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控制技术课期末复习资料讲稿 学案教案
《过程装备控制技术及应用》教学大纲
教学内容:
控制系统的基本概念(3学时)
概述 控制系统的组成 控制系统的方框图 控制系统的分类
控制系统的过渡过程及其性能指标
基本要求:
掌握过程控制系统的组成、结构、分类及其过渡过程和性能指标。
重 点:
准确理解过程控制系统的组成、结构、分类及其过渡过程和性能指标。
难 点:
正确理解过程控制系统的各组成部分及其作用,控制系统的两大类性能指标(过渡过程的质量指标和偏差积分性能指标)的定义和含义。
过程装备控制基础(9学时)
被控对象的特性 单回路控制系统 复杂控制系统
基本要求:
掌握过程控制的基础理论知识,内容包括被控对象特性、简单控制系统和复杂控制系统。
重 点:
准确理解被控对象特性、单回路控制系统和复杂控制系统的控制基本原理和结构形式。
难 点:
正确理解被控对象的数学描述、特性参数及其对控制系统的影响,调节器的调节规律(位式、比例、积分、微分)的数学表达,比例度、积分时间、微分时间对系统过渡过程的影响及其调节规律的选取,复杂控制系统(串级、前馈、比值、选择性、均匀控制系统)的基本原理、主要结构形式及其优缺点。
过程检测技术(14学时)
测量基本知识
误差基本知识 压力测量 温度测量 流量测量 液位测量 物质成分分析
传感器概述 计算机辅助测试系统
基本要求:
掌握过程测量的基本概念和误差基本知识;压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理、方法及应用;新型传感器的介绍以及计算机辅助测试系统。
重 点:
准确理解误差的基本知识;各类压力、温度、流量、液位、物质成分测量仪表的基本原理及其应用范围;传感器的基本概念及组成。
难 点:
正确理解压力、温度、流量、液位、物质成分等参数的测量原理。
过程控制装置(8学时)
变送器
调节器
执行器
基本要求:
掌握过程控制装置,包括变送器、调节器和执行器的工作原理和特点。
重 点:
准确理解变送器、调节器和执行器的工作原理和特点。
难 点:
正确理解变送器、调节器和执行器的工作原理和特点。
计算机控制系统(4.5学时)
概述
计算机控制系统的组成及分类
A/D与D/A转换器
直接数字控制系统
计算机控制系统的设计与实现
提高计算机控制系统可靠性的措施
基本要求:
掌握计算机控制系统,包括计算机控制系统的组成及分类,A/D、D/A转换器,直接数字控制系统,计算机控制系统的设计与实现以及提高计算机控制可靠性的措施。
重 点:
准确理解计算机控制系统的组成及分类,A/D、D/A转换器,直接数字控制系统。
难 点:
正确理解A/D、D/A转换器的工作原理、主要参数及选择原则;直接数字控制系统的基本算法及改进算法。
典型过程控制系统应用方案(1.5学时)
单回路控制系统的应用
基本要求:
单回路控制系统的应用。
重 点:
单回路控制系统的组成及系统设计。
难 点:
单回路控制系统的设计(被控参数及控制系数选择、过程检测控制仪表的选用)。
实验教学:
上水箱液位PID整定实验(4学时) 验证性实验
基本要求:
熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理;分析分别用P、PI调节时的过程图形曲线;定性地研究P、PI调节器的参数对系统性能的影响。
重 点:
单回路反馈控制系统的组成和工作原理;P、PI调节器的参数对系统性能的影响。
难 点:
P、PI调节器的参数整定。
第一章 控制系统的基本概念
1.什么叫生产过程自动化?生产过程自动化主要包含了哪些内容?
答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
2.自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些?
答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。
自动控制系统常用的术语有:
被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度;
给定值(或设定值)ys——对应于生产过程中被控变量的期望值;
测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实际值;
操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号;
干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;
偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=ym - ys
控制信号u——控制器将偏差按一定规
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