课程设计任务书课题名称检测技术与过程控制
学院
专业建筑设施智能技术
班级
学生姓名
学号
月日至月日
指导教师(签字)
目录
第一章过程控制课程设计任务书 (3)
第二章蒸汽压力波动就是主要干扰的设计方案 (4)
一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (4)
二．控制系统原理方框图 (4)
三．调节器正反作用的确定,系统工作过程概述 (4)
四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (5)
第三章冷水流量波动就是主要干扰的设计方案 (7)
一.控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (7)
二.控制系统原理方框图 (7)
三.调节器正反作用的确定,系统工作过程概述 (7)
四.设计中用到的仪表的结构、特点说明 (8)
第四章冷水流量与蒸汽压力均波动明显的设计方案 (10)
一.控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (10)
二.控制系统原理方框图 (10)
三.调节器正反作用的确定,系统工作过程概述 (10)
四.设计中用到的仪表的结构、特点说明 (11)
第五章冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰的设计方案 (13)
一.控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (13)
二.控制系统原理方框图 (14)
三.调节器正反作用的确定,系统工作过程概述 (14)
四.设计中用到的仪表的结构、特点说明 (14)
第六章体会与感悟 (17)
参考文献 (17)
附录 (18)
第一章过程控制课程设计任务书
题目A:干燥器温度控制系统方案设计
一、工艺过程描述
某干燥器的流程所示。干燥器采用夹套加热与真空抽吸并行的方式来干燥物料。夹套内通入的就是经列管式加热器加热后的热水,而加热介质采用的就是饱与蒸汽。为了提高干燥速度,应有较高的干燥温度θ,但θ过高会使物料的物性发生变化,这就是不允许的,因此要求对干燥器温度进行严格控制。
二、设计要求
分别针对以下情况:
①蒸汽压力波动就是主要干扰;
②冷水流量波动就是主要干扰;
③冷水流量与蒸汽压力均波动明显;
④冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰;
1、确定控制方案,说明理论依据,画出控制工艺流程图;
2、画出控制系统原理方框图;
3、确定调节器正反作用,阐述系统工作过程。
4、对设计中用到的仪表的结构、特点进行说明。
第二章蒸汽压力波动就是主要干扰
一.控制方案、理论依据、控制工艺流程图
1、控制方案
蒸汽压力波动就是主要干扰时, 应采用干燥温度与蒸汽流量的串级控制系统。这时选蒸汽流量作为副变量,一旦蒸汽压力有所波动,引起蒸汽流量变化,马上由副回路及时得到克服,以减少或者消除蒸汽压力波动对主变量θ的影响,提高控制质量。
以热水温度为为副变量,干燥器的温度为主变量串级系统。
2、理论依据
将蒸汽压力波动这一主要干扰包含在副回路中, 利用副回路的快速有效克服干扰作用抑制蒸汽压力波动对干燥器出口的温度的影响、
3、控制工艺流程图
1.智能检测装置：主要形式：智能传感器、智能仪器、虚拟仪器和智能检测系统； 2.非电量检测：温度检测（热电式传感器，光纤温度传感器，红外测温仪，微波测温仪）压力检测（应变式压力计，压电式压力计，电容式压力计，霍尔式压力计）流量检测（电磁流量计，超声波流量传感器，光纤漩涡流量传感器）物位检测（电容式液位传感器，超声波物位传感器，微波界位计）成分检测（红外线气体分析仪，半导体式气敏传感器） 3.流量检测：流量的定义为单位时间内流过管道某一截面的体积或质量，因此，流量分为体积流量和质量流量；分为：电磁流量计，超声波流量传感器，光纤漩涡流量传感器；流量检测包括：○1.电磁流量计：电磁流量计是以电磁感应原理为基础的。它能检测具有一定电导率的酸碱盐溶液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒（泥浆，矿浆）的液体流量。○2.超声波流量传感器:超声波流量传感器是利用超声波在流体中传输时，在静止流体和流动流体中的传播速度不同的特点，从而求得流体的流速和流量。○3.光纤漩涡流量传感器:光纤漩涡流量传感器是将一根多模光纤垂直的装入管道，当液体或气体流与其垂直的光纤时，光纤受到流体涡流的作用而振动，振动的频率域流速有关，测出该频率就可确定液体的流速。 4.智能仪器：就是一种以微处理器为核心单元，兼有检测、判断和信息处理功能的智能化测量仪器；按实现方式划分，智能仪器有非集成智能仪器和集成智能仪器两种形式；构成：（1）.硬件：传感器、主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、标准通信接口；（2）.软件：监控程序、接口管理程序、数据处理程序；功能：具有逻辑判断、决策和统计处理功能；具有自诊断、自校正功能；具有自适应、自调整功能；具有组态功能；具有记忆、存储功能；具有数据通信功能；特点：高精度、多功能、高可靠性和高稳定性、高分辨率、高信噪比、友好的人机对话能力、良好的网络通信能力、自适应性强、高性价比；发展趋势:多功能化、智能化、微型化、网络化； 5. 非集成智能仪器：也称为微机嵌入式智能仪器，即将传统的传感器、单片机或微型计算机、模拟量输入输出通道、标准数据通信接口、人机界面和外设接口等分离部件封装在一起，组合为一个整体而构成；特点：一般为专用或多功能产品，具有小型化、便携式、低功耗、易于密封、适应恶劣环境、低成本； 6.虚拟仪器：以通用的计算机硬件和操作系统为依托，增加必要的硬件设备，通过计算机软件使其具备各种仪器的功能；由信号采集与控制单元、数据分析与处理单元、数据表达与输出单元等三大部分组成。特点：增强了传统仪器的功能、软件就是仪器、自由定义仪器，仪器开放灵活、开发费用更低，技术更新更快； 7.虚拟仪器总线：VXI总线将传统的消息基仪器和寄存器基仪器统一在同一环境下，不仅为各个仪器模块提供了定时和同步的能力，而且还提供了开放的，标准化的高速处理器总线。使用户开发虚拟仪器更为灵活，效率更高，保证了系统的稳定性和高性能。 8.现场总线：一种安装在制造和过程区域的现场设备/仪器与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、双向传输和多种分支结构的通信网络；是计算机技术、通信技术和控制技术的综合与集成。含义表现在六个方面：（1）现场通信网络与信息传输的数字化（2）现场设备的智能化与互连（3）互操作性（4）分散功能块（5）通信线供电（6）开放式互连环境；现场控制总线的特点和优势：特点：（1）1对N结构减少传输电缆、节约硬件设备（2）可靠性高（3）可控性好（4）互换性好（5）互操作性好（6）分散控制（7）统一组态；优势：（1）增强了现场级信息集成能力（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性（3）系统可靠性高、可维护性好（4）降低了系统及工程成本；现场总线通信协议一般由底层到上层可分为现场设备层、过程监控层和企业管理层三个层次。现场总线的网络拓扑结构主要有三种：（1）星状结构（2）树状结构（3）环状结构；现场总线的数据通信模式有三种:对等式、主从式、客户/服务器式。典型的现场总线:（1）CAN（控制局域网）（2）Lon Works（局域操作网）（3）Profibus（过程现场总线）（4）HART（5）FF（6）Ethernet（工业以太网）
method 线性系统理论Linear system theory 362秋 机器人控制与自主系统Robotic contr ol and autono mous system 543春 计算机控制理论与应用Computer con trol system th eory and its application 543春 自动测试理论Automatic me asurement the ory 543春 运筹学Operation res earch 543秋 系统工程理论与应用System engin eering theory and its appli cations 543春 复杂系统建模与仿真Modeling and simulation o f complex sy stems 543秋 非 学位课现代控制理论 专题 Special topic of modern co ntrol theory 362 鲁棒控制系统Robust contro l systems 362春 最优控制Optimal contr ol 362春 自适应控制Adaptive Con trol 362春
最优估计与系统辨识Optimal estim ate and syste m identificati on 362春 过程控制Process contr ol 362秋 非线性控制系统Nonlinear con trol systems 362春 离散事件动态系统Discrete event dynamic syst ems 362春 PETRI网Petri net362秋 人工智能原理及应用Artificial intel ligence theory and its appli cations 362春 智能化方法与技术Intelligent me thod and tech nology 362 模糊理论与应用Fuzzy theory and applicatio ns 362春 模糊逻辑控制系统Fuzzy logic c ontrol system 362春 人工神经网络Artificial neur al network 362秋 遗传算法与进化算法Genetic and e volutional alg orithm 362春 实时控制系统Real-time con trol systems 362秋 机器人视觉Robotic visio362春
因为上传问题，特别添加了三个无关的图片，不然没法让其他人阅读 自己下完后删除即可 多打些无感的字，减小与另一个的相似率 一、绪论 1、基本概念 生化过程：即(发酵过程)，利用微生物细胞或酶转化基本原料合成目的产物的过程。 状态变量：可显示过程状态及其特征的参数，一般指反应生物浓度、生物活性及反应速率的参数。 测量变量：指那些可以测量的状态变量。 操作变量：所谓的环境因子或操作条件，而改变这些环境因子和操作条件，可以造成生化过程状态变量的改变。 构造模型：包含胞内代谢网络在内，细致到考虑细胞内构成成分变化的数学模型。非构造模型：介于构造模型和状态模型之间,把生物过程的理论定理与经验公式结合起来，生化过程控制和优化中使用最广泛的模型。 状态模型：完全基于生物过程状态变量和操作变量时间序列数据的模型。 2、简答题 1、简述生化过程的控制特点。 答：(1)不需太高的控制精度，除温度、pH感受强的菌株发酵过程外，控制指标
不需精确也不可能100%地控制在某一水平； (2)生物过程的各状态变量之间存在一定的连带关系，难以检测的生物量在一定程度上可通过易检测的物理化学量间接检测，因此相当部分的生化过程控制是一种间接的优化和控制； (3)相当数量的工业规模或实验室规模的生物过程，没有合适的定量数学模型可循，控制和优化操作必须依靠操作人员的经验和知识。 2、实现发酵过程的优化与控制，必须解决的5个问题 答：(1)系统动力学； (2)生物模型； (3)传感器技术； (4)适用于生物过程的最优化技术； (5)计算机─检测系统─发酵罐之间的接口技术(如神经网络、专家系统) 3、生化过程控制理论存在的难点。 答：(1)无论是前馈还是反馈控制，都必须建立在在线监测的各种参数上，但适用于生化反应过程的传感器的研究大大落后于生物工业的发展。 (2)各种微生物具有独特的生理特性、生产各种代谢产物又有各自的代谢途径，应用于生化反应过程的控制理论不具有普适性。 (3)控制理论自身的局限，至今不能模拟生化反应过程的高度非线性的多容量特性。 (4)在具体的控制模型构建时，缺乏以细胞代谢流为核心的过程分析，采用以动力学为基础的最佳工艺控制点为依据的静态操作方法实质上是化学工程动力学概念在发酵工程上的延伸。 (5)目前发酵动力学模型主要通过经验法、半经验法或简化法得到，一般为非结构动力学模型，如Monod、Moser、Tessier、Contois等模型方程。 二、生化过程参数中物理参数检测技术
质量检验（检测）过程控制程序 1 目的 为确保过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定的技术标准和满足顾客的要求，而对制造过程中的质量监控作出具体的规定。 2 范围 适用于最终产品及所需的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料实物质量的监控过程中符合质量/环境/职业健康安全管理活动要求。 3 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 Q/HZK526《质量/环境/职业健康安全管理手册》 Q/HZK611《外部供方评定控制管理 Q/HZK504《合同评审和协调程序》 Q/HZK517 检验和试验状态控制 Q/HZK509 产品标识和可追溯性控制 Q/HZK527 顾客财产控制 Q/HZK512 检验和试验设备控制 Q/HZK515 检验、测量和试验控制 Q/HZK520 产品防护控制 Q/HZK518 不合格品控制 Q/HZK519 事件、不符合预防措施及改进控制程序 Q/HZK443 外购外协件、原材料检验规定 Q/HZK417 紧急放行追回程序 Q/HZK442 外购外协件、在制品、成品抽样检验规定 Q/HZK428 质量检验记录管理办法 Q/HZK666 改进控制程序 Q/HZK533 过程的监视和测量控制程序 4 职责
4.1技术质量管理部(质保部)负责过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客的要求控制。 4.2综合运行管理部(生产计划部、物资供应部)负责生产制造过程、物资采购过程中按符合规定的技术标准(技术图纸、工艺、原辅材料标准等)的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客要求的过程控制。 4.3技术质量管理部(各项目开发室)负责提供产品过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准及检验(检测)细则(规定)。 4.4技术质量管理部(质保部计量室)负责过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客的要求控制的检测量具和测量设备,并做到符合周期鉴定要求。 5质量检验（检测）工作的责任和要求 5.1质量检验工序控制把关的正、负都会直接反映在产品（零部件）实物质量上。如何按程序文件标准和技术、质检文件要求控制、把关，我们质检线的管理人员、进（出）厂检验人员都必须认识到这一职能的责任，控制/和把关严不严格看你这个检验员的技能和思想品质，以及对本职工作的认真程度和态度，我们要以预防为主，预先走入到工序过程的严格控制之中，这样才能从工序过程中了解产品生产的质量状态、在生产过程中预防质量问题的产生，切实把质量工作从质量检验（检测）位移到质量控制的过程中，检验员要做产品质量的检验员，更要做产品质量的宣传员和生产技术的辅导员，真正把产品质量控制好。 5.2我们的质量管理人员和检验员实际上是一个X光的检验医生岗位，是专门检查工序（产品）出现质量问题岗位，是要按相关程序文件（标准）规定的步骤一步一个脚印认真实际地走的，决不能跨大步，要仔细仔细再仔细。 5.3产品（零件）实物质量检验过程说句简单的话就是对在制造工序过程中或成型产品中按技术（标准）文件中对产品（零件）质量规定（要求）发现不合格的问题，并提出问题，还要跟踪改进情况，符合标准（技术文件）规定的质量要求后才可放行。 5.4合格、不合格是质量检验员要讲的常用术语，决不能讲可用或不可用的话，对产品（零件）产生的质量问题要提出改进的建议供生产/技术参考。 5.5学习—学习—再学习。我们有很多质量检验工作的指导性文件（标准、规定、办法“见
智能照明系统检测，安装，调试与验收 系统硬件，软件，中央工作站检测 1.中央工作站应尽量与BA系统集成，实现照明系统的中央检测功能，根据需要， 实现必要的中央联动控制。 1.系统控制回路应与电源回路严格分开，控制回路的工作电压为超低安全电压 DC24V，保证在任何情况下，人体接触到的开关、感应器等设备都是安全电压。 系统的拓扑结构应清晰，容量易于扩展。 2.系统能够实现多点控制，包括就地控制、中央管理室的集中控制。 3.系统应能够实现中央计算机的监测和必要的联动控制。 4.控制回路总数可扩展，每条线路可连接64个总线装置，系统所使用的总线装 置可多达12000个。 5.控制面板要求带LED显示，可实现多种功能：开关、场景选择等，能实现至 少8种场景的快捷控制；一位、四位和八位等规格，带夜间背光功能。并能实现就地的编程控制。有开关状态指示； 6.双值驱动器 a)驱动器具备开关状态显示信号、系统状态提示信号等，并且有手动开关 可以控制。 b)驱动器模块就应为标准DIN导轨安装，驱动器尺寸与微型断路器尺寸相 似，便于配电箱统一安装。 c)应有分组及延时开灯功能，以防止灯集中启动时的浪涌电流。 7.系统应具有功能强大的接口软件，能方便的与BAS系统集成。 8.系统编程软件应采用完全图形化的方式，人机界面友好，易于掌握。主要用 于对系统元件进行参数设定。监控软件应将系统中各个回路的状态实时反映在图形化界面上，可以直接在计算机上控制各个回路。另外应可根据编好的时间程序自动控制照明。 9.应提供满足系统运行功能、二次开发、维修维护以及符合开发系统标准的系 统软件、应用软件和应用编程软件包等全套软件。 10.系统平台应按实时、多用户和多进程对资源进行分配和管理。系统将拥有事件驱动顺序以及优化结构装配，以便系统能在正常巡检控制的同时及时响应处理实时
过程检测与控制仪表知识 员工培训教材 马仁
过程控制与检测仪表课件 一、过程控制仪表： 1）是实现工业生产过程自动化的重要工具。控制检测仪表可分为八大单元：变动单元、调节单元、计算单元、显示单元、转换单元、给定单元、执行单元和辅助单元。（理论以“够用为度”，实践以“实用为主”） LT 控制系统方框图 说明：图中控制对象代表生产过程中的某个环节，控制对象输出的是被控变量（如压力、流量、温度、液位等温度变量）。这些工艺变量经变动单元转换成相应的电信号或气压信号后，一方面送显示单元供指示和记录，同时又送到调节单元中与给定单元送来的给定值进行比较，调节单元将比较后的偏差值进行一定的运算后，发出控制信号，控制执行单元的动作，将阀门开大或关小。改变控制量（如燃料油、蒸汽等介质流量的多少）直至被控变量与给定值相等为止，此时阀门会
平衡在某一位置，使工艺介质达到工艺要求。 ①LT—检测锅炉汽包水位的变化并将汽包水位高低这一物理量转换成仪表间的标准统一信号。 ②LC—接受液位测量变送器的输出标准信号，与工艺控制调节（控制器）器要求的水位信号相比较得出偏差信号的大小和方向，并按一定的规律运算后输送一个对应的标准统一信号。 ③LV—接受控制器的输出信号后，根据信号的大小和方向控制阀门的开度，从而改变给水量，经过反复测量和控制使锅炉汽包水位达到工艺要求。 一个控制系统基本由给定单元、控制对象、变送单元、调节（控制）单元、执行单元组成。 锅炉汽包水位控制系统原理图 二、检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类，如： 按照能源（所使用的）：气动仪表、电动仪表、液动仪表。 根据是否引入微处理机可分为：智能仪表和非智能仪表。 根据信号形式可分为：模拟仪表和数字仪表。 检测与过程控制仪表最通用的分类是按照仪表在测量与控制系统中的作用划分的：
智能检测与信号处理技术的发展与应用 摘要:实现检测系统的智能化,是获得高稳定性、高可靠性、高精度以及提高分辨率和适应性的必然趋势。本文介绍了智能检测系统的形成、特点和一般结构,阐述了智能传感器技术的发展趋势。同时,讨论了信号处理的目的和方法。最后,以加速度传感器在车辆载荷检测中的应用为例,介绍了智能检测与信号处理在工程中的具体应用。 关键词:智能检测;信号处理;加速度传感器 The Development and Application of Intelligent Measuring and Signal Processing Technology Abstract: the realization of Intellectualized detection is not only the way to gain higher stability reliability, and precision, but all so the trend to improve resolution and adaptability .In this paper ,the shaping, the Characteristics and general structure of Intelligent detection system are introduced.The development of intelligent sensor are expounded. At the same time, the aim and method of Information processing are discussion. At last, application of acceleration sensor in vehicles load measurement based on capacitances is took as the example to describe the application of intelligent detection system in the engineering. Key words: Intelligent detection; signal diagnose; acceleration sensor 0 引言 随着计算机和信息技术的发展,传感器技术的进步,检测技术水平得到了不断提高。传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科正得到迅速的发展,并且在许多领域被越来越广泛的利用。它融合了人工智能原理及技术, 人工神经网络技术、专家系统、模糊控制理论等等,使检测系统不但能自校正、自补偿,自诊断,还具有了特征提取、自动识别、冲突消解和决断等能力 [1]。智能检测和信息处理技
《检测技术与控制工程》课程教学大纲 一、课程的地位、目的和任务 本课程地位： 检测技术与控制工程是高等院校机械电子工程、机械设计制造及其自动化等专业的专业课程。本课程在教学内容方面应着重于介绍机电一体化系统中传感器与检测技术与计算机控制技术的基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应重视设计构思、创新意识和设计技能的培养。 本课程目的： 1.学生获得传感器、自动检测方法及计算机控制系统的组成及特点等方面的基本知识和基本技能； 2.将所学到的自动检测技术与计算机控制系统灵活地应用于今后的工作、生产实践中去。 本课程任务： 1.掌握各种传感器的原理及应用； 2.具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能； 3.掌握计算机控制系统的组成和特点； 4.掌握计算机控制系统的应用程序设计及实现技术； 5.初步形成解决生产实际问题的能力。 二、本课程与其它课程的联系 前修课程：电工电子技术、c语言程序设计。 后修课程：机械创新设计等。 三、教学内容及要求 第一章绪论 教学要求： 掌握机电一体化的基本概念、关键技术，了解机电一体化的典型产品与发展趋势。 重点：机电一体化的基本概念、关键技术 难点：机电一体化的关键技术 教学内容： 第一节机电一体化的基本概念 （一）机电一体化的定义 （二）机电一体化系统构成要素
（三）机电一体化系统分类 （四）机电一体化系统特点 第二节机电一体化技术与产品 （一）机电一体化的理论与技术基础 （二）机电一体化的关键技术 （三）典型的机电一体化产品 第三节机电一体化的发展历史及趋势 （一）机电一体化的发展历史 （二）机电一体化的发展趋势 第二章传感器与检测技术 教学要求： 了解传感与检测技术的基本概念；掌握应变与应力、压力、位移、流量、温度等典型物理量的检测技术及其相应传感器的测量原理。 重点：传感器的基本概念；力传感器、压力传感器、温度传感器等的测量原理。 难点：各种传感器的工作原理、适用场合及选型。 教学内容： 第一节传感与检测技术概述 （一）检测技术基础 （二）传感器的基本概念 （三）传感器和检测系统的基本特性 （四）传感与检测系统的发展趋势 第二节应变与应力的检测 （一）电阻应变效应 （二）电阻应变片 （三）测量电桥 第三节应力的直接检测 （一）压电效应 （二）压电传感器及其等效电路 （三）压电式测力传感器及其应用 第四节位移量的检测 （一）常用位移测量方法 （二）电阻式位移传感器测量位移 （三）电感式位移传感器测量位移 （四）电容式位移传感器测量位移 （五）数字式位移传感器测量位移 第五节流量的检测 （一）流量的特征 （二）介入式流量检测方法 （三）非介入式流量检测方法 第六节温度的检测
课程设计任务书 课题名称检测技术与过程控制 学院 专业建筑设施智能技术 班级 学生姓名 学号 月日至月日 指导教师(签字)
目录 第一章过程控制课程设计任务书 (3) 第二章蒸汽压力波动是主要干扰的设计方案 (4) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (4) 二．控制系统原理方框图 (4) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (4) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (5) 第三章冷水流量波动是主要干扰的设计方案 (7) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (7) 二．控制系统原理方框图 (7) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (7) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (8) 第四章冷水流量和蒸汽压力均波动明显的设计方案 (10) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (10) 二．控制系统原理方框图 (10) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (10) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (11) 第五章冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰的设计方案 (13) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (13) 二．控制系统原理方框图 (14) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (14) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (14) 第六章体会与感悟 (17) 参考文献 (17) 附录 (18)
第一章过程控制课程设计任务书 题目A：干燥器温度控制系统方案设计 一、工艺过程描述 某干燥器的流程所示。干燥器采用夹套加热和真空抽吸并行的方式来干燥物料。夹套内通入的是经列管式加热器加热后的热水，而加热介质采用的是饱和蒸汽。为了提高干燥速度，应有较高的干燥温度θ，但θ过高会使物料的物性发生变化，这是不允许的，因此要求对干燥器温度进行严格控制。 二、设计要求 分别针对以下情况： ①蒸汽压力波动是主要干扰； ②冷水流量波动是主要干扰； ③冷水流量和蒸汽压力均波动明显； ④冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰； 1、确定控制方案，说明理论依据，画出控制工艺流程图； 2、画出控制系统原理方框图； 3、确定调节器正反作用，阐述系统工作过程。 4、对设计中用到的仪表的结构、特点进行说明。
智能家居监测控制系统的设 计方案 第一章绪论 1.1智能家居监测控制系统的发展及现状 由现在科技的发展可推知未来智能家居将向固定终端控制、智能手机控制、无线与有线网络控制系统方向发展。 (1)终端控制，在现在电子技术高度发达和快速发展的今天，未来智能家居控制系统走进千家万户将不只是一个设想，通过一个终端控制屏实现对家庭内部温度，湿度，气体成分等的智能监测和控制。 (2)智能手机，手机的出现实现了以前只有在小说和神话中才能实现的顺风耳和千里传音，缩短了人与人之间的距离，极大的丰富了人们的生活，特别是智能手机的出现将手机的应用提高到了另一个平台。不论人们在何时何地在做什么事基本上都是离不开智能手机，为此将智能手机应用于智能家居是一个明智的选择而且也是智能家居发展的必然趋势，从此手机不仅仅是打电话、发信息和上网的娱乐工具，而且还是随时随地掌控家居内的一切，如防火防盗等的不二选择。通过将智能家居的客户端软件嵌入到智能手机中，只要动动手指就可以实现对家庭内部的远程监测与控制。 (3)无线与有线控制系统有机融合。 1.1.1智能家居的国内外现状 (1)国内现状 我国的智能家居从1994年萌芽至今得到了快速的发展，是继房地产行
业后又一大发展热潮，随着软件协议与硬件技术开始不断的融合，各大行业进军智能家居市场，我国的智能家居行业进入了发展的黄金时期。但是较国际国外智能家居行业起步晚，还没有形成统一的国家标准，这是对我国智能家居的发展是不利的，但是总体来说，我国的智能家居还是取得了相当可观的成果的。如： ①海尔公司推出的e家庭，以电脑作为整个系统的控制中心，利用网络技术将各种家庭用电设备联系起来，利用海尔推出的手机作为远程控制器，使一些用电设备实现远程和智能控制成为可能。 ②另外，清华同方研发的e-home，使用嵌入式技术和网络技术，基于国际成熟的智能家居技术，针对中国家庭的实际情况设计和制造，可谓是为整个中国家庭量身制作的。 但是就目前智能家居的发展状况来看，整个智能家居市场只适合中高消费人群，远远还未走进千家万户，中国智能家居的设计和制造技术和成本还有待改善。随着国内各大软、硬件机构正在积极渗入智能家居行业，为智能家居行业注入新鲜的血液，可以展望我国的智能家居前途将是一片大好。 （2）国外现状 国外智能家居起步较早，从1984年美国出现第一栋智能建筑以后，美国、加拿大和欧洲等一些发达国家就开始研究和退广智能家居，而且现在智能家居技术已相当成熟，最具代表性的智能家居有： ①美国推出的X-10系统，该系统不是使用一般数字设备控制的信号线利用低电平传输信息，而是利用电力线作为控制的网络平台，采用集中控制方式实现。这套的功能较为强大，而且不需要额外的布线，安装时也省去了在墙上打孔等的不便，因此实现起来是很容易被广泛的家庭接受，操作起来
检测技术与自动化装置专业硕士生培养方案 （专业名称：检测技术与自动化装置专业代码：081102） 一、培养目标 培养德智体全面发展，具有坚实的检测技术与自动化装置专业理论基础与系统的专门知识，掌握相应的检测技术与自动化装置实验技术，了解检测技术与自动化装置发展的前沿和动态、能够从事检测技术与自动化装置方面研究或担负专门技术工作，具有进取、创新、唯实、协同的品德和身心健康的高级科技人才。 二、研究方向 01、光电检测技术；02、环境监测领域微信号处理；03、变流电源及控制技术；04、光电信号检测技术；05、自然交互、手写签名身份认证；06、智能检测技术 三、招生对象 具有学士学位的大学本科电子学、自动控制及相关专业的毕业生。 四、学习年限 学制三年，其中课程学习时间一年，学位论文时间二年。 五、课程设置 1、政治、英语等公共学位课和开题报告等必修培养环节按《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》统一要求。 2、学科基础课、学科专业课和非学位课如下表所列
六、学位论文 对学位论文的具体要求，按照《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》有关规定执行。 （论文研究工作成果应及时在国内外核心刊物上，以第一作者或第一责任人身份发表1篇学术论文或申请专利一项）。 七、答辩和学位授予 按《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》的有关规定执行。
模式识别与智能系统专业硕士生培养方案 （专业名称：模式识别与智能系统专业代码：081104） 一、培养目标 培养德智体全面发展，具有坚实的模式识别与智能系统专业理论基础与系统的专门知识，掌握相应的现代模式识别与智能系统实验技术，了解模式识别与智能系统发展的前沿和动态、能够从事模式识别、图象处理、人工智能、智能控制、智能传感系统、智能信息系统、智能机器人等方面研究或担负专门技术工作，具有进取、创新、唯实、协同的品德和身心健康的高级科技人才。 二、研究方向 01、人机接触交互；02、农业信息技术；03、智能机器人 三、招生对象 具有学士学位的大学本科电子学、自动控制、机械电子工程及相关专业的毕业生。 四、学习年限 学制三年，其中课程学习时间一年，学位论文时间二年。 五、课程设置 1、政治、英语等公共学位课和开题报告等必修培养环节按《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》统一要求。 2
考试形式：闭卷（120分钟） 时间：18周周四下午7、8节 考试题型：选择（10×2）、填空（20×1）、名词解释（5×4）、简答（4×5）、计算（2×10） 内容： 第一章： 1、检测：检查和测量。可分为在线检测和离线检测 2、智能三个基本要素为推理、学习和联想。 3、智能检测就是利用计算机及相关仪器，实现检测过程智能化和 自动化。 4、智能检测与控制技术指能自动获取信息，并利用有关知识和策 略，采用实时动态建模、在线识别、人工智能、专家系统等技术，对被测对象（过程）实现检测、监控、自诊断和自修复。 5、智能检测与控制系统主要由检测、输入、接口、计算机、输出 和执行器六部分组成。 6、智能检测与控制的几种典型应用方式：用于数据采集与处理、 用于生产控制、用于生产调度管理 7、智能检测与控制技术发展趋势：综合化、智能化、系统化及标 准化、仪器虚拟化、网络化。 第二章 1、动态信号的分类图2-1
2、最基本的几种检测方法：直接检测法、间接检测法、比较检测 法。 3、测量仪表主要功能变换功能、传输功能、显示功能。 4、测量仪表的静态特性：刻度特性、灵敏度、线性度（非线性误 差）、分辨力、迟滞性、零漂和温漂。（定义）p20-22 5、测量仪表的动态特性也称动态响应，指当被测对象参数随时间 变化很迅速时，测量仪表的输出指示值与输入被测物理量之间 的关系。基本方法：列写仪表的运动方程，求出传递函数，然 后进行特性分析。 6、测量仪表通常包括4个组成环节：变换器、标准量具、比较器、 读数装置（显示器） 7、信号不失真—指被测信号的波形通过检测系统，其波形形状不 发生改变。 8、测量系统构成敏感元件、变量转换环节、变量控制环节、数据 传输环节、数据显示环节、数据处理环节。 9、电气测量仪表的连续或间接性自检、自校正，多采用以下三种 方法：计算机分析自检法、叠加信号自检法、自动周期性自检 法。 10、数据采集技术：计算机如何接受一路或多路信号，并保持信号 不失真。 11、数据处理技术：对采集的数据进行去粗取精，并恢复原来物理 量形式。
报告版本： 页数： 测试过程控制程序 编制人：王庆 审核人： 批准人： 日期：
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（测试过程控制程序） 目录 1目的 (1) 2范围 (1) 3定义 (1) 4角色和职责 (1) 4.1测试经理 (1) 4.2研发经理 (1) 4.3项目经理/产品经理 (2) 4.4测试工程师 (2) 4.5研发工程师 (2) 4.6质量保证员 (3) 5活动 (3) 6研发阶段测试入场标准 (4) 7验收阶段测试入场标准 (5) 8测试暂停/终止标准 (5) 9测试停止标准 (6) 10测试程序包/更新包控制 (6)
测试过程控制程序 1目的 本文为了旨在规范项目/产品的测试流程，明确相关角色职责，定义测试入场/测试停止等测试关键点应具备的条件以及在相关环节出现问题后的整改措施。 2范围 本规程适用于公司所有项目/产品的内部测试工作。 3定义 由于软件测试是一项复杂的工程，在以往的测试工作中，测试人员都是对程序进行反复的、无休止的测试，无畏的消耗了大量的人力、物力和时间成本，为了能够提高项目/产品的质量，减少重复工作，降低项目/产品的制作成本，所以制定了如下标准： 1. 研发阶段测试入场标准：在研发阶段可以启动测试工作的标准； 2. 验收阶段测试入场标准：在验收阶段可以启动测试工作的标准； 3. 测试暂停/终止标准：当测试过程中遇到重大问题时停止本项目测试工作的标 准； 4. 测试停止标准：当产品质量达到出厂标准时，测试工作可以停止的标准。 4角色和职责 4.1测试经理 ?参与需求、设计文档评审； ?制定测试计划（方案）； ?组织测试人员编写测试用例、自动化测试场景用例、执行测试用例、发 布阶段性测试报告和验收报告； ?组织测试人员对系统中可自动化部分的功能确认，从测试用例中筛选 自动化场景测试用例； ?组织自动化测试工程师对研发人员的自动化工具培训。 ?组织测试计划、测试用例、测试报告的评审； 4.2研发经理
1、检测仪表有哪几个基本的组成部分？各部分起什么作用。 答：检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器。1.传感器直接与被测量对象相联系，感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。2.变放大机构将感受件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。 2、检测仪表的常用技术性能有哪些？ 答：精度、变差、灵敏度和灵敏限、线性度、死区 3、按误差的来源分类，有哪几类？各类有何特点？ 答：1检测系统误差 2随机误差 3 疏忽误差 系统误差的误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。 随机误差的特点是相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而便大时而偏小的误差现象。随机误差既不能用实验方法消除，也不能修正，虽然他的变化无一定规律可循，但是在多次重复测量时，总体服从统计规律。 疏忽误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差，疏忽误差是由于测试人员对仪器不了解或因思想不集中，粗心大意导致错误的读数，使测量结果明显的偏离了真值的误差。 4 * 、说明弹簧管压力表的具体结构；使用中如何选择？ 答：弹簧压力表也由外壳部分、指针、刻度盘。弹簧管、弯管、和传动机构等六个主要部分主成。弹簧管的内腔为封闭形式，外界压力作用于弹簧管外侧，使弹簧管变形，由传动机构带动指针转动指出环境压力。 压力表的选用原则：主要考虑量程、精度和型 5 * 、常用热电偶有哪几种？比较说明其主要的特点。 答：常用热电偶有：S （铂铑— 铂）、K （镍铬—镍硅）、E （镍铬—铜镍）三种 S 型的特点是熔点高，测温上限高，性能稳定、精度高、100度以下热电势极小，所以可不必考虑冷端温度补偿，价昂，热电势小，线性差，只适合于高温域的测量；K 型特点是热电势大，线性好，稳定性好，价廉，但材料较硬、在1000度以上长期使用会引起热电势漂移，多用于工业测量；E 型特点，热电势比K 型热电偶大50% 左右，线性好，耐高湿度，价廉，但不能用于还原性气氛，多用于工业测量。 6*、热电偶使用中为何常用补偿导线？补偿导线选择有什么条件？ 答：使用补偿导线的作用，除了将热电偶的参考端从高温处移到环境温度相对稳定的地方外，同时能节约大量的价格较贵的金属和性能稳定的稀有金属，使用补偿导线也便于安装和线路铺设，用较粗直径和导电系数大的补偿导线代替电极，可以减少热电偶回路电阻以便于动圈式显示仪表的正常工作和自动控制温度。 条件：○ 1补偿导线的热电特性要与热电偶相同或相近；②材料价格比相应热偶低，来源丰富。 使用补偿导线注意问题：1、补偿导线只能在规定温度范围内与热电偶的热电势相等或相近2、不同型号的热电偶有不同的补偿导线3、热电偶和补偿导线的接口处要保持同温度4、补偿导线有正、负级，需分别与热电偶正、负极相连 5、补偿导线的作用只是延伸热电偶的自由端，当自由端的温度不等于0时，还需进行其他补偿和修正。 7*、热电偶冷端温度有哪些补偿方法？ 答：冷端温度补偿的方法有：1、补偿导线法；2、计算修正法；3、自由端恒温法；4、补偿电桥法；5、仪表零点调整法 8*、常用热电阻有哪些？写出各分度号。 答：常用的热电阻有：铂电阻（Pt10、Pt100），铜电阻（Cu50、Cu100） 9、热电偶测温系统组成中需要注意哪些问题？ 答：使用热电偶组成一个温度检测系统，主要有两种情况，一是热电偶直接与显示仪表相连，显示仪表显示被测温度值，二是、热电偶先接到热电偶温度变送器，变送器输出的标准信号与被测温度呈线性对应关系，并送到显示仪表显示温度值。对于第一种情况，显示仪表必须要与热电偶配套使用。对于第二种情况，温度变送器也必须要和热电偶配套使用，必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器，补偿器产生的电势连同热电偶一齐作为显示仪表的输入信号，由于热电势与温度之间是一个非线性关系，因此显示表的标尺上的温度刻度也是非线性的。 10 * 、写出节流式流量计的流量公式，并说明公式中各符号表示什么？ 流量方程：P A q v ?=102ραε P A q m ?=102ραε α：流量系数 ε：可膨胀系数 ρ：节流前密度 0A ：接流体开孔面 P ?：差压
1)智能检测与监控的含义P3 答：智能检测与监控包括两方面的含义：一方面，在传统检测控制基础上，引入人工智能的方法，实现智能检测控制，提高传统检测控制系统的性能；另一方面，利用人工智能的思想，构成新型的检测控制系统。 2）检测智能化的方法大致分哪两类P4 答：一、传感信号处理方法；二、以知识为基础的决策处理方法 3）数据融合按照数据抽象的层次分类 答：三类：像素级融合、特征级融合和决策级融合。像素级融合直接融合传感器的数据，是最低层次的融合；特征级融合对传感器数据的特征矢量提取后进行融合；决策级融合是高层次的融合。 4）何为测量的不确定度，A类不确定度和B类不确定度分别表示什么含义P67 答：测量的不确定度表示测量结果不能肯定的程度。A类不确定度是按统计学方法获得的分量，B类不确定度按其他方法获得的分量。 5）数据采集系统有哪几部分组成，各部分作用是什么P38 答:多路开关、放大器、采样保持器、A/D转换器 6）检测系统的静态特性指标有哪些。如何进行测定P48 答：静态指标：灵敏度、线性度、分辨力、迟滞、重复性 动态指标：1：微分方程2：传递函数3：频率响应函数4：一阶系统和二阶系统的特性 静态指标测定：在规定的标准条件下，有高精度输入量发生器给出一系列数值已知的、准确的、不随时间变化的输入量Xj(j=1,2,3,…,n),用高精度测量仪器测定被检测系统对应的输出量Yj(i=1,2,3,…,n),从而得出有Xj,Yj列出的数表，绘制曲线或求得数学表达式。输出量与输入量的关系，即静态特性。 动态特性测定：对检测系统动态特性的测定，应首先分析采用哪种输入信号作为系统的激励，然后考虑如何从系统的输出响应中提取出系统的动态参数。常用的动态特性测定方法有阶跃响应法和频率响应法。 分辨力：检测系统所能检测出来的输入量的最小值 7）评价A/D转换器质量的技术指标有哪些P41 答：分辨率、量化误差、转换精度、转换速度、满刻度范围 8）一个12位的A\D转换器输入参考电压为5V，则能采集的模拟电压的最小变换是多少P41 9）简述PID控制其含义画出模拟PID控制原理图P135 答：PID就是一种对偏差e(t)进行比例（Ｐ）、积分（Ｉ）、微分（Ｄ）变换的控制规律控制原理图如下 １0）简述ＰＩＤ控制器中，控制参数如比例系数，积分时间常数，微分时间常数对系统性能的影响P146 答：比例系数１、对动态性能的影响比例系数Kp加大，会使系统的动作灵敏，速度加快；但Kp偏大，则振荡次数增多，调节时间加长。当Kp太大时，系统会趋于不稳定；若Kp太小，会使系统的动作缓慢。2、对稳态特性的影响加大比例系数Kp，在系统稳定的情况下，可以减小稳态误差Ess，提高控制精度；但是加大Kp只是见笑稳态误差ess,却不能完全消除稳态误差。 积分时间常数1、对动态特性的影响Ti太小时，系统将不稳定；Ti偏小时，则系统振荡次数较多；Ti太大对系统性能的影响减小；当Ti合适时，过度过程的特性则比较理想。2、对稳态误差的影响积分控制能消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精度。但是，当Ti太大时，积分作用会减弱，不能减小稳态误差。 微分时间常数微分控制可以改善动态性能，减小超调量，缩短调节时间，允许加大比例控制，是稳态误差减小，提高控制精度。 当Td偏大或偏小时，超调量较大，调节时间较长；只有Td合适时，才可以得到比较满意的过程控制。 参数设置方法：扩充临界比例度法、扩充响应曲线法 11）模糊PID控制与传统PID控制相比具有哪些优点 答：模糊PID控制器的具体实现过程就是用数字单片机为硬件基础,以软件实现模糊控制来实现变积分系数模糊PID控制,在变积分系数模糊PID控制中要用到各种算法来实现其推理过程,这些算法包括推理的数据结构、隶属函数的定义、隶数函数的形状及表示算法、控制规则的表示和识别算法以及反模糊化的算法等。通过计算机仿真实验验证了PID模糊自整定控制方法的正确性。模糊PID能对常规的PID控制器的参数实现智能调节，具有改善被控过程的动态和稳态性能作用，在提高系统抗干扰性及参数实变的鲁棒性等方面优越于常规的PID调节器。由于模糊控制规则的智能性，是人类对复杂性系统的控制能力有较大提高。 模糊控制就是模拟人的判断，将一些事情模糊处理，不将其清楚化处理，控制复杂的过程。 PID控制控制原理简单，容易实现，稳态无静差。
检测技术与控制工程教学大纲 《检测技术与控制工程》课程教学大纲 课程编码：课程名称：学时：课程类型：0110098 检测技术与控制工程32 选修英文名称：学分：课程性质：先修课程：开课院系：Detection Technology and Control Engineering 2 专业课电工电子技术、c语言程序设计机电工程学院适用专业：机械设计制造及其自动化开课学期： 第6学期一、课程的地位、目的和任务 本课程地位： 检测技术与控制工程是高等院校机械电子工程、机械设计制造及其自动化等专业的专业课程。本课程在教学内容方面应着重于介绍机电一体化系统中传感器与检测技术与计算机控制技术的基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应重视设计构思、创新意识和设计技能的培养。 本课程目的： 1.学生获得传感器、自动检测方法及计算机控制系统的组成及特点等方面的基本知识和基本技能； 2.将所学到的自动检测技术与计算机控制系统灵活地应用于今后的工作、生产实践中去。本课程任务： 1.掌握各种传感器的原理及应用； 2.具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能； 3.掌握计算机控制系统的组成和特点； 4.掌握计算机控制系统的应用程序设计及实现技术； 5.初步形成解决生产实际问题的能力。
二、本课程与其它课程的联系 前修课程：电工电子技术、c语言程序设计。后修课程：机械创新设计等。 三、教学内容及要求 第一章绪论 教学要求： 掌握机电一体化的基本概念、关键技术，了解机电一体化的典型产品与发展趋势。重点：机电一体化的基本概念、关键技术难点：机电一体化的关键技术教学内容： 第一节机电一体化的基本概念（一）机电一体化的定义（二）机电一体化系统构成要素 （三）机电一体化系统分类（四）机电一体化系统特点 第二节机电一体化技术与产品（一）机电一体化的理论与技术基础（二）机电一体化的关键技术（三）典型的机电一体化产品 第三节机电一体化的发展历史及趋势（一）机电一体化的发展历史（二）机电一体化的发展趋势 第二章传感器与检测技术 教学要求： 了解传感与检测技术的基本概念；掌握应变与应力、压力、位移、流量、温度等典型物理量的检测技术及其相应传感器的测量原理。 重点：传感器的基本概念；力传感器、压力传感器、温度传感器等的测量原理。难点：各种传感器的工作原理、适用场合及选型。教学内容： 第一节传感与检测技术概述（一）检测技术基础（二）传感器的基本概念 （三）传感器和检测系统的基本特性（四）传感与检测系统的发展趋势 第二节应变与应力的检测（一）电阻应变效应