《仪表维修工教案》

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1、第二讲控制系统原理课题：1、闭环控制系统过渡过程及其品质、调节器参数的工程整定、串级控制系统教学目的：1、闭环控制系统过渡过程概念、过渡过程的质量指标2、调节器ＰＩＤ参数的工程整定3、串级控制系统基本概念教学要求:　1、了解温度.压力仪表在我厂的使用情况　2、掌握调节器ＰＩＤ参数的工程整定教学重点：1、调节器ＰＩＤ参数的工程整定教学难点：串级控制系统、教学内容闭环控制系统的过渡过程　一个处于平衡状态的自动控制系统在受到扰动作用后，被控变量发生变化：与此同时，控制系统的控制作用将被被变量稳定下来，并力

2、图使其回到设定值附近，一个控制系统受到干扰作用后，从原有稳定状态过渡到新的稳定状态的整个过程，称为控制系统的过渡过程，它是衡量控制系统品质优劣的重要依据。Ａ发散振荡过程Ｂ等幅振荡过程Ｃ衰减振荡过程Ｄ非周期衰减过程。过渡过程质量指标　从以上四种过渡过程情况可知，一个合格稳定的控制系统，当受到外界干扰以后，被控变量的变化应是一条衰减曲线，常采用以下几个指标衡量控制系统的好坏。１衰减比　表征系统受到干扰以后，被控变量衰减程度的指标。其值为前后两个相邻峰值之比２余差　　指控制系统受到干扰后，过渡过程结束时被

3、控变量的残余偏差３最大偏差　表示被变量偏离给定值的最大程度。对一个衰减过渡过程，最大偏差就是第一个波的波峰，４过渡过程时间　又称调节时间，指从干扰产生时刻起，直至被控变量建立起新的平衡状态为止的这一时间段，愈短愈好。５振荡周期　被控变量相邻两波峰之间的时间叫振荡周期，短好简单控制系统的投运遵循先幅线调节后主线，先现场后遥控，选手动后自动的原则调节器ＰＩＤ参数整定，临界比例度法　先将ＴＩ放到最大、ＴＤ置于０，慢慢减小比例度，直到出现等幅振荡为止，记下此时的比例度和振荡周期，分别作为临界比例度和临界振荡

4、周期，将它们作为参数整定的依据，不适用于工艺上不许出现等幅振荡的情况。衰减曲线法　４：１衰减曲线法　使系统处于纯比例作用下，在达到稳定时，用给定值改变的方法加入阶跃干扰，观察被控变量记录曲线的衰减比，然后从大到小慢慢减小比例度，使其出现４：１衰减为止，记录下此时的比例度及衰减周期。31§1.1温度仪表一、温度测量概念：温度是表征物体的冷热程度的物理量。不能进行直接测量，目前所使用的测量方式均为间接测量。单位有摄氏温标（℃摄氏度）和热力学温标（Ｋ开尔文）两种，在工程中常用摄氏温标，后者主要用于热力学计

5、算。两者间存在如下运算关系。控制理论的开拓和控制技术工具和手段的进展三者相互影响、相互促进，推动了过程控制不断的向前发展。纵观过程控制的发展历史，大致经历了以下几个阶段：20世纪40年代：手工操作状态，只有少量的检测仪表用于生产过程，操作人员主要根据观测到的反映生产过程的关键参数，用人工来改变操作条件，凭经验去控制生产过程。20世纪40年代末～50年代：过程控制系统：多为单输入、单输出简单控制系统过程检测：采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表（气动Ⅰ型和电动Ⅰ型）；部分生产过程实现了仪表化和局部自动

6、化控制理论：以反馈为中心的经典控制理论20世纪60年代：过程控制系统：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。自动化仪表：单元组合仪表（气动Ⅱ型和电动Ⅱ型）成为主流产品60年代后期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。控制理论：出现了以状态空间方法为基础，以极小值原理和动态规划等最优控制理论为基本特征的现代控制理论,传统的单输入单输出系统发展到多输入多输出系统领域，、型、型20世纪70～80年代：微电子技术的发展，大规模集成电路制

7、造成功且集成度越来越高（80年代初一片硅片可集成十几万个晶体管，于是32位微处理器问世），微型计算机的出现及应用都促使控制系统发展。过程控制系统：最优控制、非线性分布式参数控制、解耦控制、模糊控制自动化仪表：气动Ⅲ型和电动Ⅲ型，以微处理器为主要构成单元的智能控制装置。集散控制系统（DCS）、可编程逻辑控制器(PLC)、工业PC机、和数字控制器等，已成为控制装置的主流。集散控制系统实现了控制分散、危险分散，操作监测和管理集中。控制理论：形成了大系统理论和智能控制理论。模糊控制、专家系统控制、模式识别技

8、术20世纪90年代至今：信息技术飞速发展过程控制系统：管控一体化现场，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向。自动化仪表：总线控制系统的出现，引起过程控制系统体系结构和功能结构上的重大变革。现场仪表的数字化和智能化，形成了真正意义上的全数字过程控制系统。各种智能仪表、变送器、无纸纪录仪人工智能、神经网络控制二、自动化技术的应用范畴1.宇航方面：（现代控制理论）31同步卫星与地面接收站直接对应，偏差影响收看效果（随动控制系统）卫星的发射与回收（神州3号卫星，哥伦比亚号航