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串级控制系统的特点：1.对进入副回路的干扰有很强的抑制能力；2.能改善控制通道的动态特性，提高系统的快速反应能力；3.对非线性情况下的负荷或操作条件的变化，有一定的自适应能力。
过程控制的特点：（过程控制是生产过程自动化的简称，连续型）（工业生产过程：连续型、离散型、混合型）1.系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2.被控过程复杂多样，通用系统难以设计；3.控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4.控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5.定值控制是过程控制的主要形式。
前馈控制的特点：（设计原理“不变性原理”）1.基于扰动控制扰动；2.前馈控制是一种开环控制；3.前馈控制比反馈控制及时；4.只可测不可控；5.前馈补偿器为专用调节器。
反馈控制的特点：1.基于偏差来消除偏差；2.不及时的控制；调节器的作用总是落后与扰动；3.闭环控制；4.可消除多种扰动；5.控制规律：P,PI，PD，PID。
均匀控制的特点：1.系统结构无特殊性；2.参数均应缓慢的变化；3.参数变化应限制在允许范围内。
推理控制系统的特点：1.实现了不可测干扰的信号分离；2.实现了不可测干扰的估计；3.可实现理想控制。
连续型生产过程的主要特征：成流动状态的各种原材料在生产过程中，经过传热、传质或物理、化学变化等，大多会发生相变或分子结构的变化，从而产生新的产品。
过程控制系统的功能：1.变送与执行功能；2.作安全与环境保护功能；3.常规控制或高级控制功能；4.实时优化功能；5.决策管理与计划调度功能。
过程控制系统的性能指标：1.单向性能指标：（1）.衰减比，是衡量系统振荡过程衰减程度的指标，它定义为两个相邻的同向波峰值比；衰减率：一个周期后波动幅度衰减的程度。
（2）.最大动态偏差和超调量：在定值阶跃响应中，系统过渡过程的第一个峰值超出设定值的幅度，最大动态偏差占被控量稳态值的百分比称为超调量。
（3）.残余偏差：过渡过程结束后，被控量新的稳态值与设定值之间的差值。
.WORD完美格式.第1章自动控制系统基本概念~~1-3 自动控制系统主要由哪些环节组成？解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
~~ 1-5 题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
题1-5图加热器控制流程图解PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
~~~~~ 1-7 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？解测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。
~~~1-8．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质？解：被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。
被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。
控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。
给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。
它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。
操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。
或实现控制作用的变量。
操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。
~~~1-11 题l-11图所示为一反应器温度控制系统示意图。
A、B两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。
过程控制工程课程综述课程名称：过程控制工程系别：电子信息与电气工程系年级专业： 08自动化（2）班姓名：一、过程控制简介1.1 过程控制特点与分类过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业生产部门生产过程的自动化。
自进入20世纪90年代以来，自动化技术发展很快，并获得了惊人的成就，已成为国家高科技的重要分支。
过程控制技术是自动化技术的重要组成部分。
在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优技术经济指标、提高经济效益和社会效益、提高劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生、提高市场竞争力等方面起着越来越巨大的作用。
过程控制的特点是与其他自动化控制系统相比较而言的，大致可归纳如下：1.连续生产过程的自动控制。
2.过程控制系统由过程检测、控制仪表组成。
3.被控过程是多种多样的、非电量的。
4.过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制。
5.过程控制方案十分丰富。
6.定值控制是过程控制的一种常用形式。
过程控制系统的分类方法很多，若按被控参数的名称来分，有温度、压力、流量、液位、pH等控制系统；按控制系统完成的功能来分，有比值、均匀、分程和选择性控制系统；按调节器的控制规律来分，有比例、比例积分、比例微分、比例积分微分控制系统；按被控量的多少来分，有单变量和多变量控制系统；按采用常规仪表和计算机来分，有仪表过程控制系统和计算机过程控制系统等。
但最基本的分类方法有以下两种：（1）按过程控制系统的结构特点来分类：1.反馈控制系统。
2.前馈控制系统。
3.复合控制系统（前馈-反馈控制系统）。
（2）按给定值信号特点来分类：1.定值控制系统。
2.程序控制系统。
3.随动控制系统。
1.2过程控制任务过程控制工程是一门工业自动化专业的专业必修课。
自动化仪表（包括模拟仪表、智能仪表）、微型计算机是构成过程控制的重要自动化技术工具，是实现工业生产自动化的重要装置，也是实现过程控制的前提。
1. 过程控制是指石油、化工、冶金、轻工、建材、核能等工业部门中连续的，或者按照一定周期程序进行的生产过程的自动化。
实现这些控制的装置称为过程控制系统。
2. 过程控制的主要特点：a.被控过程的多样性；生产规模不同、工艺要求各异、产品品种多样；b.控制方案的多样性，有单回路（50%以上）、串级（20%以上）、前馈、比值、均匀、分程、大时延、多变量等多种方案；c.控制过程多属缓慢过程，具有大惯性、大滞后性质，通常用温度、压力、流量、物位、成分等参量进行控制；d.定值控制是主要控制形式，使被控量控制在给定值上，使生产过程稳定。
3.过程控制的总目标是：以安全、稳定和经济的途径将物料加工成预期的合格产品。
4. 过程控制的主要任务是：a.如何选择控制变量和被控变量；b.如何设计控制方案，选择什么控制律；c.控制系统各构成部件如何选择和配合。
过程控制系统一般由测量变送元件、控制器、执行机构和被控过程等环节组成。
控制器、执行器和测量变送环节又统称为过程仪表。
过程控制系统就由过程仪表和被控过程两部分组成。
6. 过程控制系统的评价指标可概括为：a.系统必须是稳定的；最重要、最根本的指标；b.系统应能提供尽可能好的稳态调节（静态指标）；c.系统应能提供尽可能好的过渡过程（动态指标）。
7. 过程控制系统指标：a.稳态误差：描述系统稳态特性的唯一指标；指系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳态值之差：e(ss)=r-y(). b.振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比，是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标：n=B1/B2.一般取衰减比为4:1～10:1。
其中4:1衰减比常作为评价过渡过程动态性能的一个理想指标.c.衰减率：经过一个振荡周期后，波动幅度衰减的百分比，也是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标：ψ=B1-B2/B1.与衰减比4:1～10:1对应的衰减率为0.75～0.9。
其中0.75衰减率常作为评价过渡过程动态性能的一个理想指标。
第一章1、自动化仪表：是实现工业生产过程自动化的重要工具，它被广泛地应用于石油、化工等各工业部门。
在自动控制系统中，自动化仪表将被控变量转换成电信号或气压信号后，除了送至显示仪表进行指示和记录外，还需送到控制仪表进行自动控制，从而实现生产过程的自动化，使被控变量达到预期的要求。
2、过程控制仪表包括：检测仪表、调节仪表（也叫控制器）、执行器，以及可编程调节器等各种新型控制仪表及装置。
3、过程控制系统的主要任务是：对生产过程中的重要参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。
4、标准信号制度：国际电工委员会规定：过程控制系统的模拟标准信号为直流电流4-20mA ，直流电压1-5V 。
我国DDZ 型仪表采用的标准信号：DDZ- Ⅰ型和DDZ- Ⅱ型仪表：0-10mA 。
DDZ- Ⅲ型仪表：4-20mA 。
5、我国的DDZ 型仪表采用的是直流电流信号作为标准信号。
6、采用电流信号的优点：电流不受传输线及负载电阻变化的影响，适于远距离传输。
动单元组合仪表很多是采用力平衡原理构成，使用电流信号可直接与磁场作用产生正比于信号的机械力。
对于要求电压输入的受信仪表和元件，只要在回路中串联电阻便可得到电压信号。
7、采用直流信号的优点：a.直流信号传输过程中易于和交流感应干扰相区别，且不存在移相问题；b.直流信号不受传输线中电感、电容和负载性质的限制。
8、热电偶是以热电效应为原理的测温元件，能将温度信号转换成电势信号（mV ）。
特点：结构简单、测温准确可靠、信号便于远传。
一般用于测量500～1600℃之间的温度。
9、热电偶的测温原理：将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，若两个连接点温度不同，回路中会产生电势。
此电势称为热电势，并产生电流。
10、对于确定的热电偶，热电势只与热端和冷端温度有关。
11、热电偶的基本定律:均质导体定律、中间导体定律、中间温度定律。
12、热电阻：对于500℃以下的中、低温，热电偶输出的热电势很小，容易受到干扰而测不准。
1, 测量温度的方法：接触式，非接触式。
2, 热电偶：当两种不同导体货半导体连接成闭合回路时，若两个节点温度不同，回路中就会出现热电动势并产生电流。
3, 第三导体定律：除热电偶A, B两种导体外，又插入第三种导体C组合成闭合回路，只要插入的第三种导体的两个接点温度相等，它的接入对回路毫无影响。
4, 测量某一点压力及大气压力之差，当这点的压力高于大气压力时，此差值称为表压。
5, 利用弹性元件受压产生变形可以测量压力。
常用的弹性测压元件有：弹簧管（常用）, 水纹管及膜片三类。
6, 流量检测仪表：节流式流量计(在管道中放入肯定的节流元件，依据节流元件的推力或在节流元件前后形成的压差测量)分为：压差, 靶式, 转子流量计。
7, 热导式气体分析仪是一种物理式的气体分析仪。
依据不同气体具有不同的热传导实力这一特性，通过测定混合气体的导热系数，推算出其中某些成分含量。
（0度时H2为7.150，He为7.150）8, 调整器的作用：把测量值和给定值进行比较，依据偏差大小，按肯定的调整规律产生输出信号，推动执行器，对生产过程进行自动调整。
9, 调整规律：他的输出量及输入量（偏差信号）之间具有什么样的函数关系。
10, 比例调整特点：对干扰有及时而有力的抑制作用，但存在静态误差，是一种静差调整。
11, 积分调整特点：能够消退静差，即当有偏差存在时积分输出将随时间变化，当偏差消逝时输出能保持在某一值上不变。
但动作过于缓慢，过渡过程时间长，易造成系统不稳定。
12, 微分调整器：能在偏差信号出现或变化瞬间，马上依据变化趋势，产生调整作用，是偏差尽快的消退于萌芽状态之中。
但对静态片差毫无抑制实力，不能单独运用。
13, 在PID三作用调整器中，微分作用主要爱用来加快系统动作速度，削减超调，克服震荡。
积分作用主要用来消退静态误差。
将比例, 积分, 微分三种调整规律结合在一起，即可达到快速灵敏，又可达到平稳精确，只要协作得当便可得到满足的调整效果。
一．过程控制的特点1.连续生产过程的自动控制2.过程控制系统有过程检测、控制仪表组成3.被控过程是多种多样的、非电量的4.过程控制的控制过程大多属满过程。
而且多半为参量控制5.过程控制方案十分丰富6.定制控制是过程控制的一种常用形式二．过程控制系统通常是指工业生产过程中被空对象是温度、液位、流量、压力、成分、粘度、湿度和PH等这样一些过程变量的系统。
分类：（1）按控制过程结构特点分类（2）按给定值特点分类（3）按被控参数分类（4）按系统完成的功能分类（5）按采用常规仪表和计算机分类三．控制系统由测量元件、变送器、调节器、调节阀和被控过程等环节组成。
四．集散控制系统是多层次分级结构形式的控制系统。
集散控制系统由过程输入-输出接口（采集信息）、过程控制单元（完成常规调节器的全部运算与控制功能）、数据高速通路（数据通信总线）、CRT操作站（操纵工艺生产过程）、管理计算机（采集信息下达高级命令）等五部分组成。
五．过程建模的主要目的：1.设计过程控制系统和整定调节参数2.指导设计生产工艺设备3.进行仿真实验研究4.培训运行操作人员六.实验法建模的特点是不需要深入了解过程的机理。
六．测量误差是指测量结果与被测量之间的真值之差。
七．热电偶保持冷锻温度恒定的方法有：延长导线法、冷端温度补偿法、冷端温度修正法、冰点槽法。
1.DDZ三型温度变送器具有：热电偶冷端温度补偿、零点调整、零点迁移、量程调节以及线性化等重要功能。
2.压力检测仪分类：弹性式压力表、液柱式压力表、电气式压力表、活塞式压力表3.流量测量方法分类：容积式流量计、速度式流量计、质量流量计4.KMM可编程调机器特点：（1）兼容性好（2）运算、控制功能丰富（3）安全、可靠性高（4）通用性强，使用维护方便（5）系统设计简便5.KMM总体结构由CPU,RAM,ROM,I/O接口，正面板，侧面板及接线端子等硬件组成。
6.系统程序包括基本程序、输入处理程序、运算式程序、输出处理程序与自诊断程序并固化于系统ROM中。
过控复习重点第一章1.过控的定义：过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。
2.过程控制的特点：①连续生产过程的自动化②过程控制系统由过程检测、控制仪表组成③被控过程是多种多样的、非电量的④过程控制的控制工程多属慢过程、而且多半为参量控制⑤过程控制方案十分丰富⑥定值控制是过程控制的一种常用形式3.过程控制系统的组成：测量元件、变送器、调节器、调节阀（过程检测控制仪表）和被控对象4.过程控制的分类：按过程控制系统的结构特点分①反馈控制系统②前馈控制系统③前馈—反馈控制系统按给定值信号的特点分①定值控制系统②程序控制系统③随动控制系统5.过程控制的任务在了解、熟悉、掌握生产工艺流程与生产过程静态和动态特性的基础上，根据工艺要求，应用控制理论、现代控制技术，分析、设计、整定过程控制系统。
第二章1.过程的数学建模:是设计过程控制系统，确定方控制案、分析质量指标、整定调节器参数等等的重要依据。
2.建模的目的：①设计过程控制系统和整定调节器参数②指导设计生产工艺设备③进行仿真实验研究④培训运行操作人员3.被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道4.控制作用与被控量之间的信号联系称为控制通道5.建模的方法：①机理分析法建模②实验法建模③最小二乘法建模6.自衡建模（1）单容过程：单容过程是指只有一个贮蓄容量的又具有自平衡能力的过程。
传递函数：1)(000+=s T K s W（2）多容过程：在工业生产过程中，被控过程往往由多个容积和阻力构成的过程称为多容过程传递函数：)1)(1()(2100++=s T s T K s W 7.非自衡过程建模（1）单容过程：传递函数：s T s W a 1)(0=(2) 多容过程：传递函数：)1(1)(0+=Ts S T S W a 8.最小二乘法的基本原理：出发点是在获得过程或系统的输入、输出数据后，希望求得最佳的参数值，以使系统方程在最小方差意义上与输入、输出数据相拟合，采用实际观察值替代模型的输出从上式所示的一类模型中找出过程参数向量的估计值，能使模型误差尽可能小的模型。
1.自动化仪表：第一位字母表示被控变量的类别，常见的字母包括T（temperature温度）、P（pressure压力）、dP(differential pressure差压)、F（flow流量）、L （liquid液位或料位）、A（Analysis分析量）、W（weight 重量或藏量）、D（density密度）等；后继字母表示仪表功能，常见的字母包括T（Transmitters传感变送器）、C（controller控制器）、I（indicator指示仪表）等。
2.hsp ：设定值（Setpoint sp）也称给定值（Setpoint Value sv），h(被控变量Controlled Variable CV),LT21(液位变送),LC21(液位控制),Q0(Mainpulated Variable MV操作变量),Qi（Disturbance Variable DV 扰动变量）3.被控变量：Controlled Variable（CV）过程变量：Process Variable(PV) 测量值：Measurement 设定值：Setpoint(SP) 给定值：Setpoint Value(SV) 操作变量：Manipulated Variable(MV) 扰动变量：Disturbance Variables(DVs) 安全性：Safety 质量：Quality 收益：Profit 直接数字控制：Direct Digital Control(DDC) 分布式控制系统：Distributed Control System(DCS) 局域网：Local Area Network(LAN) 试差：trial and error 定值调节控制：Regulatory Control 伺服控制：Servo Control 常规控制：Conventional Control 先进控制：Advanced Process Control(APC) PID比例积分微分:Proportional Integral Derivative 多输入多输出：Multi Input Multi Output(MIMO) 前馈控制：feedforward control 比例控制：ratio control 偏差积分IE(Integral of error) 平方偏差积分ISE （Integral of squared error）绝对偏差积分IAE(Integral of absolute value of error) 时间与偏差绝对值乘积的积分ITAE(Integral of time multiplied by the absolute value of error)4.归一化：是一种无量纲处理手段，使物理系统数值的绝对值变成某种相对值关系，即将有量纲的表达式经变转化为无量纲表达式，成为纯量。
过程控制原理过程控制原理是指在工业生产过程中，通过对生产过程中的各种参数进行监测和调节，以达到控制生产过程的目的。
过程控制原理是工业自动化领域的重要理论基础，它的应用范围涉及到化工、石油、电力、冶金、机械等各个行业。
在现代工业生产中，过程控制原理的应用已经成为提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本的重要手段。
过程控制原理的核心是控制系统。
控制系统是由传感器、执行器、控制器和反馈装置组成的，它通过对生产过程中的各种参数进行监测，再经过控制器的处理，通过执行器对生产过程进行调节，最终实现对生产过程的控制。
在控制系统中，传感器起着采集信息的作用，控制器是控制系统的大脑，执行器是控制系统的执行部分，反馈装置则是将执行结果反馈给控制器，使得控制系统能够不断地对生产过程进行调整。
在过程控制原理中，控制系统的稳定性是非常重要的。
控制系统的稳定性是指在外部扰动作用下，控制系统能够保持稳定的工作状态。
为了保证控制系统的稳定性，需要对控制系统进行稳定性分析，找出控制系统中可能存在的不稳定因素，并采取相应的措施进行调整和优化，以确保控制系统的稳定性。
此外，过程控制原理还涉及到控制策略的选择。
控制策略是指根据生产过程的特点和要求，选择合适的控制方法和控制参数，以达到最佳的控制效果。
常见的控制策略包括比例控制、积分控制、微分控制以及它们的组合控制。
在实际应用中，需要根据实际情况选择合适的控制策略，并对控制策略进行调整和优化，以满足生产过程的要求。
总的来说，过程控制原理是工业生产中的重要理论基础，它通过控制系统对生产过程进行监测和调节，以实现对生产过程的控制。
在实际应用中，需要重视控制系统的稳定性分析和控制策略的选择，以确保控制系统能够稳定地工作，并且达到最佳的控制效果。
通过对过程控制原理的深入理解和应用，可以提高生产效率，保证产品质量，降低生产成本，从而推动工业生产的发展和进步。
绪论生产过程自动化，一般是指石油、化工、冶金、炼焦、造纸、建材、陶瓷及电力发电等工业生产中连续或按一定程序周期进行生产过程自动控制。
凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程某一或某些物理参数进行自动控制通称为过程控制。
过程控制是自动控制学科一个重要分支。
一、过程控制定义和任务1.过程控制基本概念(1)自动控制。
在没有人直接参及下，利用控制装置操纵生产机器、设备或生产过程，使表征其工作状态物理参数(状态变量)尽可能接近人们期望值(即设定值)过程，称为自动控制。
(2)过程控制。
对生产过程所进行自动控制，称为过程控制。
或者说凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程某一或某些物理参数进行自动控制通称为过程控制。
(3)过程控制系统。
为了实现过程控制，以控制理论和生产要求为依据，采用模拟仪表、数字仪表或微型计算机等构成控制总体，称为过程控制系统。
2.过程控制研究对象及任务过程控制是自动化一门分支学科，是对过程控制系统进行分析及综合。
综合是指方案设计。
3.过程控制目生产过程中，对各个工艺过程物理量或称工艺变量有着一定控制要求。
有些工艺变量直接表征生产过程，对产品产量及质量起着决定性作用。
例如，精馏塔塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变情况下必须保持一定，才能得到合格产品:加热炉出口温度波动不能超出允许范围，否则将影响后一工段效果:化学反应器反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。
有些工艺变量虽不直接影响产品质量和产量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制前提。
例如，用蒸汽加热反应器或再沸器，如果在蒸汽总压波动剧烈情况下，要把反应温度或塔釜温度控制好将极为困难:中间储槽液位高度及气柜压力，必须维持在允许范围之内，才能使物料平衡，保持连续均衡生产。
有些工艺变量是决定安全生产因素。
例如，锅炉汽包水位、受压容器压力等，不允许超出规定限度，否则将威胁生产安全。
还有一些工艺变量直接鉴定产品质量。
例如，某些混合气体组成、溶液酸碱度等。
