典型大惯性过程的控制方法
在工业生产过程中,经常由于物料或能量的传输带来时间延迟的问题,即被控对象具有不同程度的纯滞后,不能及时反映系统所受的扰动。此外,测量信号到达控制器,即使执行机构接受信号后立即动作,也需要经过一个滞后时间才能影响到被控制量实现控制。该种类型过程必然会产生较大的超调和较长的调节时间,使过渡过程变坏,系统的稳定性降低。设τ为纯滞后时间, T 为对象的容量滞后时间,当τ/T 增加时,过程中的相位滞后增加而使超调增大,甚至会因为严重超调而出现生产安全事故。通常将纯滞后时间与过程的时间常数之比大于0. 3的过程认为是具有大滞后的过程。即:
P T =T
传统的PID 控制一般不能解决过程控制上的大滞后问题,具有大滞后的过程控制被公认为是较难的控制问题,一直以来都是过程控制研究的热点。加热装置的炉温控制具有典型的时间滞后特点。
基于前人研究成果，本文对适用于大惯性过程中的典型控制算法进行总结，并适当的列举当下较为突出的相关控制策略，做出相应的说明和阐述。
一、传统控制的改进
1. 串级控制
由于系统纯延迟时间较长，而且扰动的因素多，单回路反馈控制系统不能满足控制品质的要求。为了提高控制质量，采用串级控制系统，运用副回路的快速作用，有效地提高控制质量，满足生产要求。
串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。若选择锅炉为大延迟对象，则串级控制方框图可以设计成如图1-1所示。
y
图1-1
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量
（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。
分析可以看到：在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。
2. Smith 预估控制
为了解决纯延迟对象的大滞后控制问题，Smith 提出了一种纯滞后补偿方法，被称为Smith 预估器。该方法结构简单、概念明确，是一种得到广泛应用的时滞过程控制方案。传统的Smith 预估控制方框图如图1-2所示。
图1-2
最终使得等效对象
0()()e G s G s =。 但是因为0(1)()s e G s τ--很难在控制系统中实现，是模型。可以计算实现
,一旦实现后是固定不变的。而过程和实际特性是不断变化的。这样就使得系统等效对象0()()e G s G s ≠，这样控制系统的品质就会严重恶化，而且纯延迟变化，对控制系统的品质的影响尤其突出。
于是提出了很多关于Smith 预估的改进方案，例如：增益自适应Smith 控制、动态参数自适应Smith 控制等等。
本文介绍一种串级-Smith 预估控制策略，即采用串级控制结构结合Smith 预估控制器的控制方案。内环采用Smith 预估器,大幅度降低滞后对控制系统动态性能的影响;外环采用PI 控制实现系统无静差[1]。
Smith 预估加串级控制系统的整体框图如图1-3所示。
图1-3
由于系统过程纯滞后时间较长,传统的PID 控制不能取得较好的控制效果,
因此采用串级结合Smith预估补偿的控制方案。考虑到实际装置及串级结构的特点,选择了纯滞后较大的部分作为副回路。在副回路中采用Smith预估补偿控制, Smith预估控制是针对大时延过程的预估补偿,其原理是按照过程的特性预估出一种模型加入到反馈控制系统中,使被延时了τ时间的被控量超前反映到调节器的输入端,使调节器提前动作,从而明显地减小超调量和加速调节过程,是一种得到广泛应用的方案。
串级-Smith预估控制也没有很好的解决模型失配的问题，在此基础之上再运用动态参数自适应Smith控制效果会明显改善。
3.内模控制
内模控制(简称IMC)是一种基于过程数学模型进行控制器设计的新型控制
策略。由于其设计简单、控制性能好和在系统分析方面的优越性，因而内模控制不仅是一种实用的先进控制算法，而且是研究预测控制等基于模型的控制策略的重要理论基础，以及提高常规控制系统设计水平的有力工具。
内模控制是在传统Smith预估器的基础上导出的，其方框图如图1-4所示。
图1-4
当估计模型精确时，使
()
I
G s用于调节扰动()
d s，()
I
G s相当于一个扰动补
偿器或前馈控制器，所以对它的设计就很简单。当估计模型不精确时，
()
M
d s包
含模型失配信息，有利于系统的稳定。因此它无需精确的对象模型，当在反馈回路中引入滤波器后，系统可以获得较好的鲁棒性，且内模控制器的设计简单，控制器参数调节方便。是研究预测控制等基于模型的控制策略的重要理论基础,以及提高常规控制系统设计水平的工具。
二、先进控制算法
1.最优控制
所谓最优控制理论，是对一个受控的动力学系统或运动过程，从一类允许的控制方案中找出一个最优的控制方案，使系统的运动在由某个初始状态转移到指
定的目标状态的同时，其性能指标值为最优。
为了解决最优控制问题，必须建立描述受控运动过程的运动方程，给出控制变量的允许取值范围，指定运动过程的初始状态和目标状态，并且规定一个评价运动过程品质优劣的性能指标。通常，性能指标的好坏取决于所选择的控制函数和相应的运动状态。系统的运动状态受到运动方程的约束，而控制函数只能在允许的范围内选取。
本文介绍一种基于Smith预估器的最优控制策略[2]。
该方案基于Smith预估器，调节器按最优控制设计,引入自适应控制,使最优调节器以及预估器能不断地跟踪过程特性参数的变化,确保系统在对象参数变化时仍保持优良的控制性能。其基本结构如下图所示，主要由被控对象、预估器、参数在线估计器、自适应控制器和监控器组成。
图2-1
在线参数估计器不断地估计出被控对象的参数, 并实时地修改预估器和最
优控制器的参数, 使它们在系统的运行过程中能不断地跟踪对象模型的参数,
从而达到预估器与对象模型保持匹配以及具有自校正控制的能力; 监控器的作
用是, 根据被控对象参数的变化快慢, 调整参数估计算法中的遗忘因子的值,
以提高参数估值的精度, 而当被控对象的参数变化很慢时, 暂停参数估计器的
算法,控制器和预估模型的参数不更新, 从而减少计算量, 加速系统的控制过程。
经仿真实验表明，系统的输出响应具有良好的性能品质。
2.人工神经网络控制
人工神经网络是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的
数学模型。
其简单结构如图2-2所示。
a1
a2an
1t
图2-2
神经网络是一种运算模型，由大量的节点（或称神经元）和之间相互联接构
成。每个节点代表一种特定的输出函数，称为激励函数（activation function ）。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值，称之为权重，这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式，权重值和激励函数的不同而不同。
神经网络有很强的非线性拟合能力，可映射任意复杂的非线性关系，而且学
习规则简单，便于计算机实现。具有很强的鲁棒性、记忆能力、非线性映射能力以及强大的自学习能力，因此有很大的应用市场。但是其最严重的问题是没能力来解释自己的推理过程和推理依据， 而且当数据不充分的时候，神经网络就无法进行工作。其理论和学习算法还有待于进一步完善和提高。
本文针对大滞后过程，介绍一种模糊人工神经网络控制器做控制机构[3]，用
参考模型输出作理想训练目标及以此为基础而建立的广义BP 算法做自适应机构的参考模型的人工神经网络系统。
其基本结构如图2-3所示，
图2-3
图中FANNC 为模糊人工神经网络控制器，r(t)表示参考输入，
P y 表示被控制对象的输出，()m y t 表示参考模型的输出，()y e t 和()y c t 分别表示参考模型输出与被控对象输出之间的误差和误差变化量。()e t 和()c t 则表示被控对象翰出与参考输人之间的误差和误差变化量。
自适应机构采用广义BP算法结构，它给出FANNC中权值的修正值。
仿真结果表明，用FANNC代替了传统模型参考自适应模糊控制系统中的PID 调节器，利用参考模型输出作为网络学习的期望目标，并以此形成广义BP算法解决了以往网络学习算法中缺乏理想动态特征的不足及选取理想训练目标的困难。同时，在性能指标中引入误差的化量，从而有效的提高了稳态精度。从根本上为一类缺乏精确的数学模型的大滞后大惯性对象提供了一种有效的方法。
3.模糊控制算法
模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。
模糊控制器的基本工作原理为将测量得到的被控对象的状态经过模糊化接
口转换为用人类自然语言描述的模糊量，而后根据人类的语言控制规则，经过模糊推理得到输出控制量的模糊取值，控制量的模糊取值再经过清晰化接口转换为执行机构能够接收的精确量。
模糊控制器的基本结构通常由四个部分组成：模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口。
图2-4
分析可知模糊控制具有如下优点：设计时不需要建立被控制对象的数学模型，只要求掌握人类的控制经验；系统的鲁棒性强，尤其适用于非线性时变、滞后系统的控制。主要存在的不足是：确立模糊化的方法主要靠试凑，缺少理论方法；总结模糊控制规则较为困难；稳态精度不是很高。
针对大惯性过程，在前面的模糊神经网络的基础上在介绍一种模糊PID控制策略[4]。
Fuzzy-PID 复合控制策略的主要思想是根据系统偏差大小，响应调整控制方式，使系统获得良好的控制效果。当偏差较大时，利用模糊控制器动态响应性能好的优点，使系统响应输出快速跟踪系统输入；当被调量逼近设定值时，此时系统偏差已大大减小，此时采用PID控制算法，利用其积分作用消除系统的余差，提高系统的稳态精度。因此，Fuzzy-PID复合控制器兼具模糊控制与PID控制两者的优点，从而进一步提高了系统的调节品质。针对本文所研究的一阶时滞过程对象，所设计的控制系统如图2-5所示。
图2-5
仿真结果表明，Fuzzy-PID 复合控制算法改善了系统的动态品质，系统超调量、调节时间等指标得到明显改善。
4. 预测控制
预测控制是七十年代末期提出的既具有优良的控制品质，又对模型精度要求不高的控制算法。
其基本思想是不仅利用过程当前及过去的偏差，还要利用模型预测过程输出在未来时刻的变化，根据未来输出与设定值之间的偏差进行计算当前的控制作用，能使控制系统提前动作。因此预测控制在本质上要优于自校正算法。主要分为三个步骤：多步预测模型、在线反馈校正、滚动优化。
基本思想的示意图如图2-6所示：
图2-6
（1）在当前时刻t 对过程未来进行预测。未来的控制作用不同，控制输出也不同，如：图中假定未来的控制作用分别为u1，u2，u3
，则可获得三条预测
1
2y 3y 1u 2u 3u
输出曲线，分别为y1，y2，y3。
（2）在所假定的不同未来控制中选择最优序列，使过程的预测输出以最好的方式跟踪参考轨迹的变化。
（3）将最优控制序列中t 时刻的控制信号作用于实际过程，在下一个采样周期上重复进行上述步骤。
针对大滞后过程，本文简单介绍广义预测控制（GPC ）的基本控制思路。 广义预测控制被控对象的数学模型为如下的CARIMA 模型为：
111()()()(1)m A q y k B q u k ε--=-+?
111()1()(1)()()()m B q Y k u k k A q A q ε---=-+?
111()1()(1)()()()m B q Y k j u k j k j A q A q ε---+=+-++?
用丢番图方程可以将)(j k +ε 写成两部分：
11111111()()()()1()()()
j
j j j j j q E q F q A q A q E q A q q F q ---------=+??
=?+ 所以)()()()1()()()(1111k q A q F j k u q A q B j k y j ε?+-+=+----∧ 又1111()()()(1)()()()j F q B q y k j u k j k A q A q ε--∧
--+=+-+? 所以
111()()()(1)()()j j y k j E q B q u k j F q y k ∧---+=?+-+ 得到
11()()(1)()()j j y k j G q u k j F q y k ∧--+=?+-+ 其中11(1),0,1,1()nb j j j j j nb j G q g g q g q ---+-+-=++
于是可以将()m y k j +化成矩阵形式，如下：
100
12(1)0
0(1)()0(2)(1)(2)()(1)()N N N Nn y k g f k u k g g f k u k y k f k N u k Nn g g g y k N ∧∧∧---??+??+???????????????+?++????????=+????????????????+?+-??????????+??
定义
[][]T T r r J y y y y u u λ∧∧=--+??
求的1[(),(1),(1)][]()T
T T r u u k u k u k M G G I G y f λ-?=??+?+-=+-
将最优控制的控制作用带入求的(1)y k +，再在1k +时刻重复上述计算。 仿真表明，预测控制可以一定程度上克服大滞后控制系统中的困难，提前动作，取得良好的控制品质。
5. 专家控制
专家控制是将人类专家对特定对象的控制经验进行量化，转化为可数学实现的控制器，从而实现对被控对象的控制。
针对大滞后对象，本文介绍一种基于模糊控制的专家控制系统[5]，将模糊控制与专家控制结合起来，充分发挥各自优势 通过引入专家知识库，对模糊控制器调整因子在线修正。
系统运用模糊逻辑原理专家的先进知识和求解控制问题时的启发式规则来构造控制策略，在常规PID 控制器的基础上整合了启发式逻辑推理来对控制参数进行调整 专家系统的调整规则由知识库提供，控制决策由推理机实现，通过推理计算以在线得出一组量化因子e k 、ec k 和比例因子u k ，通过对量化因子和比因子的调整，使系统的控制性能实现最优。其控制框图如图2-7所示。
图2-7
仿真结果表明，该方法能具有良好的节能效果。
6. 仿人智能控制
仿人智能控制是仿效人政行为而进行控制和决策，即在宏观结构上和功能上对人的控制进行模拟。
仿人智能控制的基本思想是指：在控制过程中利用计算机模拟人的控制行为能力，最大限度的识别和利用控制系统动态过程所提供的特征信息进行启发和直觉推理，从而实现对缺乏精确数学模型的对象进行有效的控制。
针对大滞后过程，本文介绍一种基于模糊控制的仿人智能控制策略[6]。 仿人智能模糊控制算法是基于模糊逻辑,并将仿人智能有机融合的一种设计
方法,采用“观察→控制→等待→再观察→再控制→再等待”的方法,当误差及误差变化率在绝对值变大的方向变化时,控制加以闭环控制;当误差及误差变化率往绝对值变小的方向变化时,控制器加以开环控制。
仿真结果证明了仿人智能模糊控制方法不只是仿人智能控制与模糊控制的简单结合,而是综合两者的优点。在时变大滞后过程控制方面,其性能明显优于Smith预估控制器。
三、结论
大惯性大滞后环节直到今天仍然是没有得到很好的解决的问题，但是随着自控领域技术的飞速发展，已经出现了越来越多的控制算法可以在适当的领域弥补大滞后环节带来的控制缺陷。上文中提到的Smith预估控制、内膜控制、神经网络控制、预测控制等等，虽然也存在一定的缺陷，但是它们为大滞后大惯性的控制系统的控制方案指明了道路，而且本文中所列举的控制算法显然不全面，相信还有更好的算法没有列举，或者不久的将来会出现更优化的算法可以取得更大的突破。
参考文献
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《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
过程控制系统知识点总结 ） 一、概论 1、过程控制概念：五大参数。 过程控制的定义：工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、液位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。 2、简单控制系统框图。 控制仪表的定义：接收检测仪表的测量信号，控制生产过程正常进行的仪表。主要包括：控制器、变送器、运算器、执行器等，以及新型控制仪表及装置。 控制仪表的作用：对检测仪表的信号进行运算、处理，发出控制信号，对生产过程进行控制。 3、能将控制流程图（工程图、工程设计图册）转化成控制系统框图。
4、DDZ-Ⅲ型仪表的电压信号制，电流信号制。QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。它们之间联用要采用电气转换器。 5、电信号的传输方式，各自特点。 电压传输特点： 1). 某台仪表故障时基本不影响其它仪表； 2). 有公共接地点； 3). 传输过程有电压损耗，故电压信号不适宜远传。 电流信号的特点： 1).某台仪表出故障时，影响其他仪表； 2).无公共地点。若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。 6、变送器有四线制和二线制之分。区别。 1、四线制：电源与信号分别传送，对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。 2、两线制：节省 第一个字母：参数类型 T —— 温 度 （Temperature ） P ——压力（Pressure ） L ——物位（Level ） F ——流量（Flow ） W ——重量（Weight ） 第二个字母：功能符号 T —— 变 送 器 （transmitter ） C —— 控 制 器 （Controller ） I ——指示器（Indicator ） R ——记录仪（Recorder ） A ——报警器（Alarm ） 加热 制燃料
原文来自：https://www.doczj.com/doc/6f17673683.html,/news/dianda/2012-06-27/122.html 天津广播电视大学2010春行政管理专业专科毕业论文《管理学基础》课程综述 姓名： XXXXXX 学号： XXXXXXXXXXXX 分校：河西分校 专业：行政管理 指导老师： XXXXXXX 时间： 2012.XXXXX
目录 内容摘要 (2) 《管理学基础》课程综述 (3) 一、《管理学基础》的主要内容 (3) 二、激励理论在实际中的应用 (5) 三、学习心得体会 (8) 四、结语 (9) 参考文献： (10)
内容摘要 管理是组织管理者为有效地达到组织目标，对组织活动有组织、意识，不断的进行协调的活动。管理作为协同各个成员有效的实现组织目标的社会行为，伴随着人类社会的发展而发展。管理学又是研究管理活动过程及其规律的科学总结。是从事管理活动的部门、单位、个人都必须掌握的基本知识。它在生活中各个方面都有所体现，《管理学基础》这本书，比较系统的阐述了管理学的基本原理、原则、技术和方法相结合的原理，说明了管理在任何的地方都是一种因人、因事、因时而随即适合的活动，所以，管理方法要多样化、要讲究艺术。本文共包括四个部分：第一部分介绍了《管理学基础》主要内容。第二部分主要讲理论联系实际。第三部分学习心得体会。第四部分结语。本文从管理学基础课程的各个方面对管理学的内容做了详细的解释。
《管理学基础》课程综述 一、《管理学基础》的主要内容 《管理学基础》这本书，比较系统的阐述了管理学的基本原理、原则、技术和方法相结合的原理，说明了管理在任何的地方都是一种因人、因事、因时而随即适合的活动，本书讲述了十三章的内容。 第一章、管理与管理学 讲述了管理的概念及性质和管理的职能及作用，还对管理学的研究对象及方法做出了描述。管理学是管理实践活动的科学总结。 第二章、管理理论的形成和发展 对理论的形成和发展是管理实践活动的经验做了概括和理论总结：泰罗—科学管理之父；法约尔—经营管理之父；韦伯—管理之父；梅奥—人际关系学说的创始人等等。这些学派主要是管理过程学派、经验学派、系统管理学派；决策理论学派等。 第三章、计划 计划是管理工作的一项基本职能。计划工作具有目的性、主导性、普遍性、效率性的特征。其任务就是明确目标，并拟订实现目标的方案、措施。 第四章、目标管理 目标管理是一个全面的管理系统。是企业计划的重要内容。它用系统的方法，将许多关键管理活动结合起来，高效率地实现个人目标
自动控制 摘要：综述了自动控制理论的发展情况，指出自动控制理论所经历的三个发展阶段，即经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论。最后指出，各种控制理论的复合能够取长补短，是控制理论的发展方向。 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展：第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论；第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论；第三代为60年代中期即已萌芽，在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论，而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点，难以建立精确的数学模型。因此，自动控制专家和学者希望能从要解决问题领域的知识出发，利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力，来实现对上述复杂系统的控制，这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 1自动控制理论发展概述 自动控制是指使用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人 自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术，可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作，自动控制显得尤其重要。 自动控制理论是和人类社会发展密切联系的一门学科，是自动控制科学的核心。自从19世纪M ax we ll对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来，经过20世纪初Ny qu i s t，B od e，Ha rr is，Ev ans，W ie nn er，Ni cho l s等人的杰出贡献，终于形成了经典反馈控制理论基础，并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具，采用频域方法，主要研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计，但它存在着一定的局限性，即对“多输入—多输出”系统不宜用经典控制理论解决，特别是对非线性、时变系统更
过程控制系统知识点总结 ) 一、概论 1、过程控制概念:五大参数。 过程控制的定义:工业中的过程控制就是指以温度、压力、流量、液位与成分等工艺参数作为被控变量的自动控制。 2、简单控制系统框图。 控制仪表的定义:接收检测仪表的测量信号,控制生产过程正常进行的仪表。主要包括:控制器、变送器、运算器、执行器等,以及新型控制仪表及装置。 控制仪表的作用:对检测仪表的信号进行运算、处理,发出控制信号,对生产过程进行控制。 3、能将控制流程图(工程图、工程设计图册)转化成控制系统框图。 4、DDZ -Ⅲ型仪表的电压信号制,电流信号制。QDZ-Ⅲ型仪表的信号制。它们之间联用要采用电气转换器。 5、电信号的传输方式,各自特点。 电压传输特点: 1)、 某台仪表故障时基本不影响其它仪表; 2)、 有公共接地点; 3)、 传输过程有电压损耗,故电压信号不适宜远传。 电流信号的特点: 1)、某台仪表出故障时,影响其她仪表; 2)、无公共地点。若要实现仪表各自的接地点,则应在仪表输入、输出端采取直流隔离措施。 6、变送器有四线制与二线制之分。区别。 1、四线制:电源与信号分别传送,对电流信号的零点及元件的功耗无严格要求。 2、两线制:节省电缆及安装费用,有利于防爆。活零点,两条线既就是信号线又就是电源线。 7、本安防爆系统的2个条件。 第一个字母:参数类型 T ——温度(Temperature) P ——压力(Pressure) L ——物位(Level) F ——流量(Flow) W ——重量(Weight) 第二个字母:功能符号 T ——变送器(transmitter) C ——控制器(Controller) I ——指示器(Indicator) R ——记录仪(Recorder) A ——报警器 (Alarm) 加热炉
天津广播电视大学11（秋）行政管理专业（专科）科毕业论文 人力资源管理课程综述》《 姓名：张恒 学号： 1112001453824 分校：西青电大 专业：行政管理 指导老师：邵忠望 时间： 2013.09
目录 （3内容摘要……………………………………………………………）） （3关键字………………………………………………………………4）…………………………………………………………………引言（《人力资源管理》课程知识综述正文4-6）一、《人力资源 管理》的主要内容....................................（二、激励原理在企业管理中的应用 (6) （一）激励原理的基本概述.................................................（6-7）（二）原理在实际工作中的具体应用.................................（7-8）（三）案例分析....................................................................（9-11）三、学习后的心得与体会 (11) 参考文献 (12)
内容摘要 人力资源是一个企业获取竞争优势的重要途径，是实现企业目标的最重要的保证。现代人力资源管理的思想已被越来越多的企业、事业单位接受，并开始向外延伸。人力资源已逐渐超越物质资源成为组织的核心资源。人力资源管理对于组织和个人的发展具有重要的作用。企业环境和人员是一直在变化的，如何进行动态的人力资源规划，是各企业亟待解决的问题。本文主要概括人力资源的核心知识点，就激励原理在实际工作中的应用进行了说明和分析，最后写出了自己的学习体会。 关键字：企业管理、激励理论、激励的方法、作用分析。
《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系
实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形
① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节
先进过程控制学习总结 学科专业： 姓名： 学号： 2016年06月
引言 什么是模型预测控制(MPC)？ 模型预测控制（Model Predictive Control）是一种基于模型的闭环优化控制策略，已在炼油、化工、冶金和电力等复杂工业过程中得到了广泛的应用。 其算法核心是:可预测过程未来行为的动态模型，在线反复优化计算并滚动实施的控制作用和模型误差的反馈校正。 模型预测控制具有控制效果好、鲁棒性强等优点，可有效地克服过程的不确定性、非线性和关联性，并能方便地处理过程被控变量和操纵变量中的各种约束。 模型预测控制的产生背景 1 工业需求： (i). 随着过程工业日益走向大型化、连续化，工业生产过程日趋复杂多变, 往往具有强藕合性、非线性、信息不完全性和大纯滞后等特征，并存在着各种约束条件，其动态行为还会随操作条件变化、催化剂失活等因素而改变。 (ii). 典型生产装置的优化操作点通常位于各种操作变量的约束边界处, 因而一个理想的控制器应当保证使生产装置在不违反约束的情况下尽可能接近约束, 以确保获取最佳经济效益。 2传统控制及现代控制理论的局限性 (i). 传统的PID控制策略和一些复杂控制系统不能满足控制要求; (ii). 现代控制理论的不作为： ①过分依靠被控对象的精确数学模型 ; ②不能处理非线性、时变性、不确定性、有约束、多目标问题。 模型预测控制的产生过程 1 模型算法控制（MAC）的产生： (i). 1978年，法国的Richalet等人在系统脉冲响应的基础上，提出了模型预测启发控制(MPHC, Model Predictive Heuristic Control)，并介绍了其在工业过程控制中的效果； (ii). 1982年，Rouhani和Mehra[2]给出了基于脉冲响应的模型算法控制(MAC, Model Algorithmic Control)； 2 动态矩阵控制（DMC）的产生： 动态矩阵控制(DMC, Dynamic Matrix Control)于1974年应用在美国壳牌石
集散控制系统课程总结 本文将从课程学习框架（附件）、各章节内容、学习心得体会三个方面阐述自己对集散控制系统这门学科的了解，并作出以下总结：（其中学习框架参考书中目录及其自己所看章节而定位；各章节内容由看书过程中认为的重要及疑难问题内容设置而成） 一、DCS概述与PLC的关系 1.1 DCS的概述 1、计算机如何进行处理信息？ 控制计算机处理的信息只能是数字量，在实际生产过程中，被控量（如温度、压力、流量等）都是模拟量，执行机构接受的大多数是模拟量。所以，系统需有将模拟信号转换为数字信号的模/数（A/D）转换器和将数字信号转换为模拟信号的数/模（A/D）转换器。 2、计算机控制系统的组成？ 主机、输入/输出设备、通信设备、现场设备、操作台、系统软件、应用软件 3、计算机控制系统的分类有哪些？ 数据采集系统（DAS）、直接数字控制系统（DDC）、计算机监督控制系统（SCC）、分散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、综合自动化系统（CIPS） 4、DCS的概念？ 集散型控制系统(Total Distributed Control Systems以下称作DCS) 也称为分散控制系统(Distributed Computer Control Systems)，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，分析了计算机、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。它是以微处理器为核心，采用数据通讯技术和图形显示技术的新型计算机控制系统。该系统能够完成直接数字控制、顺序控制、批量控制、数据采集与处理、多变量解耦控制以及最优控制等功能，在先进的集散型控制系统中，还包含有生产的指挥、调度和管理功能。 5、DCS集散控制系统的特点？ 1).采用分散技术、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调发展的设计原则，大大提 高系统的可靠性。 2).采用4C技术，即Control控制技术；Computer计算机技术；Communication 通信技术； Cathode Ray Tube CRT显示技术。
先进控制技术及其应用 随着工业生产过程控制系统日趋复杂化和大型化，以及对生产过程的产品质量、生产效率、安全性等的控制要求越来越严格，常规的PID控制已经很难解决这些具有多变量、强非线性、高耦合性、时变和大时滞等特性的复杂生产过程的控制问题[]。 自上世纪50年代逐渐发展起来的先进控制技术解决了常规PID控制效果不佳或无法控制的复杂工业过程的控制问题。它的设计思想是以多变量预估为核心，采用过程模型预测未来时刻的输出，用实际对象输出与模型预测输出的差值来修正过程模型，从而把若干个控制变量控制在期望的工控点上，使系统达到最佳运行状态。目前先进控制技术不但在理论上不断创新，在实际生产中也取得了令人瞩目的成就。下面就软测量技术、内模控制和预测控制做简要阐述。 1.软测量技术 在生产过程中，为了确保生产装置安全、高效的运行，需要对与系统的稳定及产品质量密切相关的重要过程变量进行实时控制。然而在许多生产过程中，出于技术或经济上的原因，存在着很多无法通过传感器测量的变量，如石油产品中的组分、聚合反应中分子量和熔融指数、化学反应器反应物浓度以及结晶过程中晶体粒直径等。 在实际生产过程中，为了对这类变了进行实施监控，通常运用两种方法： 1).质量指标控制方法：对与质量变量相关的其他可测的变量进行控制，以达到间接控制质量的目的，但是控制精度很难保证。 2).直接测量法：利用在线分析仪表直接测量所需要的参数并对其进行控制。缺点是在线仪表价格昂贵，维护成本高，测量延迟大，从而使得调节品质不理想。 软测量的提出正是为了解决上述矛盾。 软测量技术的理论根源是20世纪70年代Brosilow提出的推断控制，其基本思想是采集过程中比较容易测量的辅助变量(也称二次变量)，通过构造推断器来估计并克服扰动和测量噪声对主导过程主导变量的影响。因此，推断估计器的设计是设计整个控制系统的关键。 软测量器的设计主要包括以下几个方面： 1)机理分析和辅助变量的选择。 首先是明确软测量的任务，确定主导变量。在此基础上深入了解和熟悉软测量对象及有关装置的工艺流程，通过分析确定辅助变量。 2)数据采集和预处理 采集被估计变量和原始辅助变量的历史数据包含了工业对象的大量相关信息，因此数据采集越多越好。但是为了保证软测量精度和数据的正确性以及可靠性，采集的数据必须进行处理，包括显著误差检测和数据协调，及时剔除无效的数据。 3)软测量建模 软测量模型是建立是软测量技术的核心。软测量建模的方法多种多样，一般可分为：机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学和现代非线性系统信息处理技术等。 此外还有混合模型，如图1所示的软测量模型就是结合了BP网络、RBF网络和部分最小二乘法建立的混合模型[5]。 4)软测量模型的在线校正 图1 软测量模型
精心整理关于青少年自控力研究的调查报告 姓名：刘晓霞、黎亚文、张容榕、 杜雅玲、钟彩凤、何林兰 二、文献综述............................. 错误!未指定书签。 （一）青少年自控力相关概念的研究..... 错误!未指定书签。 （二）青少年自控力表现的研究......... 错误!未指定书签。 （三）青少年自控力影响因素的研究..... 错误!未指定书签。 （四）青少年自控力影响的研究......... 错误!未指定书签。
（五）提高青少年自控力对策的研究..... 错误!未指定书签。 三、调查结果分析......................... 错误!未指定书签。 （一）青少年自控力表现............... 错误!未指定书签。 （二）青少年自控力的影响因素......... 错误!未指定书签。 （三）提高青少年自控力对策........... 错误!未指定书签。 意志 自控力，对于人的一生都是非常重要的尤其是青少年。在媒体报纸上，经常可以看到青少年走自杀、青少年变成混混、青少年吸毒等等不良现象，在学校，也可以经常听到“某某同学上课打瞌睡”、“某某同学逃课上网吧”等话语，这说明当代青少年的自控力较弱，没有控制自己、青少年自控力低下现象已经引起家长、学校和社会的广泛关注。 通过对中学生(包括初中、高中生)自控力偏弱的相关表现、影响因素以及相应的对策的调查研究，进一步了解当代青少年（主要是中学生）自控力的现状，并为提升青少年自控力提出可借鉴的策略。 通过对中学生自控力的研究，一方面，可以警醒父母提升对孩子的关注度和责任感，提高家庭
《管理学基础》课程综述 《管理学基础》是一个管理者有效达到组织目标的知道工具书籍。通过两年的学习，我基本了解到了有组织、有意识地进行协调工作的重要性，并在生活实践中充分得到体会和贯通。选择学习《管理学基础》对我的人生大有裨益。 （一）《管理学基础》的主要内容 管理学是一门综合性的交叉科学或边缘科学，它一般有5个主要特点，是一般研究各种管理活动中的普遍规律、基本原则和一般方法的科学。掌握管理学，可以在一定的环境中，通过计划、组织、领导和控制等活动，协调组织各种资源，以期更有效地实现组织目标的过程。它还主要讲述了对管理活动过程进行科学具体的总结。本书主要有十四章内容。 第一章管理与管理学 主要讲述的是管理的概念、性质、科学性、艺术性、以及影响组织管理的外部环境及因素，组织的外部环境特征乃至组织与外部环境有哪些关系。 管理学是研究管理活动及其规律的科学，是管理实践活动的科学总结。首先，自然属性和社会属性是管理的二重性，它是由生产社会化引起的，其职能主要源于管理的性质，如何合理的组织生
产力和维护生产关系，是其职能所在。它是通过管理活动来体现的。社会环境对组织的作用和组织对外部环境的适应性，告诉我们应积极主动的采取措施，适应环境的变化，计划是基本职能，决策则在管理职能中占主导地位，组织是联系各职能的纽带。 第二章管理理论的形成与发展 讲述了管理理论的形成过程是通过实践得来的，科学管理的中心问题是提高生产率，是泰罗创建此理论的基本出发点。法约尔著有《工业管理和一般管理》，被誉为“经营管理理论之父”，以及霍桑试验，行为科学理论的三个层次：个体、团体和组织行为，管理过程学派是把管理学说与职能人联系起来。当今，现代管理学的应用使管理学有了新的发展与应用，出现了企业精神，制度文化以及物质文化的组织管理。而在众多管理理论的学派中，综合理解，具体利用则是关键。 第三章计划 计划工作有4个基本计划，目的性及有效的达到某种目标；主导性即任何管理活动都是为了支持实现组织的目标；普遍性即计划工作在各级管理人员中普遍存在；效率性即扣除制定费用和执行费用及其他因素后所余的总额。 无论是哪种计划，在这一管理的基本职能中，组织者在任何时候都要有计划有组织地进行管理，以确保组织目标的顺利完成。
成绩： 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名：黄国盛 班级：工化144 学号：201421714406 指导老师：刘芹 设计时间：2016.11.28-2016.12.2
目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10)
1.设计任务与要求 题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能 指标： （1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差0.05ss e rad <； （2）系统校正后，相位裕量45γ> 。 （3）截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得：20≥K ，取20=K ；得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图
第 2 章思考题与习题 2-1某一标尺为0～1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据： 标准表读数/℃0 200 400 600 800 1000 被校表读数/℃0 201 402 604 806 1001 2）该表精度； 3）如果工艺允许最大测量误差为±5℃，该表是否能用？ 2-2一台压力表量程为0～10MPa，经校验有以下测量结果： 标准表读数/MPa 0 2 4 6 8 10 被校表读数/MPa 正行程0 1.98 3.96 5.94 7.97 9.99 反行程0 2.02 4.03 6.06 8.03 10.01 2）基本误差； 3）该表是否符合1.0 级精度？ 2-3某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1.0 级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa 时，标准压力计上读数为5.08MPa，试问被校压力表在这一点上是否符合1 级精度，为什么？ 解答： 1）基本误差= ?100% 最大绝对误差?max＝0.01×10＝0.1MPa 2）校验点为5 MPa 时的基本误差：=5.08 - 5 ?100% = 0.8% 10 0.8％<1％，所以符合1.0 级表。
2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？ 解答： 1） 2） 2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为 1) 1.0 级，0～250mA 2）2.5 级，0～75mA 现要测量 50mA 的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？ 解答： 分析它们的最大误差： 1）?max ＝250×1％＝2.5mA ；= ± 2.5 ?100% = ±5% 50 2）?max ＝75×2.5％＝1.875mA ；= ± 1.875 ?100% = ±3.75% 50 选择 2.5 级，0～75mA 的表。 2-11 某 DDZ-Ⅲ型温度变送器输入量程为 200～1000℃，输出为 4～20mA 。当变送器输出电流为 10mA 时，对应的被测温度是多少？ 解答： 1000 - 200 = 20 - 4 T ； T=500 ?C 。 10 2-12 试简述弹簧管压力计的工作原理。现有某工艺要求压力范围为 1.2 ±0.05MPa ，可选用的弹簧管压力计精度有 1.0、1.5、 2.0、2.5 和 4.0 五个等级， 可选用的量程规格有 0～1.6MPa 、0～2.5MPa 和 0～4MPa 。请说明选用何种精度和量程（见附录 E ）的弹簧管压力计最合适？ 解答： 1） 工作原理： 2） 根据题意：压力范围为 1.2＋0.5 MPa ，即允许的最大绝对误差?max ＝0.05
《过程控制系统》习题解答 1－1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答:第一个阶段5０年代前后:实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表? 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数? 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定,消除或减少主要扰动对生产过程的影响? 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论,主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段6０年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表,其特点: 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制?３、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） ４、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段７0年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 ４、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段８0年代以后:飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展,包括先进的管理系统、调度和优化等。 １-2 与其它自动控制相比,过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程? 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制,其被控量需定量控制,而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异,产品多种多样;动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理(如发酵等)复杂,很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中,采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制,所以过程控制多半为参量控制。 五、过程控制方案十分丰富 过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。 过程特性:多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等。
过程控制系统考试知识点复习和总结 终极版 第五章复杂控制系统（串级、比值、均匀、分程、选择、前馈、双重控制）
串级控制系统 定义：采用不止一个控制器，而且控制器间相串接，一个控制器的输出作为另一个控制器的设定值的系统。 调节过程： 当燃料气压力或流量波动时，加热炉出口温度还没有变化，因此，主控制器输出不变，燃料气流量控制器因扰动的影响，使燃料气流量测量值变化，按定值控制系统的调节过程，副控制器改变控制阀开度，使燃料气流量稳定。与此同时，燃料气流量的变化也影响加热炉出口温度，使主控制器输出，即副控制器的设定变化，副控制器的设定和测量的同时变化，进一步加速了控制系统克服扰动的调节过程，使主被控变量回复到设定值。 当加热炉出口温度和燃料气流量同时变化时，主控制器经过主环及时调节副控制器的设定，使燃料气流量变化保持炉温恒定，而副控制器一方面接受主控制器的输出信号，同时，根据燃料气流量测量值的变化进行调节，使燃料气流量跟踪设定值变
化，使燃料气流量能根据加热炉出口温度及时调整，最终使加热炉出口温度迅速回复到设定值。 特点： 能迅速克服进入副回路扰动的影响 串级控制系统由于副回路的存在，改进了对象特性，提高了工作频率 串级控制系统的自适应能力 设计： ⑴主、副回路 副回路应尽量包含生产过程中主要的、变化剧烈、频繁和幅度大的扰动，并力求包含尽可能多的扰动。设计副回路应注意工艺上的合理性；应考虑经济性；注意主、副对象时间常数的匹配 ⑵串级控制系统中主、副控制器控制规律 主控制器起定值控制作用，副控制器对主控制器输出起随动控制作用，而对扰动作用起定值控制作用。主被控变量要求无余差，副被控变量却允许在一定范围内变动。主控制器可采用比例、积分两作用或比例、积分、微分三作用控制规律，副控制器单比例作用或比例积分作用控制规律。 ⑶主、副控制器正、反作用的选择
过程控制系统及工程综述报告 摘要：本文主要介绍了过程控制的发展史，回顾了计算机过程控制的发展状况以及未来的发展趋势，并且对过程控制和现代控制理论做了详细的论述 关键词: 过程控制、控制理论、控制工程、鲁棒控制等 1.过程控制的发展史 1.1 前沿 过程控制是工业自动化的重要分支。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。 1.2 发展过程 在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。在本世纪30 年代就已有应用。过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。在自动控制时期内，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。 从过程控制采用的理论与技术手段来看，可以粗略地把它划为三个阶段：开始到70 年代为第一阶段，70 年代至90 年代初为第二阶段，90 年代初为第三阶段开始。其中70 年代既是古典控制应用发展的鼎盛时期，又是现代控制应用发展的初期，90 年代初既是现代控制应用发展的繁荣时期，又是高级控制发展的初期。第一阶段是初级阶段，包括人工控制，以古典控制理论为主要基础，采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位进行控制，在诸多控制系统中，以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象与要求，创造了一些专门的控制系统，如：使物料按比例配制的比值控制，克服大滞后的Smith 预估器，克服干扰的前馈控制和串级控制等等，这阶段的主要任务是稳定系统，实现定值控制。这与当时生产水平是相适应的。 第二阶段是发展阶段，以现代控制理论为主要基础，以微型计算机和高档仪表为工具，对较复杂的工业过程进行控制。这阶段的建模理论、在线辨识和实时控制已突破前期的形式，继而涌现了大量的先进控制系统和高级控制策略，如克服对象特性时变和环境干扰等不确定影响的自适应控制，消除因模型失配而产生不良影响的预测控制等。这阶段的主要任务是克服干扰和模型变化，满足复杂的工艺要求，提高控制质量。1975 年，世界上第一台分散控制系统在美国Honeywell 公司问世，从而揭开了过程控制崭新的一页。分散控制系统也叫集散控制系统，它综合了计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术，采用多层分级的结构形式,按总体分散、管理集中的原则，完成对工业过程的操作、监视、控制。由于采用了分散的结构和冗余等技术，使系统的可靠性极高，再加上硬件方面的开放式框架和软件方面的模块化形式，使得它组态、扩展极为方便，还有众多的控制算法(几十至上百种) 、较好的人—机界面和故障检测报告功能。经过20 多年的发展，它已日臻完善，在众多的控制系统中，显示出出类拔萃的风范，因此，可以毫不夸张地说，分散控制系统是过程控制发展史上的一个里程碑。第三阶段是高级阶段，目前正在来到。 1.3 过程控制策略与算法进度 几十年来，过程控制策略与算法出现了三种类型：简单控制、复杂控制与先进控制。 通常将单回路PID控制称为简单控制。它一直是过程控制的主要手段。PID控制以经典控制理论为基础，主要用频域方法对控制系统进行分析与综合。目前，PID控制仍然得到
222010322072023 付珣利自动化01班位置随动系统： 控制系统原理图 （作业一） 1.1系统方块图 放大器K1 测速转换 测速电机 TG 电机SM 功放K3 放大器K2u -uo δu ui n 1.2控制方案 若电网电压受到波动，ui↑则δu↑u↑n↑uo↑ 所以δu↓u↓n↓从而使n达到稳定。 （作业二） 2.1由原理可知：
Θe （s ）=Θi （s ）—Θ0（s ） US （s ）=K0Θe （s ） Us （s ）=Raia(s)+LaSia+Eb （s ） M(s)=C m ia(s) JS 2θ0(S)+fs θ0(S)= M(s)-Mc (s) Eb(s)=Kb θ0(S) 2.2系统传递函数 ) ()(0s s i θθ=() ))((1) )((1)(1))((3 2103 210f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K a a b m a a m a a b m a a m +++ ++++++ ++= m b m a a m C K K K K K C f JS R S L S C K K K K 32103210))((++++ 2.3动态结构图 设定参数：f=20N,J=20K ·m 2,a R =20 Ω,La=1H,Ko=40,k1k2k3=100,Cm=1,Kb=0 （因为暂取Kb=0，测速反馈通道相当于没加进）
K=101/(0.05S+1)1/S(S+1)δU n Ui -u 图.动态结构图 则开环传递函数为：G(s)= ) 105.0)(1(10 ++s s s 闭环传递函数：Ψ（s ）=10 )105.0)(1(10 +++s s s 2.4信号流图 1/(0.05s+1)1/s(s+1) 10 -1 （作业三）系统性能 3.1系统响应及动态性能指标 单位阶跃响应曲线： 由阶跃响应曲线可得知：系统是稳定的，但震荡次数较多。由闭环主导极点
浅析工业当中自动化过程控制系统 11自动化一班邹航 201110320135 摘要:本文简单的阐述了我国现代制造工业当中过程控制系统的整 体水平及主要内容,在总结实际生产运用情况的同时也分析了这一领 域所面临的严重考验,并提出了自己的观点和看法。自动控制技术在 工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用,自动控 制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。随着国民经济和国防建设的发展,自动控制技术的应用日益广泛,其 重要作用也越来越显着。生产过程自动控制(简称过程控制)是自动 控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过 程的具体应用,是自动化技术的重要组成部分。 1、过程控制系统的特点 (1)生产过程的连续性:在过程控制系统中,大多数被控过程都是以 长期的或间歇形式运行,在密闭的设备中被控变量不断的受到各种扰动的影响。 (2)被控过程的复杂性:过程控制涉及范围广,被控对象较复杂。 (3)控制方案的多样性:过程控制系统的控制方案非常丰 富。 2、工业中过程控制系统的主要应用 2.1 自动检测系统 利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记 录。 2.2 自动信号和联锁保护系统 自动信号系统:当工艺参数超出要求范围,自动发出声光信号。联锁保护系统:达到危险状态,打开安全阀或切断某些通路,必要时紧急停车。(如图1所示) 2.3 自动操纵及自动开停车系统
自动操纵系统:根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统:按预先规定好的步骤将生产过程自动的投入运行或自动停车。 2.4 自动控制系统 利用自动控制装置对生产中某些关键性参数进行自动控制,使他们在受到外界扰动的影响而偏离正常状态时,能自动的回到规定范围。 3、过程控制系统的组成 3.1 检测元件 该单元的主要作用是检测被控元件的物理量。 3.2 控制器 将设定值与测量信号进行比较,求出它们之间的偏差,然后按照预先选定的控制规律进行计算并将计算结果作为控制信号送给执行装置。 3.3 执行器 该部分元件作用是接受控制器的控制信号,直接推动被控对象,使被控变量发生变化。 4、过程控制系统中的闭环控制系统 按照自动控制有无针对对象来划分,自动控制可分为“开环控制”和“闭环控制”。区分“开环控制”和“闭环控制”最直接的办法是看是否有最终对象的反馈,当然这个反馈不是人为直观观察的。目前工业自动化控制中采用最为广泛的就是闭环控制系统。 4.1 闭环控制系统的优缺点 闭环控制系统主要是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。其主要优点为,不管任何扰动引起被控变量偏离设定值,都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。其主要缺点为,由于闭环控制系统的控制作用只有在偏差出现后才产生,当系统的惯性滞后和纯滞后较大时,控制作用对扰动的克服不及时,从而使其控制质量大大降低。