第一章生产过程的动态特性-精选文档
简单控制系统生产过程动态特性
被控对象就是正在运行着的各种各样的被控制的生产工艺设 备，例如各种加热炉、锅炉、发酵罐、热处理器、精馏塔等。
流入量 和 流出量 的概念 从物质或能量角度 来理解系统的流入量和流出量 从物理角度来理解二者的平衡关系 从系统角度看，二者均是被控对象的输入量
被控对象具有大的储蓄容积，因而属于慢过程 传输迟延/纯迟延：信号传输途中出现的迟延 注意从物理概念及系统角度进行分析
静态数学模型描述的是对象在稳定时（静态）的输入与 输出关系；
动态数学模型描述的是在输入量改变以后输出量跟随变 化的规律；
动态数学模型是更精确的模型，静态数学模型是动态数 学模型在对象达到平衡时的特例
2020年10月6日星期二 00:09
No. 2
系统的动态特性
对象受到干扰作用或调节作用后,被调参数跟随变化规律
➢ 根据被控对象的内在机理，列写原始动态方程组。
➢ 消去中间变量，得到只含有输入变量和输出变量 的微分方程式或传递函数。
➢ 在满足控制工程要求的前提下对动态数学模型进 行必要的简化。
2020年10月6日星期二 00:09
No. 9
例一：一阶对象（有自衡特性的单容对象）
kμ
Q1
h(t)
h
F
Rs Q2
kμ
Q1
由此可得：
Q1 k (t)
化为标准形式 ：
Q2 k h
h
F
dh dt
1 F
(k
k
h)
2020年10月6日星期二 00:09
dh k dt
h
1 F
k
No. 13
Rs Q2
线性化处理 ：
Q2
Q(h0 ) h
生产过程的动态特性
二 过程控制系统的性能指标
1、 过程控制系统的几个概念
稳态：
系统不受外来干扰，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
动态： 系统受外来干扰或设定值改变后，被控量随时间变化，系 统处于未平衡状态。 过度过程：从一个稳态到达另一个稳态的过程。
2、 过渡过程的形式
被控过程的输入量与输出量之间的信号联系 控制通道-----操纵变量至被控变量的信号联系 扰动通道-----扰动变量至被控变量的信号联系
扰动变量（输入量） 被控变量（输出量）
操纵变量（输入量）
2、工业过程动态特性的特点 （1）对象的动态特性是不振荡的 （2）对象动态特性有迟延 迟延包括容积迟延、传输迟延。 （3）被控对象本身是稳定的或中性稳定的 （4）被控对象往往具有非线性特性
IAE e(t ) dt
0
把不同时刻、不同 幅值的偏差等同对待
各方面的性能 比较均衡
平方误差积分 （ISE）
ISE e (t )dt
2 0
对大偏差敏感
最大偏差小但 回复时间长
一般用于评定定 值控制系统的质量 指标
时间与偏差绝 对值乘积的积分 （ITAE）
ITAE t e(t ) dt
本章重点内容
重点：
掌握过程控制系统的组成
结合具体对象，掌握控制系统的方块图 描述法
了解控制系统的性能指标
掌握被控对象的动态特性
了解过程数学模型及其建立方法
一 控制系统的组成
阀门：调节阀、电磁阀、气动蝶阀 四个基本环节：被控对象、检测仪表、控制器、执行器（显 …… 示仪表根据需要可选） 泵：开关泵、变频泵
生产一章资料整理
第一章基本概念一．名词解释1．社会组织：是具有特定目标和功能的、社会化的生产要素的集合。
2．生产: 是以一定生产关系联系起来的人们利用劳动资料，改变劳动对象，以使其适合人们需要的过程3．生产运作系统：由人和机器构成的、能将一定输入转化为特定输出的有机整体。
4．营销：发现顾客的需求，让顾客了解公司的产品和服务，并将这些产品和服务送到顾客手中。
5．生产运作：生产运作时一切社会组织将对它输入转化、增值为输出的过程。
6．生产率：投入资源和产出(产品和服务)的比率。
7．清洁：在生产过程中，节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物的数量和毒性，减少从原材料提炼到产品处理的全生产周期的不利影响。
8．制造性生产：通过物理和（或）化学作用将有形输入转化为有形输出的过程。
9．离散性生产：物料离散地按一定工艺顺序运动，在运动中不断改变形态和性能，最后形成产品的生产10．备货订货分离点：为了兼顾顾客的个性化要求、订货提前期和生产过程的效率以及库存水平，将备货型生产和订货型生产组合成各种不同的生产方式的组合。
11．连续性生产：是指物料均匀、连续地按一定工艺顺序运动，在运动中不断改变形态和性能，最后形成产品的生产。
12．备货型生产：旨在没有接到晕乎订单式，经过市场预测按已有的标准产品或产品系列进行的生产。
13．订货型生产：按用户特定的要求进行生产。
14．成组技术：是一种利用零件相似性来组织多品种小批量生产的方法。
15．生产系统的柔韧性：就是处理加工对象变化的能力。
16．系统柔性：是指系统处理外界变化的能力。
17．VRP：是一种崭新的面向市场多样化需求的制造工程思想和方法。
18．FMS：柔性制造系统是由自动化物料传送系统连结起来的，在计算机控制下运行的一组数控机床构成的，能完成数个零件族加工的制造系统。
19．供需协调：供需协调就是供方应该按照需方的要求，合理配置内部和外部资源，形成与需求匹配的生产能力，准时提供需方所需的产品和服务。
生产运作管理资料1
第一章生产/运作就是一切社会组织将其输入(各种资源要素)转化、增值为输出(有形产品或无形劳务)的过程。
P4 P7生产运作管理是对生产运作系统的设计、运行与维护过程的管理，它包括对生产运作活动进行计划、组织与控制。
P8生产运作类型的划分首先，可以从管理的角度，将生产运作分成两大类：制造性生产和服务性运作制造性生产就是通过物理和（或）化学作用将有形输入转化为有形输出的过程。
例如，通过锯、切削加工、装配、焊接、弯曲、裂解、合成等物理或化学过程，将有形原材料转化为有形产品的过程。
通过制造性生产能够产生自然界原来没有的物品。
P11服务性运作又称作非制造性生产。
它的基本特征是提供劳务，而不制造有形产品。
但是，不制造有形产品不等于不提供有形产品也并不等于绝对不制造有形产品。
P15制造性生产与服务性运作的比较特性制造性生产服务性运作输出品的形态产品/服务的储藏生产/运作设施规模生产/运作场地数生产资源的密集度生产和消费的关系与顾客的接触频度受顾客的影响度顾客要求反应时间质量/效率的测量有形的产品可库存大规模少资本密集分开进行少低长容易无形的服务无法库存小规模多劳动密集同时进行多高短难根据不同的标准和角度，二者分别又有不同的类型划分。
制造性生产类型的划分如下：☑(1)连续性生产与离散性生产(按照工艺过程的特点)☑2)备货型生产(MTS)与订货型生产(MTO)(根据用户对产品的需求特性)☑(3)大量生产、成批生产与单件生产(根据产品或服务的专业化程度)连续性生产又称流程式生产，是指在生产过程中，物料均匀、连续地按一定工艺顺序运动,在运动中不断改变形态和性能，最后形成产品的生产。
离散性生产是指物料离散地按一定工艺顺序运动，在运动中不断改变形态和性能，最后形成产品的生产。
其中有一种可称为―加工装配式生产‖。
✪流程式生产与加工装配式特点的比较前者组织、控制、协作、协调任务较少；但要更多注意安全性与可靠性；（设施地理位置集中，自动化程度高）后者计划、组织、协调任务比较重，生产管理比较复杂。
生产计划的4个特性
⽣产计划的4个特性相关推荐⽣产计划的4个特性 ⽣产计划是关于企业⽣产运作系统总体⽅⾯的计划，是企业在计划期应达到的产品品种、质量、产量和产值等⽣产任务的计划和对产品⽣产进度的安排。
下⾯是⼩编为⼤家整理的⽣产计划的4个特性的内容，欢迎阅读!想要了解更多的内容，欢迎关注应届毕业⽣⽹论坛! 做计划⼀定要懂得分析“⼈、机、料、法、环”五环法则，要有前瞻思维才能做出快速反应，我个⼈认为⽣产计划必须具备以下⼏个特点： 1.计划⼯时 我们可以通过现场测试、⾏业产能标准、本⼚⽇报表采集的数据，综合评定规定时间内可完成的定额，得出产品在流经制程中所需要的计划⼯时。
⽣产计划根据订单量核算各个⼯序计划总⼯时，也可以叫主计划。
2.⽇指定计划 根据产品交期的不同分解主计划，编排⽇指定计划。
部门或⼯序段按设备和⼈员的特性分解⽇指定计划到⼈，并指定为当天必须完成的任务。
3.交期评审 当⽣产任务超负荷时，提前与市场部、⽣产部、技术、品质、采购、⼈事等分析各⼯序的交期和近期订单的.动态，是否动员协产突击;是否外协;是否通过利润率划分客户级别;是否具备增添设备和扩充场地的条件?反之，当⽣产任务处于所谓的淡季时，分析⼈员的分流;扩充业务团队;产品的多元化或产品的转型。
快速反应，制订解决瓶颈问题的对策，提供可⾏性预算报告。
4.调度会与看板管理 很多企业都把⽣产调度会当作讨论会在开，⼀开就是⼀个⼩时以上，最后甚⾄都没有结果。
我认为⽣产调度会是指令下达碰头会，不是本会的主题内容点到即⽌做好记录，由问题发出⼈牵头组织专项会议解决或单独沟通找到解决办法。
当指令下达后必须分析有瓶颈困难的部门，确保指令的有效性;各部门在接到指令后分解本部门的任务并形成看板、分解到⼈、标⽰重点、定时跟踪和反馈。
延伸阅读： 车间⽣产计划⼀般包括以下四项内容： 1 车间⽣产作业计划⽇常安排 2 班组⽣产作业计划的编制 3 班组内部⽣产作业计划的编制 4 临时⽣产计划及其它 在编制车间⽣产计划时，⼀般遵循以下原则： 1 保证⼯⼚总⽣产作业计划中各项指标的落实 2 认真进⾏⼯种、设备⽣产能⼒的核算和平衡 3 根据⽣产任务的轻重急缓，安排原材料、零部件投⼊、加⼯和出产进度。
安全生产动态PPI模板(精品)
192,058,166
此处输入标题
添加标题
点击此处添加标题
点击添加标题
请输入内容请输入文字内容请输入内容请输入文字内容请输入内容请输入文字内容请输入内容请输入文字内容请输入内容请输入文字内容请输入内容请输入文字内容
标题文字内容
感谢您的观看 THANK YOU
2037POWERPOINT
上面的图片可自行更换，动画效果不变，方法是对图片点右键->设置对象格式->填充->填充效果->图片，选择事先准备好的图片即可。
上面的图片可自行更换，动画效果不变，方法是对图片点右键->设置对象格式->填充->填充效果->图片，选择事先准备好的图片即可。
请输入您的标题
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
56%
72%
38%
28%
◎小节标题一 ◎小节标题二 ◎小节标题三 ◎小节标题四
这里输入第二部分标题
02
请输入您的标题
1
5
4
2
3
这里可以添加主要内容这里可以添加主要内容
这里可以添加主要内容这里可以添加主要内容
这里可以添加主要内容这里可以添加主要内容
这里可以添加主要内容这里可以添加主要内容
23%
34%
45%
请输入您的标题
点击添加文本
点击添加文本
点击添加文本
点击添加文本
50%
30%
20%
10%
请输入您的标题
01
02
03
04
点此输入标题
点此输入文字
点此输入标题
点此输入文字
点此输入标题
过程控制动态特性解析
第一篇 简单控制
第一章 生产过程动态特性
第一篇 简单控制
第一章 生产过程动态特性
§1-2 被控对象的动态特性
一、基本概念 被控对象的动态特性是指被控对象的输入发生变化时，
其输出（被调量）随时间变化的规律 。 对于线性系统，其动态特性可用传递函数来描述。
二、典型对象动态特性 1. 典型实例分析
第一篇 简单控制
简单控制系统
占工业控制系统的80％； 复杂过程控制系统的基础。
重要性
第一篇 简单控制
第一章 生产过程动态特性
目录
第一章 生产过程的动态特性 第二章 比例积分微分控制及其调节过程 第三章 简单控制系统的整定
第一篇 简单控制
第一章 生产过程动态特性
第一章 生产过程动态特性
§1-1 过程控制系统的性能指标 §1-2 被控对象的动态特性 §1-3 过程数学模型及其建立方法
第一篇 简单控制
第一章 生产过程动态特性
给定值
控制器
-
广义被控对象
被调量
过程控制的研究内容：
（1）制定控制系统的控制目标（即设计指标参数）； （2）认识生产过程的动态特性（一般为广义对象的动态性）； （3）设计控制器的控制规律及控制结构，使控制系统达到控制 系统的控制指标要求。
第一篇 简单控制
第一章 生产过程动态特性
水阻
T CR K k R
2 R
H0
k
第一篇 简单控制
第一章 生产过程动态特性
（2）双容水箱
Qi
H1 F1
R1 Q1
H2
F2
对物质平衡方程在工作点处进行 线性化处理后达到传递函数为：
G(s) = H2(s) =
机械制造企业生产过程的特征状态分析与控制
机械制造企业生产过程的特征状态分析与控制汇报人：2023-12-15•机械制造企业生产过程概述•机械制造企业生产过程的特征状态分析目录•机械制造企业生产过程的控制策略•机械制造企业生产过程的优化改进建议•机械制造企业生产过程的未来发展趋势与挑战•机械制造企业生产过程的案例分析目录01机械制造企业生产过程概述生产过程是指企业从原材料采购开始，通过一系列的加工、装配、检测等环节，制造成品的过程。
生产过程定义根据生产方式的特点，机械制造企业的生产过程可以分为流水线生产、离散型生产、连续性生产和混合型生产等四种类型。
生产过程分类生产过程的定义与分类机械制造企业以加工零部件和组装成品为主，加工精度要求较高，需要严格控制每个环节的加工误差。
加工精度要求高机械制造企业的生产过程涉及多个工序和环节，流程较长，且每个环节的加工方法和工艺都有所不同，复杂性较高。
流程长且复杂机械制造企业的生产过程需要大量的原材料、能源和劳动力等资源，资源消耗量大。
资源消耗大机械制造企业的生产过程特点机械制造企业生产过程的重要性提高产品质量通过对机械制造企业生产过程的特征状态进行分析和控制，可以提高产品的质量和稳定性，增强企业的市场竞争力。
降低生产成本通过对机械制造企业生产过程的优化和控制，可以提高生产效率，降低生产成本，提高企业的经济效益。
保证按时交货通过对机械制造企业生产过程的监控和管理，可以保证按时交货，提高企业的客户满意度和市场信誉。
02机械制造企业生产过程的特征状态分析生产过程中的特征状态物料状态01机械制造企业生产过程中涉及的物料种类繁多，包括原材料、半成品、成品等。
物料的数量、质量、存储方式等都会影响生产过程的顺利进行。
设备状态02机械制造企业依赖各种设备进行生产，设备的运行状态、维护情况、故障率等都会对生产过程产生影响。
工艺状态03机械制造企业的生产过程涉及多个工艺环节，如铸造、锻造、焊接、加工等。
工艺的稳定性、先进性以及工艺参数的控制情况都会影响产品质量和生产效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
IAE e(t ) dt
0
把不同时刻、不同 幅值的偏差等同对待
各方面的性能 比较均衡
平方误差积分 （ISE）
ISE e (t )dt
2 0
对大偏差敏感
最大偏差小但 回复时间长
一般用于评定定 值控制系统的质量 指标
时间与偏差绝 对值乘积的积分 （ITAE）
ITAE t e(t) dt
1、被控对象：即被控制的生产设备或装置，如液 罐、加热器、管路系统等。 被控变量－被控对象需控制的变量，如液位、温 度、流量等。 2、执行器：直接用于控制操纵变量变化。执行器 接收到控制器的输出信号，通过改变执行器节流 件的流通面积来改变操纵变量。常用的是控制阀。 3、控制器（调节器）：按一定控制规律进行运算， 将结果输出至执行器。 4、测量变送器：用于检测被控量，并将检测到的 信号转换为标准信号输出。如压力变送器、液位 变送器。
二 过程控制系统的性能指标
1、 过程控制系统的几个概念
稳态：
系统不受外来干扰，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
动态： 系统受外来干扰或设定值改变后，被控量随时间变化，系 统处于未平衡状态。 过度过程：从一个稳态到达另一个稳态的过程。
2、 过渡过程的形式
通常安装 于控制室 通常安装 于 现场
x
e = x-z z
控制器
p
执行器
q
干扰
被控对象
y
显示 仪表
变送器
温度（压力、液位、流量）变送器、在线成分分析仪 （通常输出：4~20mA、1～5V 等标准信号）液位开关、料位开关、接近开关 (通常输出on/off信号)传感器（Pt100、 热电偶……）……
控制系统的组成
y1 y3 1 1 y1 n
（2）最大动态偏差和超调量 最大动态偏差y1：指设定值阶跃响应中，过度过程开始后第一 个波峰超过其新稳态值的幅度． 超调量：最大动态偏差占被调量稳态变化幅度的百分数. σ=y1/y∞ （3） 残余偏差（余差）：
指过渡过程结束后，被调量新的稳态值y∞与新的设定值r之 间的差值，即e(∞)＝ r－y∞，它是衡量控制系统稳态准确度的 指标。
稳定性指标：衰减比（衰减率） 准确性指标：残余偏差，最大动态偏差，超调量
快速性指标：调节时间（振荡频率）
综合指标
综合控制指标又称为偏差的积分性能指标，常用于分析系统的动态响 应性能。常用的综合控制指标见表1.
名 称 公
式特点源自控制结果适用范围一般用于评定定 值控制系统的质量 指标
绝对误差积分 （IAE）
•等幅振荡：被控量一直处于振荡，且振幅相等。 •衰减振荡：被控量波动的幅度越来越小，最后 趋于稳定
图 过渡过程的几种形式
3、性能指标
评价控制系统的性能指标：稳定性、准确性、快 速性。这三方面在时域上体现为若干性能指标。
•稳定性：稳定性是指系统受到外来作用后，其动态过 程的振荡倾向和系统恢复平衡的能力。如果系统受到 外来作用后，经过一段时间，其被控变量可以达到某 一稳定状态，则称系统是稳定的；否则，则称系统是 不稳定的。 •准确性：理想情况下，当过渡过程结束后，被控变量达 到的稳态值（即平衡状态）应与设定值一致。 •快速性：快速性是通过动态过程持续时间的长短来表 征的。
被控过程的输入量与输出量之间的信号联系 控制通道-----操纵变量至被控变量的信号联系 扰动通道-----扰动变量至被控变量的信号联系
扰动变量（输入量） 被控变量（输出量）
操纵变量（输入量）
2、工业过程动态特性的特点 （1）对象的动态特性是不振荡的 （2）对象动态特性有迟延 迟延包括容积迟延、传输迟延。 （3）被控对象本身是稳定的或中性稳定的 （4）被控对象往往具有非线性特性
第一章
生产过程的动态特性
唐
玉
玲
本章重点内容
重点：
掌握过程控制系统的组成
结合具体对象，掌握控制系统的方块图 描述法
了解控制系统的性能指标
掌握被控对象的动态特性
了解过程数学模型及其建立方法
一 控制系统的组成
阀门：调节阀、电磁阀、气动蝶阀 四个基本环节：被控对象、检测仪表、控制器、执行器（显 …… 示仪表根据需要可选） 泵：开关泵、变频泵
y(∞)
ts
图 闭环控制系统在设定值扰动下的阶跃响应
单项指标
（1） 衰减比和衰减率
衰减比：衡量一个振荡过程的衰减程度的指标, 它等于两个相临的同向波峰峰值之比.
y1 n y3
n>1 n=1 n<1 衰减振荡，趋于稳定 等幅振荡 发散振荡
衰减率：它是指每经过一个周期后，波动幅 度衰减的百分数，即 衰减率
3、过程特性的类型 多数工业过程的特性可分为下列四种类型： (1) 自衡的非振荡过程 (2) 无自衡的非振荡过程
(3) 有自衡的振荡过程
(4) 具有反向特性的过程
（过程特性通常在阶跃信号的作用下的表现）
过程特性的类型
(1)自衡的非振荡过程
过程能自发地趋于新稳态值的特性称为自衡性。在阶跃信 号的作用下，被控变量C (t)不经振荡，逐渐向新的稳态值 C(∞)靠拢,这类工业过程称为具有自衡的非振荡过程。
阶跃输入下，过渡过程的形式分为非周期过程和 振荡过程。
(1)非周期过程：扰动下，被控量的变化单调增大 或减小的过程。
•单调发散：被控量不振荡，偏离给定值越 来越远
•单调衰减：被控量的变化速度越来越慢， 逐步趋于给定值而稳定下来。
(2)振荡过程
扰动后，被控量在其给定值附近上下波动的过程。 •发散振荡：被控量一直处于振荡状态，且振幅 逐渐增加。
0
对初期偏差不敏感 而对后期偏差敏感
最大偏差大但 回复时间短
一般用于评定随 动控制系统的质量 指标
三 被控对象的动态特性
1、基本概念 动态特性定义：指被控过程输入量发生变化时，过程输出 量的变化规律。 工业过程中的各种装置和设备，如换热器、 被控对象： 锅炉、精馏塔、化学反应器、贮液槽罐、加 热炉等 通道
（4） 调节时间和振荡频率 调节时间ts:是从过渡过程开始到结束所需的时间，理论上它 需要无限长的时间，一般认为当被调量已进入其稳态值的 ±5%范围内，就算过渡过程结束． 振荡频率：是振荡周期T的倒数，即β＝2π/T 在相同衰减比n下，振荡频率越高，调节时间越短； 在相同振荡频率下，衰减比越大，调节时间越短。