第一章生产过程的动态特性

第一章作业1.1 常用的评价控制系统动态性能的单项性能指标有哪些？它与误差积分指标各有何特点？答：(1)衰减率ψ、超调量σ、稳态误差e ss、调节时间t s、振荡频率ω；(2)单项指标用若干特征参数评价系统优劣，积分指标用误差积分综合评价系统优劣。

1.2 什么是对象的动态特性？为什么要研究对象的动态特性？答：(1)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；(2)实现生产过程自动化时，对象的动态特性可以为控制工程师设计出合理的控制系统满足要求提高主要依据。

1.3 通常描述对象动态特性的方法有哪些？答：微分方程或传递函数。

1.4 过程控制中被控对象动态特性有哪些特点？答：无振荡、稳定或中性稳定、有惯性或迟延、非线性但在工作点附近可线性化。

1.11 某水槽水位阶跃响应实验为：其中阶跃扰动量Δµ=20%。

(1)画出水位的阶跃响应曲线；(2)若该水位对象用一阶惯性环节近似，试确定其增益K和时间常数T。

解：MATLAB编程如下：%作出标幺后的响应曲线t=[ 0 10 20 40 60 80 100 150 200 300 400 ];h=[ 0 9.5 18 33 45 55 63 78 86 95 98 ];x=0:0.01:400;y=interp1(t,h,x,'spline'); %三次样条函数据己知的t、h插出x的值yy=y/y(end); %输出标幺plot(x,yy,'k');xlabel('t/s');ylabel('h/mm');title('阶跃响应曲线','fontsize',10);grid;%找出最接近0.39和0.63的点 less1=find(yy<=0.39); more1=find(yy>=0.39); front1=less1(1,end); behind1=more1(1,1);cha11=0.39-yy(1,front1); cha12=yy(1,behind1)-0.39; if cha11<=cha12 t1=x(1,front1) elset1=x(1,behind1) endless2=find(yy<=0.63); more2=find(yy>=0.63); front2=less2(1,end); behind2=more2(1,1);cha21=0.63-yy(1,front2); cha22=yy(1,behind2)-0.63; if cha21<=cha22 t2=x(1,front2) elset2=x(1,behind2) end%求增益K 和时间常数T K=y(end)/20 T=2*(t2-t1)(1)水位的阶跃响应曲线如图：t/sh /m m阶跃响应曲线(2)计算结果如下：>> GK1_11 t1 =48.1700t2 =96.5900K =4.9T =96.8400则该水位对象用一阶惯性环节近似后，得其增益K=4.9，时间常数T≈96.84。

《生产与运作管理》课程笔记第一章：绪论一、生产与运作管理的基本概念1. 定义：生产与运作管理（Production and Operations Management, POM）是指对企业生产与运作活动进行系统的规划、组织、指挥、协调和控制，以有效地利用资源，实现产品和服务的高效、低成本、高质量生产，满足市场需求，提升企业竞争力。

2. 目标：生产与运作管理的主要目标包括：- 提高生产效率：通过优化生产流程，减少浪费，提高产出。

- 降低成本：通过成本控制和成本优化，减少生产成本。

- 保证产品质量：通过质量管理和控制，确保产品符合标准。

- 满足市场需求：及时响应市场变化，满足客户需求。

- 提高企业适应性：使企业能够快速适应外部环境的变化。

- 提升员工满意度：通过合理的工作设计，提高员工的工作满意度和生产力。

3. 范围：生产与运作管理涵盖以下关键领域：- 产品设计和管理：确保产品设计符合生产能力和市场需求。

- 生产过程规划：设计高效的生产流程和操作方法。

- 设备和设施管理：选择、维护和升级生产设备和设施。

- 物料管理：采购、储存和分配原材料和组件。

- 供应链管理：协调供应链中的各个环节，确保物料及时供应。

- 质量管理：确保产品和服务达到既定的质量标准。

- 库存控制：管理原材料、在制品和成品的库存水平。

- 生产计划和控制：制定和执行生产计划，监控生产进度。

二、生产过程与生产系统1. 生产过程：生产过程是将输入（原材料、信息、能源等）转换为输出（产品或服务）的一系列相互关联的活动。

生产过程的特点包括：- 连续性：生产活动在一定时间内连续进行，没有中断。

- 复杂性：涉及多个环节、多种设备和人员。

- 动态性：随着市场需求、技术进步等因素的变化而调整。

- 可变性：生产过程可能受到多种因素的影响，如设备故障、人员变动等。

2. 生产系统：生产系统是由生产过程、生产设施、生产人员、生产信息等多个子系统组成的整体。

生产系统的功能包括：- 转换功能：将输入转换为输出，实现价值增值。

生产运作管理浓缩课件！第一章生产运作管理概述第一节生产运作管理的内容一、基本概念1、生产与运作管理（production and operation management）：是指对生产与运作活动的计划、组织和控制。

2、生产与运作活动：是指“投入——变换——产出”的过程，即投入一定的资源，经过一系列多种形式的变换，使其价值增值，最后以某种形式产出供给给社会的过程，也可以说，是一个社会组织通过获取和利用各种资源向社会提供有用产品的过程。

二、生产运作管理的地位企业是一个有机的整体，企业管理就是一个完整的系统，它是有许多子系统组成的。

生产管理作为一个子系统，在企业管理系统中处于什么地位，主要从它和其它子系统之间的关系上来考察。

生产管理与企业竞争优势关系新产品开发、成本、质量、交货期四大竞争优势都与生产管理状况密切相关。

这四个基本要素无不取决于生产管理的方式和效率。

企业管理工作的内容很多，基本上可分为：经营管理和生产管理两大部分。

经营管理是对企业经营活动的管理，主要解决企业的生产技术经济活动问题，使企业同外部环境取得动态平衡；而生产管理是对企业生产系统的管理，主要解决企业内部人、财、物等各种资源的最优组合问题。

所以二者的联系表现为：经营管理是生产管理的先导，生产管理是经营管理的基础。

三、生产与运作管理学的发展自从泰罗的科学管理诞生以来，人们对企业管理的研究逐步由经验走向科学化。

第一阶段：生产管理学人们最初对上述变换过过程的研究主要限于有形产品变换过程的研究，即对生产制造过程的研究。

从研究方法上来说，也没有把它看作上述的“投入——变换——产出”的过程来研究，而主要是研究有形产品生产制造过程的组织、计划与控制。

所以当时该学科被称为“生产管理学”。

第二阶段：生产与运作概念的形成（1）随着经济发展、技术进步以及社会工业化、信息化的发展，人们除了对各种有形产品的需求之外，对有形产品之后的相关服务的需求也逐渐提高。

（2）随着社会分工的出现，原来附属于生产过程的一些业务，服务过程相继分离并独立出来，形成后来的流通、零售、金融、房地产等服务行业，使社会第三产业比重越来越大。

《过程控制》课程笔记第一章概论一、过程控制系统组成与分类1. 过程控制系统的基本组成过程控制系统主要由被控对象、控制器、执行器、检测仪表四个部分组成。

（1）被控对象：指生产过程中的各种设备、机器、容器等，它们是生产过程中需要控制的主要对象。

被控对象具有各种不同的特性，如线性、非线性、时变性等。

（2）控制器：控制器是过程控制系统的核心部分，它根据给定的控制策略，对检测仪表的信号进行处理，生成控制信号，驱动执行器动作，从而实现对被控对象的控制。

控制器的设计和选择直接影响控制效果。

（3）执行器：执行器是控制器与被控对象之间的桥梁，它接收控制器的信号，调节阀门的开度或者调节电机转速，从而实现对被控对象的控制。

执行器的响应速度和精度对控制系统的性能有很大影响。

（4）检测仪表：检测仪表用于实时测量被控对象的各项参数，如温度、压力、流量等，并将这些参数转换为电信号，传输给控制器。

检测仪表的准确性和灵敏度对控制系统的性能同样重要。

2. 过程控制系统的分类根据控制系统的结构特点，过程控制系统可以分为两大类：开环控制系统和闭环控制系统。

（1）开环控制系统：开环控制系统没有反馈环节，控制器根据给定的控制策略，直接生成控制信号，驱动执行器动作。

开环控制系统的优点是结构简单，成本低，但缺点是控制精度较低，容易受到外部干扰。

（2）闭环控制系统：闭环控制系统具有反馈环节，控制器根据检测仪表的信号，实时调整控制策略，生成控制信号，驱动执行器动作。

闭环控制系统的优点是控制精度高，抗干扰能力强，但缺点是结构复杂，成本较高。

二、过程控制系统性能指标1. 稳态误差：稳态误差是指系统在稳态时，输出值与设定值之间的差值。

稳态误差越小，表示系统的控制精度越高。

稳态误差可以通过调整控制器的参数来减小。

2. 动态性能：动态性能是指系统在过渡过程中，输出值随时间的变化规律。

动态性能指标包括上升时间、调整时间、超调量等。

动态性能的好坏直接影响到系统的响应速度和稳定性。