过程控制的主要形式 过程参数检测仪表组成：传感器和变送器 检测误差：是由检测仪表的测量值与被测量物理量的真值之间的差值，它的大小反映了检测仪表的检测精度。检测误差规律性：系统误差、随机误差、粗大误差 检测仪表的基本特征：⑴固有特性：①精确度（0.01级、0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5等级越小，精度越高②非线性误差δf=Δfmax/(Xmax-Xmin)*100%③变差δb=Δbmax/（Xmax-Xmin)*100%④灵敏度和分辨力。灵敏度s=Δy/Δx仪表输出量的增量Δy与引起输出增量的输入增量Δx比值。分辨力又称灵敏限,仪表输出能响应和分辨的最小输入变化量。⑤漂移：输入保持不变，输出随时间或温度变化而出现漂移⑥动态误差：被测参数在干扰作用下处于变动状态时仪表的输出值与参数实际值之间的差异。⑵工作特性（能适应参数测量和系统运行的需要而具有的输入/输出特性，可通过零点调整与迁移以及量程调整而改变） 智能仪表组成：传感器组件、A/D转换器、微处理器、存储器、通信电路等 比例积分微分调节规律：调节器的输出分别与输入偏差的大小、偏差的积分和偏差的变化率成比例，英文缩写PID。 ] ） 一比例调节P：优点：调节及时，反应灵敏，当偏差一旦出现，就能及时产生与之成比例的调节作用，偏差越大，调节作用越强。缺点：Kc增大会使系统稳定性下降 二比例积分作用PI(无差调节）： 越大，积分作用越弱。开始比例起作用，随后积分起作用，达到最终消除稳态误差作用。 优点：比例快速应与积分调节消除稳态误差功能相结合达到消除静差效果。缺点：PI调节给系统增加了相位滞后，PI稳定性较P较差，偏差不为零，调节器会不停的积分使输出增加，使调节器输出进入深度饱和，调节器失去调节作用。 积分调节I：优点：可以提高系统无差度，即提高系统的稳态控制精度。缺点：积分过渡过程相对缓慢，系统稳态性变差 三比例微分调节PD（有差调节）： 优点：有差调节，稳定中D不起作用。有利于提高系统的稳定性，抑制过渡过程动态偏差，有利于减小系统静差，提高系统响应速度，微分作用适度增强，提高了超前相角，提高系统稳定裕度。缺点:只适用于时间常数较大过程，不适用于流量压力等变化剧烈过程。较大时，会导致系统中调节阀的频繁开启，容易造成振荡，PD对纯滞后过程无效 四PID调节：比例调节快速反应功能：加快相应过程，减小稳态误差。积分调节消除误差功能：消除稳态误差，易产生振荡。微分调节预测功能等：减小振荡程度和响应时间。优点：PID模拟了人脑的部分思维，原理简单、容易理解与实现，使用方便。应用范围广。鲁棒性强。 过程自动化的核心装置：过程控制仪表：调节器，电气转换器，执行器，安全栅 DDZ-III调节器：调节器由控制单元和指示单元组成。控制单元：输入电路，PD.PI电路，输出电路，软手动，硬手动操作电路。指示单元：输入信号指示电路，给定信号指示电路 原理：将变送器送来的1-5V DC测量信号，与1-5V DC的给定信号进行比较得到的偏差信号，然后再将其偏差信号进行PID运算，输出4-20mA DC信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。 执行器：由执行机构和调节机构（调节阀）组成。 在被控过程控制系统中，它接受调节器输出的控制信号，并转化成直线位移或角位移来改变调节阀的流通面积，以控制流入或流出被控过程的物料或能量，从而实现对过程参数的自动控制。 执行器分类：按使用的能源分为气动、电动、液动。气动应用最广。气动执行机构有正作用和反作用两种形式 调节阀（调节机构）选择原则：安全原则、经济原则、介质特性 气开式调节阀：控制信号中断的，执行器处于关闭状态,停止加热，使设备不致因温度升高而发生