過程控制概念：採用模擬或數字控制方法對生產過程的某一或某些物理引數進行的自動控制通稱為過程控制。過程控制系統的特點:
(1)被控物件的多樣性(2)物件存在滯後（3）控制系統比較複雜（4）系統有眾多過程檢測儀表，控制儀表（5）控制方案豐富
1.單迴路控制系統定義：指由乙個被控物件、乙個測量變送器、乙個調節器和乙個執行器組成的單閉環負反饋控制系統。
2、單迴路控制系統的設計:正確選擇被控變數和操縱變數；正確選擇測量變送裝置；正確選擇調節閥的開閉型式及其流量特性；正確選擇控制器的型別及其正反作用，控制規律；
3.被控變數的選擇的一般原則a．對控制目標具有決定性作用的工藝變數作為被控引數；
b．要有足夠大的靈敏度；c．能滿足工藝要求；d．儀表能夠實現
7控制變數（操縱變數）的選擇a控制變數首先必須是可控的：b有的系統控制變數唯一，
c當有幾個控制變數可以選擇時,可選擇克服干擾能力最強,動態特性最好的作為控制變數。
8如何選擇控制變數？a干擾作用通過干擾通道使被控變數偏離給定值；b控制作用通過控制通道克服干擾作用影響，對被控變數起主導作用，使被控變數維持在給定值。
c輸入(干擾或控制變數)對被控變數的影響，由相對應通道的特性對控制質量的影響和輸入大小決定。
10.時間常數tf的影響：相當於增加乙個極點，-1/tf，tf越大，對控制質量影響越大。
過渡過程幅值是1/tf 。時間常數個數越多，或者說干擾進入系統的位置愈遠離被控變數而靠近調節閥，干擾對被控變數的影響愈小，系統的控制質量則愈高。
11. 干擾通道特性a.擾動通道的放大係數kf盡可能小；擾動通道的時間常數tf應盡可能大。
b．如果有幾個擾動同時作用於控制系統，應使主要擾動進入的位置靠近調節閥，遠離被控變數的檢測元件，這樣更有利於克服主要擾動的影響。
12.控制通道特性對控制質量的影響
（1）放大倍數ko的影響；（2）時間常數to的影響；（3）控制通道純滯後τ0的影響。
13.可控性的分析
通過實驗分析可得：控制通道時間常數t0越大；控制通道階數n越高；純時延環節τ0的存在；都使得可控性指標大為減小。
14.控制通道特性影響
a.放大倍數ko的影響b.時間常數t0的影響
t0越大，經過的容量數越多，可控性指標越小，控制越不及時 ， 系統的控制質量越低。
t0減小，控制作用越及時，克服擾動快，過渡時間短。但t0太小控制作用太強，易引起振盪，穩定性下降。所以t0要適當小一點，使得控制及時又保證控制質量。
c．純延遲的τ0影響。τ0會降低系統穩定性(通過頻率特性分析可得到)；
純延遲使得調節器作用要滯後τ0，將引起超調增大，最大偏差增加，動態指標下降。從而嚴重降低控制質量。容量延遲τc可以引入微分環節顯著改善,對τ0基本沒有作用。
τ0越小越好,盡量避免引入純延遲環節。
小結: 控制通道特性影響
a．所選的控制變數的控制通道放大倍數應較大，最好大於干擾通道的放大倍數；
b．所選的控制變數控制通道的時間常數適當小一些為好，但不宜過小；而使擾動通道時間常數愈大愈好c．控制變數其控制通道純滯後時間愈小愈好；
控制變數q(t)的選擇一般原則
①控制變數是工藝上允許的量, 是可控的; ②控制變數對被控變數與干擾相比應該更靈敏。
對應通道k0盡可能大一些（比kf大）， t0要適當小一點， τ0越小越好； τ0/ t0要小一些(小於1)③擾動通道的放大係數kf盡可能小；擾動通道的時間常數tf應盡可能大。
④如果有幾個擾動同時作用於控制系統，應使主要擾動進入的位置靠近調節閥，遠離被控變數的檢測元件，這樣更有利於克服主要擾動的影響。
⑤ 廣義過程（包括調節閥和測量變送器）由幾個一階環節組成，在選擇控制變數時，應盡量設法把幾個時間常數錯開，使其中乙個時間常數比其他時間常數大得多，同時注意減小第
二、第三個時間常數 ⑥ 注意工藝操作的合理性和經濟性。
第3章複雜控制系統
複雜控制系統的概念：具有兩個以上的檢測元件和變送器，或調節器，或執行器的控制系統。
3.1 串級控制系統
一次擾動——不包括在副迴路內的擾動。二次擾動——包括在副迴路內的擾動。
3.1.4 串級控制系統的應用場合
用於克服被控過程較大的容量滯後； 用於克服被控過程的純滯後； 用於抑制變化劇烈而且幅度大的擾動； 用於克服被控過程的非線性。
3.1.5 串級控制系統的設計原則:
副迴路應包括盡可能多的擾動； 應使主、副過程的時間常數適當匹配。原則上，主副過程時間常數之比應在3到10範圍內； 副迴路設計應考慮工藝上的合理性； 副迴路設計應考慮經濟性原則。
3.1.6 串級主和副調節器的選擇
主調節器一般選pi或pid控制規律；
副調節器一般只要選p控制規律即可：
– 若採用積分規律，會延長控制過程，減弱副迴路的快速作用。
– 若引入微分規律會使調節閥動作過大，對控制不利。
3.2.2 前饋與反饋控制特點比較
反饋控制的特點 ：基於偏差來消除偏差； 「不及時」的控制 ；存在穩定性問題；對各種擾動均有校正作用；控制規律通常是p、pi、pd或pid等典型規律。
前饋控制的特點 ：基於擾動來消除擾動對被控量的影響；動作「及時」 ；只要系統中各環節是穩定的，則控制系統必然穩定；具有指定性補償的侷限性；控制規律取決於被控物件的特性。
3.2.7 前饋控制的侷限性: 前饋控制屬於開環控制方式 ；
完全補償難以滿足，因為：要準確掌握過程擾動通道特性wf（s）及控制通道特性wo（s）是不容易的；即使前饋模型wm（s）能準確求出，有時工程上也難以實現；對每乙個擾動至少使用一套測量變送儀表和乙個前饋控制器，這將會使控制系統龐大而複雜。
3.2.8 前饋反饋控制系統 3.2.9 前饋串級控制系統
3.2.10 前饋控制的設計原則
實現前饋控制的必要條件是擾動量的「可測及不可控性」：「可測」：指擾動量可以通過測量變送器，**地將其轉換為前饋補償器所能接受的訊號。
「不可控」：指這些擾動量難以或不允許通過專門的控制迴路予以控制，如生產中的負荷。
擾動量變化頻繁且幅值較大；
通常選用靜態前饋-反饋控制方案即可得到滿意的控制效果。
3.3 比值控制系統,雙閉環比值控制,變比值控制
變比值控制系統是乙個以第三引數或稱主引數（質量指標）、以兩個流量比為副引數的串級控制系統。 在變比值控制系統中，流量比值只是一種控制手段，不是最終目的，而第三引數往往是產品質量指標。
第四章過程控制儀表
4.1 概述
過程控制儀表的組成：控制器、執行器、運算器、可程式設計控制等。
分類：訊號形式分：模擬式：傳輸訊號為連續變化的模擬量
這類儀表線路較簡單，操作方便，**較低使用上均有較成熟的經驗。
數字式：傳輸訊號為斷續變化的數字量,以微型計算機為核心，功能完善、效能優越
單元組合式控制儀表:電動單元組合儀表： ddzⅰ型 ；ddzⅱ型 ；ddzⅲ型
電源： 220v ac ；24v dc ；電訊號：電流：0～10ma dc ； 4～20ma dc；
電壓：1～5v dc 氣動單元組合儀表：氣源：140 kpa；氣訊號：20～100 kpa
5.集散控制系統將集中一台計算機完成的任務分派給各個微型過程控制計算機，再配上數字匯流排以及上一級過程控制計算機，組成各種各樣的、能適應於不同過程的積木式分級分布計算機控制系統。實現了「控制分散」或「危險分散」，管理高度集中。
6.現場匯流排控制系統。是計算機網路技術、通訊技術、控制技術和現代儀器儀表技術的最新發展成果。
它將具有數字通訊能力的現場智慧型儀表連成網路系統，並同上一層監控級、管理級聯絡起來成為全分布式的新型控制網路。
能源形式分：氣動執行儀表：（以壓縮空氣為能源）特點：
結構簡單，維修方便，**便宜，防火防爆。電動執行儀表：（以電為能源）優點：
能源取用方便，訊號傳輸速度快，傳輸距離遠，便於訊號處理。缺點：結構複雜，推力小，不太適用於防爆場合 （ⅲ型儀表已採用了安全防爆措施）。
液動執行儀表：（以高壓液體為能源）
優點： 推力最大，動作可靠，精度高。缺點： 高壓液源**高。
4.2 執行器
氣動執行器、電動執行器、液動執行器
執行器的組成：執行機構，調節機構（調節閥）
作用：接受調節器輸出的控制訊號，經執行機構將其轉換為相應的角位移或直線位移，來改變調節機構（調節閥）的流通截面積，以控制流入或流出被控過程的物料或能量，從而實現對過程引數的自動控制。
實現調節閥氣開、氣關的四種方式：
調節閥的流量特性：指介質流過閥門的相對流量與閥芯相對位移之間的關係。
理想流量特性：① 直線流量特性
對數（等百分比）流量特性
拋物線流量特性
快開流量特性
三種常規的反饋控制模式: 1.比例控制器，比例積分控制器，比例積分微分控制器
分別了解三種控制模式的特點以及適用範圍。2. pid控制器的選取和整定方法。
引數整定方法（1）經驗法 （2）臨界比例度法 （3）衰減振盪法 （4）響應曲線法。
3. 積分飽和的概念已經防積分飽和的方法。
串級系統pid引數的整定方法: 逐次逼近法step 1: 先斷開主迴路，按單迴路方式整定副調節器的pid引數。
step 2: 在主調節器為「手動」、副迴路閉環的情況下，測試得到主迴路廣義物件的動態特性與相應特徵引數。step 3:
採用單迴路調節引數的工程整定法（如動態響應法），確定主迴路的pid引數。
變比值控制系統比值系統計算
過程控制複習3.ppt12-17有關流體輸送裝置的流量控制、18-24一般傳熱裝置自控系統
第一章概述
過程控制系統的組成（p2）
過程控制工程複習內容
第一章單迴路反饋控制系統 1.單迴路反饋控制系統由四個基本環節組成，被控物件 物件 或被控過程 過程 測量變送裝置 控制器和控制閥。2.為了設計好乙個單迴路控制系統，需要 正確地選擇被控變數和操縱變數 正確地選擇控制閥開閉形式及其流量特性 正確地選擇控制器的型別及其正反作用 正確地選擇測量變送裝置。...
控制工程複習
1.控制論的中心思想是通過資訊的傳遞 加工處理和反饋來進行控制。2.資訊傳遞是指資訊在系統及過程中以某種關係動態地傳遞。3.在系統的輸出表示式中，與初始條件有關的部分稱為系統的補函式，與輸入有關的部分稱為系統的特解函式。4.對於非線性系統通常的處理方法是線性化，忽略非線性因數和非線性系統的分析方法。...
《過程控制及儀表》複習
填空題1 過程控制系統設計的主要內容包括和等。2 串級控制系統相比一般控制系統具有和等特點。3 過程控制系統按結構特點可分為和等幾種結構形式。4 常見的均勻控制系統有等。5 求取過程的數學模型的方法有和等。6 大時延控制系統中常規控制方案有和等。7 流量是指它可分為和 8 壓力是指它的常用單位有等。...