热工过程自动控制

1.被控量：系统中被控参数

2.被控对象：被控制得装置

3.扰动：影响被控参数的因素

4.给定值：根据生产要求被调量规定值

5.调节机构：在调节作用下用来改编进入被控对象物质货能量的装置

6.系统方框图可以由环节机构构成，一个复杂的控制系统由串并联和反馈连接构成

7.自控系统分类：所要控制变量类型，新号传递路径，系统功用

8.衡量一个控制系统的质量评定通过：稳定性、准确性、快速性

9.稳定性一般用衰减率品质指标反映

Ψ=1非周期；Ψ=0等幅振荡；0<Ψ<1衰减振荡；Ψ<0渐扩振荡调节过程；最佳0.75~0.9

10.动态偏差：T→∞时偏差大小；静态偏差：系统在过渡过程e（t）的最大值

11.快速性评定：系统调节时间，受扰动后从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所需时间

12.描写有无自平衡能力对象动态特性参数：有3个，无2个

13.热工过程对象特点:是一个不振荡环节 常用飞升曲线法 一般多输入对象 一定延迟和惯性

14.控制系统设计任务：分析对象特点 选择合适调节器 整定合适相关参数

15.飞升曲线：常用输入信号是阶跃信号，在阶跃输入下得到对象的阶跃响应曲线；分有自平衡和无两种

16.飞升曲线特征参数：有自平衡，延迟时间τ、自平衡系数ρ、时间常数Tc、飞升速度ε；无自平衡，飞升速度ε、响应时间Ta、延迟时间τ

17.飞升曲线转换成传递函数常用方法：切线法和两点法

18.三种基本调节规律：比例、积分、微分

比例：使调节器中调节量M与偏差e成比例保证过程稳定性

积分：变化速度与偏差，保证无差运动

微分：调节量与偏差e的变化速度成比例，无动态偏差

19.四种热工过程自动控制中采用的工业调节器：

P：只能保证过程稳定性，不能保证无差运动和无动态偏差

PI：能保证稳定性和无差运动，不能无动态偏差

PD：能稳定性和无动态偏差，不能无差运动

PID：都能保证

20.积微分对调节系统稳定性、静动态偏差影响：积分作用越大系统越不稳定，适当微分作用可提高稳定性

21.单回路调节系统整定方法：计算、图表、实验；实验整定法：临界比例带、衰减曲线

22.工业调节器从实现方式上分：模拟、数字

模拟：通过电容、电阻、放大器组成电路来调节，采用惯性环节反馈，可实现PD调节，采用实际微分环节反馈可实现PI调节

数字：通过计算机编程实现；能实现复杂控制规律的控制、有很快计算时间，以及分时控制能力，可实现多回路控制、具有很强灵活性、还克实现监控 数据采集 数字显示等、系统维护简单 可靠性高

23.采用惯性环节反馈可实现PD调节，实际微分 PI

24.A/D转换器作用：将模拟信号转换为数字信号

25.作为被控对象，温度和流量相比，温度>流量

26.常用数字滤波方法：平均、一介惯性；中值滤波适用于迅速过程参数 平均值滤波：算数，加板，去极值

27.采样开关：实现采样动作的装置；零阶保持器：数字信号恢复为模拟信号最常见的装置

28.PID调节规律的数字算法常用法：位置、增量式、速度式

29.改进算法：带有死区、积分分离、不完全微分、带有一阶滤波器（+的PID控制）

30.DCS：集散控制系统，一种从为处理器为基础的分散型综合控制系统 设计理念：集中管理，分散控制

特点：自治性、协调性、友好性、扩展性、可靠性

组成：操作管理：工程师站、操作员站、显示设置；通讯系统：计算机网络；分散控制：现场控制站、过程监测站

31.DCS层次化结构：管理级、监控级、控制级、现场级

现场：传感器、变速器、交换器

控制：过程控制站、数据采集站

监控：操作员站、工程师站

32.DCS网络拓扑结构种类：星形、环形、总线形、树形

星形：以中央结点为中心与各个结点连接而成，各结点与中央结点通过点到点方式连接，中央结点可直接与从结点连接

环形：在网络中各结点通过环路接口连载一条守卫相接的闭合环形通信线路中；结点多影响传输效率，一个站故障影响整个，封闭环不易扩张

总线形：比较简单的结构，采用一根中央主点缆称为公共总线的传输介质，各节点直接与总线相连接，信息沿总线介质逐个结点地传播

树形：网在总线型网络上加分支形成，传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路，通信线路短，网络成本低

33.集散控制系统中传输介质性能：双绞线<同轴电缆<光缆

34.为了便于实现网络标准化，国际标准化组织提出：ISO/OSI模型

分层： 物理，链路，网络，传输，会话，表示，应用 最底层物理层 最高层应用层

35.现场总线：测量和控制机器间的数字通讯为主的网络；总线技术发展离不开智能仪表的进步

计算机先进过程控制系统主要包括：专家系统。遗传算法

36.专家系统组成：知识库、数据库、知识获取机构、推理机、解释机构、人机界面

专家系统常用知识表达方式：产生式规则

37基本遗传算法运算思想：遗传变异

38.基本遗传算子：选择、交叉、变异

PI（PD）调节器等稳定线图，调节行动稳定性分析

为使衰减率Ψ不变，需减小Kp，积分作用是不稳

定因素

当Kp不变，Ψ下降，积分作用越大，系统越不稳

定

KI不变，Kp增加时，Ψ线上升，最大后下降

实际调节器用参数δ和T1表示

采用PID调节器时的等衰减率曲线，分析不同段静态误差和动态偏差变化情况

A→B

B→C

C→D em↓ KI，Kp↑ em↓ KI↓Kp↑ em↓ Kp，K↑ D

D→E m↓ Kp，KD↑

对于Kp调节器，Kp增大，调节时间越长；PI调节器相对于P，调节时间长；PD相对于P(PI)时间短

e

限速滤波算法、程序框图、适用场合 Sn+1=Xn+1 | Xn+1- Xn |≤△X (Xn+Xn+1)/2 | Xn+1- Xn |>△X

限幅算法：Sn=Xn | Xn- Xn-1 |≤△X Xn-1 | Xn- Xn-1 |>△X 适用场合：最大允许偏差△X=-VmaxT