计算机过程控制PPT学习教案.pptx

计算机过程控制是自动化技术的重要组成部分，主要关注如何通过自动化设备对工业生产过程进行有效的管理和调节。在本PPT学习教案中，主要介绍了过程控制系统的性能指标及其重要概念，包括稳态和动态两种运行状态。 稳态是系统在无外界干扰且设定值不变的情况下，系统各部分的输入输出量保持恒定的状态，即被调量不会随时间变化。相反，动态状态是指当系统受到外部干扰或设定值改变时，系统从一个稳态向另一个稳态过渡的过程，期间被调量会偏离原稳态并随时间变化，最终在调整后达到新的稳态。 在评估过程控制系统的性能时，通常关注以下几个关键指标： 1. 衰减比和衰减率：衰减比是系统振荡从峰值衰减到新稳态值的比例，一般要求在4:1到10:1之间，对应的衰减率为75%到90%，这意味着经过两到三个周期后，系统将趋于稳定，不再明显振荡。 2. 最大动态偏差和超调量：最大动态偏差是指设定值阶跃响应中，过渡过程的第一个波峰超出新稳态值的幅度。超调量是最大动态偏差与被调量稳态变化幅度的百分比，反映了过渡过程的振荡程度。 3. 残余偏差：过渡过程结束后，被调量的新稳态值与设定值之间的差距，它是衡量系统稳态精度的指标。 4. 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，一般认为被调量进入新稳态值的±5%范围内即为结束。振荡频率则是衡量控制系统快速性的另一指标。 此外，误差积分指标（如ISE和ITAE）也被用来评估系统性能，它们分别强调了过渡过程中大误差的抑制和过渡过程的持续时间。然而，单独依赖这些指标可能无法确保合适的衰减率，因此在设计控制系统时，通常先确定衰减率，再优化误差积分指标。 被控对象在工业生产中广泛存在，如换热器、工业窑炉等，它们的特点包括物质或能量流动、慢过程以及相应的动态特性。例如，温度、压力、液位和成分等都是常见的被调量，而储蓄容积（如热容量）和传输迟延则会影响被控对象的动态响应。 理解并优化这些性能指标对于实现高效、精确的过程控制至关重要，有助于提升生产效率、产品质量和安全性。通过深入学习和掌握这些概念，可以更好地设计和调试自动化控制系统，以适应各种工业生产环境。