过程控制工程(控制原理与工程))
PID控制的基本原理
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 PID 控制的基本原理 1．PID 控制概述 当今的自动控制技术绝大部分是基于反馈概念的。反馈理论包括三个基本要素：测量、比较和执行。测量关心的是变量，并与期望值相比较，以此误差来纠正和控制系统的响应。反馈理论及其在自动控制中应用的关键是：做出正确测量与比较后，如何用于系统的纠正与调节。 在过去的几十年里，PID 控制，也就是比例积分微分控制在工业控制中得到了广泛应用。在控制理论和技术飞速发展的今天，在工业过程控制中95%以上的控制回路都具有PID 结构，而且许多高级控制都是以PID 控制为基础的。 PID 控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成，它的基本原理比较简单，基本的PID 控制规律可描述为： G(S ) = K P + K1 + K D S (1-1) PID 控制用途广泛，使用灵活，已有系列化控制器产品，使用中只需设定三个参数（K P ，K I和K D ）即可。在很多情况下，并不一定需要三个单元，可以取其中的一到两个单元，不过比例控制单元是必不可少的。 PID 控制具有以下优点： （1）原理简单，使用方便，PID 参数K P、K I和K D 可以根据过程动态特性变化，PID 参数就可以重新进行调整与设定。 （2）适应性强，按PID 控制规律进行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的过程控制计算机，其基本控制功能也仍然是PID 控制。PID 应用范围广，虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过适当简化，也可以将其变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，就可以进行PID 控制了。 （3）鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不太敏感。但不可否认PID 也有其固有的缺点。PID 在控制非线性、时变、偶合及参数和结构不缺点的复杂过程时，效果不是太好； 最主要的是：如果PID 控制器不能控制复杂过程，无论怎么调参数作用都不大。 在科学技术尤其是计算机技术迅速发展的今天，虽然涌现出了许多新的控制方法，但PID 仍因其自身的优点而得到了最广泛的应用，PID 控制规律仍是最普遍的控制规律。PID 控制器是最简单且许多时候最好的控制器。 在过程控制中，PID 控制也是应用最广泛的，一个大型现代化控制系统的控制回路可能达二三百个甚至更多，其中绝大部分都采用PID 控制。由此可见，在过程控制中，PID 控制的重要性是显然的，下面将结合实例讲述PID 控制。 1.1.1 比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳定误差。比例控制器的传递函数为： G C (S ) = K P (1- 2) 式中，K P 称为比例系数或增益（视情况可设置为正或负），一些传统的控制器又常用比例带（Proportional Band，PB），来取代比例系数K P ，比例带是比例系数的倒数，比例带也称为比例度。 对于单位反馈系统，0 型系统响应实际阶跃信号R0 1(t)的稳态误差与其开环增益K 近视成反比，即： t→∞
控制理论与控制工程专业解析
控制理论与控制工程专业解析 一、专业介绍 控制理论与控制工程隶属于控制科学与工程一级学科 1、研究方向 目前，各大院校与控制理论与控制工程专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以哈尔滨工程大学为例，该学科当前的主要研究方向: 01先进控制理论及应用 02船舶运动控制 03船海工程动力定位 04机器人与智能控制 05自主水下航行器控制 06核动力工程与控制 2、培养目标 控制理论与控制工程专业的硕士学位获得者必须掌握控制科学与工程学科的坚实的基础理论和系统的专业知识，了解自动控制领域的最新发展动向，能创造性地研究和解决与本学科有关的理论和实际问题，具有一定的独立从事科学研究和管理工作的能力，至少掌握一门外国语，能熟练地阅读专业文献资料，并具有一定的外语写作能力和进行国际学术交流的能力。 3、专业特色 本专业最突出的特点是控制理论与工程实际的紧密结合，培养的研究生既具有较高的控制理论水平，又具有很强的工程综合和计算机应用能力。学科以工程领域内的控制系统为主要研究对象，采用现代数学方法和计算机技术、电子与通讯技术、测量技术等，研究系统的建模、分析、控制、设计和实现的理论、方法和技术。 4、考试科目 ①101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日语任选其一 ③301数学一 ④809自动控制原理 （注：以上以哈尔滨工程大学为例，各院校在考试科目中有所不同） 二、推荐院校 控制理论与控制工程硕士全国招生较强的单位有清华大学、浙江大学、上海交通大学、东北大学、东南大学、北京理工大学、西北工业大学、南京理工大学、哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、华南理工大学、华东理工大学、哈尔滨工程大学、中南大学、西安交通大学、燕山大学、大连理工大学、上海大学、广东工业大学、山东大学、中国科学技术大学、吉林大学、大连海事大学、同济大学、北京科技大学、湖南大学、郑州大学、天津大学、重庆大学、浙江工业大学、南开大学、北京大学 三、就业方向 本专业培养的研究生可胜任本专业或相邻专业的教学、科研以及相关的技术、管理及研究工作。有些方向的毕业生在西门子、霍尼韦尔、和利时等自动化企业工作。控制理论与控制工程是个典型的工科专业，对动手能力的要求很高，毕业后从事科研技术工作的人员很多。
过程控制工程课程设计
过程控制工程 课程设计任务书 设计名称：扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间：2006.2.20~2006.3.10 姓名：毛磊 班级：自动化0201 学号：05号 南京工业大学自动化学院 2006年3月
1.课程设计内容： 学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后，在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上，针对扬子烯烃厂丁二烯装置，设计一个复杂控制系统（至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路），并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务，每个人根据下厂具体实习装置，确定自己的课程设 计题目，每1-3人/组； 2)选用一种组态软件（例如：采用力控组态软件）绘制系统工艺流程图； 3)绘制控制系统原有的控制回路； 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软 件，对控制系统进行组态； 5)改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 6)调节控制参数，使性能指标达到要求； 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计 思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出 说明，并对所完成的设计做出评价，对自己整个设计工作中经验教训， 总结收获。 2. 进度安排（时间3周） 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图；绘制控制系统原有的 控制回路； 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利 用组态软件，对控制系统进行组态； 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 调节控制参数，使性能指标达到要求； 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩
【统计过程控制】统计过程控制的四个基本原理
【统计过程控制】统计过程控制的四个基本原理 作者：盈飞无限关键词：统计过程控制 导语：统计过程控制，即：Statistical Process Control，简称SPC。作为一种先进方法论，统计过程控制主要对制造流程进行测量、控制与品质改善。在此基础上产生的专门质量管理工具——SPC软件，也被广泛应用于制造业的质量改进中。 传统的质量管理，主要是通过纸笔记录进行数据采集，企业负责人或者说质量主管主要靠“猜”。这种方法对人的经验过度依赖，非常不利于质量管理的效果。统计过程控制将在实时生产过程中获得的以产品或其他形式存在的质量参数绘制在事先确定好控制限的图表上，从而帮助企业对生产的过程进行实时的管控与分析，效果显著。下面文章将具体介绍统计过程控制的四个基本原理，帮助读者更好地学习、了解这种先进的质量管理方法。 1、统计过程控制原理之过程 所谓过程指的是共同工作以产生输出的供方、生产者、人、设备、材料、方法和环境以及使用输出的顾客之集合。过程的性能取决于供方和顾客之间的沟通、过程设计及实施的方式、动作和管理方式等。过程控制系统的其他部分只有它们在帮助整个系统保持良好的水平或提高整个过程的性能时才有用。 2、统计过程控制原理之有关性能的信息 通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性能有关的信息。但是与性能有关的最有用的信息还是以研究过程本质以及其内在的变化性中得到的。过程特性（如温度、循环时间、进给速率、缺勤、周转时间、延迟以中止的次数等）是我们关心的重点。我们要确定这些特性的目标值，从而使过程操作的生产率最高，然后我们要监测我们与目标值的距离是远还是近，如果得到信息并且正确地解释，就可以确定过程是在正常或非正常的方式下运行。若有必要可采取适当的措施来校正过程或刚产生的输出。若需要采取措施，就必须及时和准确，否则收集信息的努力就白费了。 3、统计过程控制原理之对过程采取措施 通常，对重要的特性（过程或输出）采取措施从而避免它们偏离目标值太远是很经济的。这样能保持过程的稳定性并保持过程输出的变差在可接受的界限之内。采取的措施包括变化操作（例如：操作员培训、变换输入材料等），或者改变过程本身更基本的因素（例如：设备需要修复、人的交流和关系如何，或整个过程的设计——也许应改变车间的温度或湿度）。
控制科学与工程专业介绍
控制科学与工程专业介绍 控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立
于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 本学科下设五个二级学科：控制理论与控制工程，检测技术与自动化装置，系统工程，模式识别与智能系统，导航、制导与控制。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。 “控制理论与控制工程”学科以工程领域内的控制系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的建模、分析、综合、设计和实现的理论、技术和方法。 “检测技术与自动化装置”是研究被控对象的信息提取、转换、传递与处理的理论、方法和技术的一门学科。它的理论基础涉及现代物理、控制理论、电子学、计算机科学和计量科学等，主要研究领域包括新的检测理论和方法，新型传感器，自动化仪表和自动检测系统，以及它们的集成化、智能化和可靠性技术。
过程控制工程知识点复习
过程控制工程知识点复习 一.过程控制系统及其分类 1.过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入 单输出的定值控制系统的分析和综合问题。 2.过程控制有三种图表示分别是系统框图控制流程图工艺流程图我们应当学会识 别。 控制流程图 系统框图
工艺流程图 3.过程控制系统的分类 按结构特点分为反馈控制系统（闭环）前馈控制系统（开环）前馈-反馈控制系 统（复合控制系统）复合控制系统 按信号特点分定值控制系统（给出给定值）程序控制系统（按一定规律变化如空调温度随时间变化定值变化11：00给25°c 12：00给28°c）随动控制系统（如比值控制） 二.过程建模 被控过程是指正在运行的多种被控制的生产工艺设备，如锅炉，精馏塔，化学反应器等等，被控过程的数学模型（动态特性）是指过程在各输入量（控制量与扰动）作用下相应输出量变化函数关系的数学表达式。 过程的数学模型有两种 1.非参数模型，如阶跃响应曲线脉冲响应曲线频率特性曲线是用曲线表示的 2.参数模型，如微分方程传递函数脉冲响应函数状态方程差分方程是用数学 方程式表示的。 机理法建模 机理法建模又称为数学分析法建模或理论建模。
自平衡能力：即过程在输入量的作用下其平衡状态被破坏后无需人或仪器的干 预，依靠过程自身能力逐渐恢复达到另一新的平衡状态 试验法建模 试验法建模是在实际的生产过程中，根据过程输入，输出实验数据，通过过程辨 识与参数估计的方法建立被控过程的数学模型。特点是不需要深入了解过程机理 但必须设计合理实验。 三.过程测量及变送 测量误差 测量误差是指测量结果与被测量的真值之差，测量误差反应了测量结果的可靠度。 绝对误差：绝对误差是指仪表指示值与被测变量的真值之差，在工程上，通常把高一等级精度的标准仪器测得的值作为真值（实际值）此时的绝对误差是指用标准仪表（高精度）与测量仪表（低精度）同时测量同一值是，所得两个结果之差。 相对误差：相对误差是指绝对误差与被测量的真值之比的百分数，它比绝对误差更具有说明测量结果的精度。相对误差分为实际相对误差和标称相对误差和引用相对误差 引用相对误差δ=（（绝对误差）/（仪表量程））*100%=（（x-x0）/（a-b））*100% x仪表测量值x0仪表测量真值a仪表上限b仪表下限 实际相对误差为绝对误差与真值之比的百分数标称相对误差为绝对误差与仪表指示值之比的百分数 四.简单过程控制系统 对过程控制设计的一般要求1.安全性2.稳定性3.经济性 （单回路）过程控制系统的设计步骤 1.根据工艺参数合理选择性能指标 2.选择合理的控制参数和被控参数 3.合理的选择和设计控制器 4.兼顾被控参数的测量与变送器执行器的选择 控制方案设计 1.合理选择被控参数Y（s） 2.合理选择被控参数Q（s） 3.合理设计（选择）控制（调节）规律Wc（s） 4.被控过程参数的测量与变送Wm（s） 5.控制执行器的选择Wv（s） 过程控制系统在运行中有两种状态，一种是稳态，一种是动态 阶跃响应的性能指标 1.余差（静态偏差）C 过渡过程后给定值与被控参数稳态值之差 2.衰减率衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标 ψ=(B1-B2)/B1=1-B2/B1 为保持系统足够的稳定度，一般取ψ=0.75-0.9 3.最大偏差A（超调量σ） 最大偏差是指被控参数第一个波的峰值与给定值的差 σ=（y（tp）-y（∞））/ y（∞）*100% 这个值表示被控参数偏离给定值的程度，衡量性能的重要指标 4.过渡时间ts 从受扰动开始到进入新的稳态值+-5%范围内的时间，衡量快速性的指标，该值约小
控制理论与控制
控制理论与控制工程简介
控制理论与控制工程 081101 学科专业简介 “控制理论与控制工程”专业前身为工业自动化专业，1997年按照国务院学位委员会和原国家教育委员会颁布的《授予博士、硕士 学位和培养研究生的学科、专业目录》改为现名，是“控制科学和工 程”所属的二级学科。该专业于1979年开始培养硕士研究生，1986 年获得硕士学位授予权，1995年获得博士学位授予权，1997年设 立“控制科学和工程”博士后流动站，2003年被教育部确定为“长 江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。 本学科是上海市教委的重点建设学科。目前已组成了一支以中青年高层次科技人员为主体的科研骨干队伍。截至2003年12月,该专 业有长江学者特聘教授1名，教授19名、副教授5名。此外，本学 科还聘任了包括四名科学院院士和一批国务院学科评审专家在内的 知名学者担任顾问和兼职教授。近5年来，该专业已培养了博士27 名，硕士179名，出站博士后10名。该学科在相关研究领域承担了 大量的国家科技攻关项目、"863"计划项目、国家自然基金项目以及 其他类型的国家、部委、省市及企业科研项目，获得了一大批科研成 果和国家或省部级科技进步奖，出版了一批有影响的著作和教材，发 表了大量的高水平学术论文。其中，1995年以来，共取得了2项国 家级获奖成果，23项省部级获奖成果，已完成和正在进行的国家自 然科学基金及863项目有16项，在相关学术会议和专业学术刊物上
发表论文500余篇，出版教材、译著和专著数十部。 一、培养目标 1、较好地掌握马克思主义基本原理、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代 表”重要思想，树立正确的世界观、人生现和价值观，坚持四项基本原 则，热爱祖国，遵纪守法，品德优良，乐于奉献，积极为社会主义现代 化建设服务。 2、在本学科领域内，较好地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知 识，并熟悉相关学科的基础理论和知识，具有较强的独立从事科学研究 工作的能力；在科学或专门技术上能够做出有新意的成果；具有严谨求 实的学风；至少掌握一门外国语。 3、具有健康的身体素质和健康的心理素质。 二、研究方向 1．智能自动化理论与工程 2．机器人控制与智能控制 3. 过程控制与计算机控制 三、学制及学习年限 硕士生学制为2.5年，其中课程学习1～1.5年，论文工作不少于1年。 硕士生的在校学习年限最长不超过4年。特别优秀的硕士研究生提前完成培养计划，并符合提前毕业条件的，经审批同意可提前毕业并获
过程控制原理及应用阶段练习题2
《过程控制原理及应用》阶段练习题—2 第二章过程装备控制基础 2.4 什么是单回路控制系统？什么是反馈、负反馈、正反馈？为什么通常的自动控制系统都是负反馈控制系统？ 2.5 在控制系统的设计中，被控变量的选择应遵循哪些基本原则？ 2.6 在控制系统的设计中，如何选择操纵变量？ 2.7 在控制系统的设计中，对被控变量的测量会带来哪些滞后？各是由什么原因引起的？ 2.8 什么是调节器的控制规律？调节器有哪几种基本控制规律？ 2.9 比例、积分、微分控制分别用什么量表示其控制作用的强弱？并分别说明 它们对控制质量的影响。 2.10 调节器参数整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？简介之。 2.11图2-1是聚合釜温度和流量的串级控制系统， （1）画出该控制系统的方框图。 （2）指出该系统的主﹑副对象，主﹑副变量，主﹑副调节器各是什么？ （3）当冷却水压力突然增大时，该系统是如何实现其控制作用的？ 图2-1 聚合釜温度与流量的串级控制系统示意图 2.12 某液位的阶跃响实验测得如下数值：
当其阶跃扰动量为Δu＝20%时，试求： （1）画出液位过程的阶跃响应曲线； （2）确定液位过程中的K ﹑T ﹑τ（设该过程用一阶惯性加纯滞后环节近似描述）。 2.13 为什么说串级控制系统的主回路是定值控制系统，而副回路是随动控制系统？ 2.14 什么是前馈控制系统？为什么控制系统中不单纯采用前馈控制，而是采用前馈－反馈控制系统？ 2.15 为什么前馈调节器不能常用常规的调节器？ 2.16 比值控制系统有哪些类型？对单闭环比值控制系统，当主流量和副流量分别有波动时，控制系统是如何实现控制过程的？ 2.17 选择性控制系统有哪些类型？各有什么特点？ 2.18 均匀控制系统设置的目的是什么？它有哪些特点？ 2.19 什么是分程控制系统？它区别于一般控制系统的最大特点是什么？ 2.20 分程控制系统应用于哪些场合？
2021年工程造价控制原理
工程造价控制原理 工程项目建设一般可分为前期准备、项目实施和竣工结算三个阶段。由于建设周期长、环境复杂、工作量大，加上难以预料的国家政策性变化，以及材料市场价格波动等诸多因素，要合理地控制造价，难度确实很大。因此，进一步规范建设市场行为，完善市场机制，合理控制工程造价，是摆在建设单位、施工单位、造价咨询中介机构面前需要共同解决的问题。 一、工程造价控制原理 控制就是指行为主体为保证在变化的条件下实现其目标，按照事先拟定的计划和标准，通过采用各种方法，对被控对象实施过程中发生的各种实际值与计划值进行对比、检查、监督、引导和纠正的过程。它包括三个步骤:即确定目标标准、检查实施状态、纠正偏差。全过程控制分为三个阶段:即事前控制、事中控制、事后控制。三个阶段应以事前控制为主，即在项目投入阶段就开始，这样可以起到事半功倍的效果。控制的状态是动态的，工程造价在整个施工过程中处于不确定状态。工程造价的有效控制，是以合理确定为基础，有效控制为核心。工程造价的控制是贯穿于项目建设全过程的控制，就是在投资决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段和竣工结算阶段，把建设工程造价控制在批准的造价限额以内，随时纠正发生的偏差，以保证项目管理目标的实现，以求在各个建设项目中能合理使用人力、物力、财力，取得较好的投资效益和社会效益。 二、影响工程造价的原因
1、工程前期准备阶段。 （1）建设工程项目用地问题。工程项目大多需要占地建设。但目前，边占地建设边办理规划用地手续现象还时有发生。由此，可能会带来极大的建设风险，从而蒙受巨大的经济损失。 （2）建设立项和报建报监问题。有的建设工程直至竣工验收也未办理建设立项和报建报监手续，也有的边建设边办理手续。工程完工了，却往往办理不出竣工验收报告，建设产权不明，以致不能出售转让或用作银行抵押贷款凭证，影响了建设资金的周转和使用效益。（3）勘察和设计问题。有些建设工程基于种种原因，致使地质状况不甚明了。而在施工过程中，又出现重复勘探的情况，既延误了工期，又增加了原勘察数据以外的内容和工程量，工程计价也更复杂。勘察不充分，又造成设计达不到应有深度。有的设计不考虑现场的地质地貌实情，充其量只是一种理想状态下的公式化设计。实际施工时，不得不搞变更，办现场签证，工程造价心中无数。 （4）招标和投标问题。国家对建设工程项目必须实行公开招标投标三令五申，但具体实施中问题很多，许多情况不尽人意。出于地方保护主义搞假招标，联手暗箱操作，不乏所闻。这样出来的所谓中标造价没有什么实际意义。 2、工程建设实施阶段。 （1）施工组织设计方案问题。施工组织设计方案是由施工单位编制，经建设单位审定的。它是项目实施的纲领性文件，不仅关系到质量和工期，还将直接影响工程计价的合理性。
控制科学与工程的二级学科以及排名
控制科学与工程 是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 相关学科关系 本学科在本科阶段叫自动化，研究生阶段叫控制科学与工程，本学科下设的六个二级学科：“控制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”和“企业信息化系统与工程”。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。
《过程控制原理及应用》阶段练习题—3答案
《过程控制原理及应用》阶段练习题—3答案 第三章 过程检测技术 3.1 解：（1）取ΔI 为绝对误差， δI 为相对误差， δIr 为示值相对误差，q 为引用误差。相 应各值如下表所示： （2）由于 q max =q 1=2.0 因此该仪表的精度等级为2。 3.2 解：该仪表的最大引用误差为： 国家规定的精度等级中没有0.6级仪表，而该仪表的最大引用误差超过了0.5级仪表的允许误差，故该台仪表的精度等级应为1.0级。 3.3 解 ： 测量所允许的最大误差为 Δt max =500×2.5%=12.5℃ 1.5级仪表测量范围上限只有100 ℃，直接排除之。 2.0级仪表所允许的最大误差为 Δt max,2=（550+50）×2.0%=12℃ 2.5级仪表所允许的最大误差为 Δt max,3=（500+100）×2.5%=15℃ 故只有2.0级满足Δt max,2＜Δt max 的情况。因此，测量500℃左右的温度， 应选2.0级量程是-50~550 ℃的仪表。 3.4 解：因为压力有波动，故仪表上限应大于最大工作压力的3/2，即 MPa N 5.1)2/3(1=?> %6.0500 3%100max max ±=±=??=N x δ
为了满足测量精度的要求，被测压力的最小值不应低于满量程的1/3，即 MPa N 1.237.0=?< 故应选择量程范围为0~1.6MPa 的压力表。 工艺允许的引用误差最大值为： %25.1%1006 .102.0=?=允δ 故应选择精度等级为1.5级的压力计。 3.5 答：弹簧管式压力计主要是由压力感受元件和放大指示机构构成，其中压力感受元件是一根弯曲成约270°圆弧的扁圆形或椭圆形截面的空心金属管；放大指示机构是由拉杆、齿轮以及指针组成。当通入被测压力后，扁圆或椭圆形截面的弹簧管有变圆的趋势，并迫使弹簧管的自由端发生相应的弹性变形，这个变形借助于拉杆，经齿轮传动机构予以放大，最终由固定于小齿轮上的指针将被测值在刻度盘上指示出来。在弹性范围内，弹簧管自由端的位移与被测压力近似成线性关系，因此通过测量自由端的位移可直接测得相应的被测压力的大小。 3.6 答：压力测量仪表的选用主要考虑以下三个方面：仪表类型、仪表量程范围和仪表精度。仪表类型的选择主要考虑被测介质的性质、现场工作环境以及是否有特殊要求（如是否需要信号远传，自动记录或报警）；仪表量程是根据被测压力的大小来确定；仪表精度根据生产上所允许的最大测量误差来确定。 3.7 答：热电偶测温仪表是利用热电效应原理来测温的。由两种不同的导体组成闭合回路时，如果两接触点的温度不同，回路中将产生热电动势，该热电动势与导体材料和两接触点的温度有关。当两种导体材料固定以后，如果一个接触点的温度为已知，另一接触点的温度即可由热电动势算出。因此，测出回路的热电动势，即可得到另一接触点的温度，即待测温度。 热电偶测温是将一端温度，即冷端温度作为恒定值。在实际应用过程中，冷端温度大多是变化的，从而给测量带来误差。为了保证测量的准确性，就需要对冷端温度进行补偿，使热电偶的冷端温度保持恒定。常用的冷端温度补偿的方法有恒温法、示值修正法、补偿电桥法等。 3.8 答：热电阻测温仪表是利用金属导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的性质来测量温度的。
过程控制原理
控制阀的分类：快开阀线性阀对数阀抛物线阀 控制器参数的整定方法：经验凑试法临界比例度法衰减振荡法响应曲线法 三种前馈控制系统的结构类型：静态前馈动态前馈前馈—反馈控制系统 比值系统：开环比值控制单闭环比值控制系统双闭环比值控制系统 防止积分饱和的三种方法：限幅法积分切除法积分外反馈法 传热的三种方式：热传导热对流热辐射 传热量调节的途径：调节载热体的流量调节传热的平均温差△T 调节传热面积Fa 将工艺介质分路 比例的缺点：存在余差积分的优点：消除余差 1.何为泵的特性，用曲线和公式表示出来？ 压头H与排量及转速n之间的关系：n上升—H上升—Q上升—H下降 2.何为管路特性，用曲线和公式表示出来？ 指的是管路系统中的流体流量和管路系统总阻力之间的关系 3.离心泵系统达到稳定状态的条件是什么？ H=Hl时，直接节流法，旁路回流法，调速法 4.大型离心式压缩机通常有几种控制系统？ 1）负荷控制系统2）防喘振控制系统3）压缩机组的油路控制系统4）压缩机主轴的轴向推力，轴向位移及振动的指示与联锁保护。 5.什么是喘振，引起喘振的因素？ 当负荷降低到一定程度，气体的排送会出现强烈的震荡，而引发压缩机剧烈震动的现象 原因1）负荷减小到一定程度2）被压缩气体的吸入状态：分子量、温度、压力的变化 6.画图说明离心泵工作点稳定与不稳定的判别方法？ 当交点处管路特性的斜率大于泵特性的斜率时，是稳定工作点 7.离心泵工作中产生不稳定工况的条件是什么？ 1）泵的H-Q特性曲线呈驼峰状 2）管路装置中要有能自由升降的页面或能储存和放出能量的地方 8.压缩机防喘振的基本思想是什么，常用方法有几种？ 压缩机在任何转速下的实际流量大于喘振极限所对应的最小流量 9受控对象：反映操纵变量、扰动与受控变量之间关系的环节\ 控制阀：接受控制器的输出变量u的信号去改变操纵变量的环节 测量变送：为控制器提供测量值的环节将工艺参数转换为统一的标准信号，4~20mA 控制器：包括控制器环节和比较环节将给定值与测量值比较，根据偏差按一定的规律运算输出操纵控制阀，是控制系统的核心。 10什么是积分饱和现象？举例说明如何防止积分饱和。 实际积分作用与理想积分作用是有差别的，实际积分控制作用只在一定区域内起作用，输出达到一定值后不再继续上升或下降，即达到饱和。 11什么是比值控制系统？什么是变比值控制系统？ 控制两个变量的比值，通常是指两个流量的比值通过一个量的变化去改变另一量(操纵量) 定比值只满足了比值一定的关系，并没有考虑成比例的两种物料混合或反应后最终质量是否符合工艺要求。从最终质量看，系统是开环的 11何谓分程控制系统？设置分程控制系统的目的是什么？ 在工业生产过程中，有时会遇到一个控制器去操纵几只阀门，并按输出信号的不同区间操作不同的阀门，这样的控制系统叫做分程控制系统2.1扩大控制阀的可调范围，使得在小流量时更精确的控制。用于满足工艺上操作的特殊要求
控制理论与控制工程简介
控制理论与控制工程 081101 学科专业简介 “控制理论与控制工程”专业前身为工业自动化专业，1997年按照国务院学位委员会和原国家教育委员会颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》改为现名，是“控制科学和工程”所属的二级学科。该专业于1979年开始培养硕士研究生，1986年获得硕士学位授予权，1995年获得博士学位授予权，1997年设立“控制科学和工程”博士后流动站，2003年被教育部确定为“长江学者奖励计划”特聘教授设岗学科。 本学科是市教委的重点建设学科。目前已组成了一支以中青年高层次科技人员为主体的科研骨干队伍。截至2003年12月,该专业有长江学者特聘教授1名，教授19名、副教授5名。此外，本学科还聘任了包括四名科学院院士和一批国务院学科评审专家在的知名学者担任顾问和兼职教授。近5年来，该专业已培养了博士27名，硕士179名，出站博士后10名。该学科在相关研究领域承担了大量的国家科技攻关项目、"863"计划项目、国家自然基金项目以及其他类型的国家、部委、省市及企业科研项目，获得了一大批科研成果和国家或省部级科技进步奖，出版了一批有影响的著作和教材，发表了大量的高水平学术论文。其中，1995年以来，共取得了2项国家级获奖成果，23项省部级获奖成果，已完成和正在进行的国家自然科学基金及863项目有16项，在相关学术会议和专业学术刊物上发表论文500余篇，出版教材、译著和专著数十部。 一、培养目标 1、较好地掌握马克思主义基本原理、思想、理论和“三个代表”重要思想， 树立正确的世界观、人生现和价值观，坚持四项基本原则，热爱祖国， 遵纪守法，品德优良，乐于奉献，积极为社会主义现代化建设服务。 2、在本学科领域，较好地掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知
山东科技控制理论与控制工程专业英语作业
PID控制器设计 1、the original system step response diagram, The root locus diagram and Bode diagram. The transfer function of controlled object is: G s= 15 (s+2)(s2+3s+5) Simulation with matlab: clear
s1=tf([15],[1,5,15,10]) s2=feedback(s1,1) figure(1),step(s2),grid figure(2),rlocus(s1),grid figure(3),bode(s1),grid Figure 1 Step Response Diagram We can find: ×100%=16.7% Overshoot:σ=0.7?0.6 0.6 Adjustment time:t s=4.5s
Figure 2 Root Locus Plot Diagram Figure 3 Bode diagram
2、PID parameter tuning It can be seen from Figure 2 that the root trajectory of the system has two branches that are routed through the imaginary axis. According to the characteristics of the system stability, it can be known that the system is unstable when the trajectories are distributed in the right half of the complex plane The system is stable if distributed over the left half plane. The point at which the root trajectory intersects the imaginary axis is the critical stability of the system, and the value of K is the critical ratio of the amplitude of the amplitude. From the root trajectory curve of the system, we can see that the open-loop gain of the intersection of the root locus and the imaginary axis is K =4. At this time, the integral time constant and the differential time constant are obtained. The amplitude curve is plotted by matlab. The program and result are as follows: s3=tf([20],[1,5,7,4]) s4=feedback(s3,1) figure(4),step(s4),grid
控制科学与工程
控制科学与工程[自动化]招生单位专业课类比本表所统计专业课的仅是“0811 控制科学与工程”一级学科下属的几个专业（二级学科）。双控=控制理论与控制工程；检测=检测技术与自动化装置；系统=系统工程；模式=模式识别与智能系统；导航=导航、制导与控制；复试——指的是复试笔试科目。 此仅为部分重点院校或重点专业；部分学校的同一名称的专业分布在不同的学院，也一并列出。 北京工业大学 421自动控制原理 复试：1、电子技术2、计算机原理 北京航空航天大学 [双控] 432控制理论综合或433控制工程综合 [检测] 433控制工程综合或436检测技术综合 [系统] 431自动控制原理或451材料力学或841概率与数理统计 [模式] （自动化学院）433控制工程综合或436检测技术综合、（宇航学院）423信息类专业综合或431自动控制原理或461计算机专业综合 [导航] （自动化学院）432控制理论综合或433控制工程综合、（宇航学院）431自动控制原理 复试：无笔试。1) 外语口语与听力考核；2) 专业基础理论与知识考核；3) 大学阶段学习成绩、科研活动以及工作业绩考核；4) 综合素质与能力考核 北京化工大学 440电路原理 复试：综合1(含自动控制原理和过程控制系统及工程)、综合2(含自动检测技术装置和传感器原理及应用)、综合3(含信号与系统和数字信号处理) 注：数学可选择301数学一或666数学（单） 北京交通大学 [双控/检测]404控制理论 [模式]405通信系统原理或409数字信号处理 复试： [电子信息工程学院双控]常微分方程 [机械与电子控制工程学院检测]综合复试（单片机、自动控制原理） [计算机与信息技术学院模式] 信号与系统或操作系统 北京科技大学 415电路及数字电子技术(电路70%，数字电子技术30%) 复试： 1.数字信号处理 2.自动控制原理 3.自动检测技术三选一 北京理工大学 410自动控制理论或411电子技术（含模拟数字部分）
过程控制理论知识点
1过程控制的任务和要求 要求三项：安全性经济性稳定性，过程控制的任务就是在了解掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性的基础上，根据上述三项要求，应用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用适宜的技术手段加以实现。过程控制的任务是由控制系统的设计和实现来完成的。 2常用过程控制系统分为哪几类 三类1.反馈控制系统（根据被控参数与给定值的偏差进行控制的）2.前馈控制系统（根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据）3.前馈-反馈控制系统（前馈控制的主要优点是能迅速及时克服主要扰动对被控量的影响，而前馈反馈能控制利用的反馈控制克服其他扰动，能够使被控量迅速而准确的稳定在给定值上，提高系统的控制质量） 1过程控制系统在运行中状态有几种?过程控制系统时域性能指标包括哪些？它们分别反应系统哪些方面性能？ 两种，一种是稳态，此时系统没有收到任何外来干扰，同时设定值保持不变，因而被调量也不会随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。一种是动态，当系统收到外来干扰的影响或者在改变了设定值之后原来的稳态受到破坏，各部分输入输出都发现变化。 时域性能指标（衰减比和衰减率，最大动态误差和超调量，残余偏差，调节时间和振荡频率）衰减比是衡量一个振荡过程的衰减程度的指标，它相当于两个相邻的波峰值之比。 衡量震荡频率过程衰减程度的另一个指标是衰减率，指的是每经过一个周期，波动幅度衰减的百分数。 最大动态误差和超调量最大动态误差是指设定阶跃响应中，过度过程开始后第一个波峰超过其新稳态值的幅度，最大动态偏差占被调量稳态变化幅度的百分比称为超调量 残余偏差是指过渡结束之后被调量新的稳态值Y（∞）与新设定值r之间的差值，它是控制系统稳态准确性的衡量指标 调节时间和振荡频率调节时间是从过渡过程开始到结束所需的时间过渡过程的振荡频率也可以作为衡量控制系统快速性的一个指标那你。 2什么是被控过程的特性？什么是被控过程的数学模型？目前研究过程数学模型的主要方法有哪些？ 指被控过程是否容易控制。数学模型乃是事物行为规律的数学描述。根据所描述的是事物在稳态下的行为规律还是在动态下的，被控系统数学模型的划分 1.按系统的连续性划分（连续系统模型，离散系统模型） 按模型的结构划分为[输入输出模型（可按时域划分为时域表达—阶跃响应，脉冲响应；频域表达—传递函数），状态空间模型] 机理法建模，用机理法建模就是根据生产过程中实际发生的变化机理，写出各种有关的平衡方程，机理法建模的首要条件是生产过程的机理必须已经为人们所充分掌握，并且可以比较准确地加以数学描述 测试法建模，一般只用于建立输入输出模型。它是根据工业过程的输入和输出的实测数据进行某种数学处理的模型。 3如何判断一个过程是自衡过程还是无自衡过程？ 自衡过程指的是系统中存在着对所关注的变量的变化有固定负反馈作用，该作用总是力图恢复系统的平衡，在出现扰动后，过程能靠系统自身的能力达到新的平衡状态的性质称为自平衡特性，自衡过程具有一定范围内的自平衡，反之，不存在固定反馈作用的且自身无法恢复平衡的，为无自衡过程 4工业过程动态特性的特点是什么？ 1.对象的动态特性是不振荡的 2.对象的动态特性有延迟 3.被控对象本身是稳定的或中性的 4.被控对象往往具有非线性特征
过程装备与控制工程专业个人理解与感悟
过程装备与控制工程专业个人理解与感悟
过程装备与控制工程专业个人理解与感悟 ——来自一个实习半年的准毕业生以下摘至百度百科： 培养目标：本专业培养具备过程装备与过程控制基础知识与应用能力，能够在化工、炼油、医药、轻工、环保、食品等领域从事过程装备与过程控制设计、研究、制造、管理的高级工程技术人员主要课程：微机原理及应用、理论力学、材料力学、化工流体力学、机械原理、机械设计、机械制图、工程材料及机制基础、化工原理、过程装备力学基础、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备制造与检测、过程装备材料腐蚀与防护、过程装备成套技术等 摘录完结！ 我在北京的一个压力容器制造公司上班实习已经有半年了，在这半年来，经验不多，但是收获了很多也见识了很多，感谢这家公司！ 2014年7月，暑假正开始，我来到了北京的一家压力容器制造公司。 其实在学期末，我就一直在寻找一个实习的机会，在各大招聘网站上投递简历，在学校学习理论知识，在公司去运用。 学校所学的核心课程，就属《过程设备设计》，其实大多来自GB150，与GB150有不一样的是书上前两章是压力容器应力分析，教你如何去分析典型的受力，而这个应力的分析与你所学《理论力学》
和《材料力学》是息息相关的，《理论力学》和《材料力学》和你所学的《高等数学》和《线性代数》又是息息相关的，我觉得在大学，微积分的应用就像小学的加减乘除一样，至关重要，《线性代数》代数中的矩阵，在有限元中的应用中又是至关重要的，还有一门《大学物理Ⅰ》的学习也是相当重要的。 《化工原理》、《工程热力学》、《流体力学》、《过程流体机械》学科的学习也是很重要的，吸收塔、干燥塔、换热器、搅拌器等的设计过程离不开这些课程的应用；《过程装备控制技术及应用》及《过程流体机械》、《化工原理》的学习，也让你大概知道了如何去选择机器，比如泵、压缩机的选择等；《过程装备成套技术》的学习让你大概了解怎么去选择设备上的仪器仪表；《工程材料》、《过程装备制造与检测》与《过程装备材料腐蚀与防护》的学习让你知道了如何去选择设备的用材，让你大概了解了设备的制造过程，了解了设备的维护与防腐……总而言之，大学许多课程的学习都是很重要的，很重要的。 以上是我对大学阶段课程的学习的见解 7月，我到公司，除了用Solidworks给已有二维图纸的设备画三维图，在工作之余，我接触了大量的与设备设计息息相关的标准，支座标准，吊耳标准，封头标准，法兰标准，接管标准，补强圈标准等。 压力容器有四大类，存储，反应，换热，分离，每一类都有详细的相关规定和标准，不过，我认为，GB150是核心。 9月，是大学本科阶段最后一学年的开始，学校安排还有两个月