自动控制系统概述

1、第一章 自动控制系统概述,第一节 自动控制系统的组成,液位的人工控制,眼看,脑想,手动,检测,运算,执行,液位的自动控制,控制系统的 4 个基本环节： 被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器,几个常用术语 ： （1）被控对象 需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象。 （2）被控变量 对象内要求保持一定数值（或按规律变化）的物理量。 （3）操纵变量 受执行器控制，用以使被控变量保持一定数值、起控制 （控制变量） 作用的变量称为操纵变量（控制变量）。 （4）干 扰 除操纵变量,作用于对象并引起被控变量变化的其他因素. （5）给 定 值 工艺规定被控变量所要保持的数值。 （6）偏

2、 差 设定值与测量值之差,第二节 自动控制系统的方块图,二者存在一一对应关系,方块 连线 箭头,蒸汽加热器温度控制系统,自动控制系统方块图,执行器、被控对象及测量变送环节统称为广义对象,固定因素,补偿因素,系统运行的基本要求,自动控制系统的（最）基本要求是系统运行必须是稳定的. 反馈:是控制系统的输出（即被控变量）通过测量变送返回 到控制系统的输入端，并与设定值比较的过程。 负反馈:反馈的结果使系统的输出减小的反馈类型。e=x- z 正反馈:反馈的结果使系统的输出增加的反馈类型。e=x+z 工业控制系统一般情况下都应为负反馈,反馈与闭环,闭环,闭环系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系

3、统称为闭环系统，此时系统根据偏差控制，直至消除偏差,控制器,被控对象,测量变送装置,SP,执行器,要实现自动控制，系统必须闭环前提 闭环控制系统稳定运行的必要条件是负反馈,第三节 自动控制系统的分类,一）按设定值的特点区分: （按照需要控制的给定值是否/如何变化来分类,1、定值控制系统 2、随动控制系统（自动跟踪系统） 3、程序控制系统（顺序控制系统,第四节 控制系统的过渡过程和品质指标,一、控制系统的静态（稳态）与动态,控制系统的作用：尽可能使被控变量与设定值保持一致（或随设定值变化），当被控变量受干扰而偏离设定值时，控制作用必须驱使它（被控变量）回到设定值,静态：被控变量不随时间变化的平衡

4、状态（不是静止）。 如果控制系统是稳定的，假设设定值和干扰都保持不变，经过足够长的时间，控制系统中各参数必然会到达一个“相对”平衡状态，这种状态就是所谓的“静态”或“稳态”。 动态：被控变量随时间变化的不平衡状态。 如果系统原来处于静态。出现干扰-被控变量-控制器。从干扰发生、系统控制、直到重新建立平衡的过程称为“动态”过程,几种典型的过渡过程,X,X,一般是不允许的； 除开关量控制回路,三、控制系统的控制指标,通常取衰减振荡来讨论控制系统的品质指标。 以系统受到阶跃输入作用后的响应曲线的形式给出。主要包括： 最大偏差（或超调量）最大偏差是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值 衰减比

5、衰减比是衰减程度的指标，它是前后相邻两个峰值的比。习惯表示为 n:1，一般 n 取为410之间为宜。 余差 当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差 过渡时间 从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所经历的时间叫过渡时间 振荡周期（振荡频率）过渡过程同向两波峰（或波谷）之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率,阶跃干扰作用下的过渡过程（设定值固定，加阶跃干扰）定值系统,最大偏差emax,衰 减 比n,余 差 e(,过渡 时间tp,振 荡 周 期,超调量B,设定值,新稳态值,四、影响控制指标的主要因素,固定因素： 被控对象特性

6、测量仪表特性 执行器特性 补偿因素：控制器特性这是自动控制的主 要研究内容,第五节 工艺管道及控制流程图（P&ID,乙烯生产过程中脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图,工艺流程 控制方案 控制流程,1)图形符号检测点,一般是由工艺设备轮廓线或工艺管线引到仪表圆圈的连接线的起点,必要时也可以用象形或图形符号表示,2)图形符号连线,通用的仪表信号线均以细实线表示,3)图形符号仪表符号,仪表的图形符号是一个细实线圆圈，直径约10mm,就地安装仪表,就地安装仪表嵌在管道中,集中仪表盘面安装仪表,就地仪表盘面安装仪表,集中仪表盘后安装仪表,就地仪表盘后安装仪表,同一个检测点，有两个或多个测量，可用两个或多个相切的圆表示,仪表符号除了图形之外，圆圈之中还应有一串有字母和数字组成的代号 称为“仪表位号”。例如： PIC207 TRC210,4)字母代号,字母编号写在圆圈的上半部。 第一位字