序号2周次1授课形式讲授授课章节名称§1-3控制系统的过渡过程§1-4工艺管道及控制流程图教学目的通过讲解,使同学们掌握自动控制系统过渡过程的基本形式及其质量指标,基本掌握工艺管道及控制流程图。教学重点过渡过程的质量指标及其表示方法,工艺管道及控制流程图教学难点过渡过程的质量指标及其表示方法,工艺管道及控制流程图使用教具未使用教具。课外作业1.复习所学内容2.P.17:2、6、8课后体会少部分学生对过渡过程的质量指标掌握得不够好,完成作业有困难,需进一步讲解。授课主要内容复习提问:自动控制系统的组成框图由哪几部分组成?如果干扰出现,系统将会这样动作?引入新课。一、过渡过程和品质指标(一)过渡过程1.控制系统的状态(1)静态(稳态):被控变量不随时间变化的平衡状态。(2)动态:被控变量随时间变化的不平衡状态。(3)过渡过程:从原有平衡状态过渡到新的平衡状态的过程,即从干扰开始,经过控制,直到系统重新达到新的平衡状态。也是控制作用不断克服干扰作用的过程。(4)干扰作用:破坏系统平衡,使被控变量偏离设定值的各种外来因素。2.自动控制系统的过渡过程基本形式(1)发散振荡:被控变量越来越偏离设定值,是不稳定状态,易引起事故。(2)等幅振荡:被控变量始终在设定值附近上下波动,介于稳定和不稳定之间,是临界状态。(3)衰减振荡:被控变量经振荡,越来越靠近设定值,是稳定状态。(4)单调过程:属稳定状态,但变化过程过于缓慢。(二)品质指标1.最大偏差最大偏差是指过渡过程中被控变量偏离设定值的最大数值。它描述了被控变量偏离设定值的程度。超调量σmax:被控变量最大指示值与新稳态值之差。即以稳态值为基准的第一个波峰。σmax=B2.衰减比:过渡过程曲线上同向相邻两个波的振幅之比。N=B/B'介于4:1~10:1之间是动态指标。3.余差:过渡过程结束时的残余偏差,为设定值与稳态值之差。余差是静态指标、精度指标。控制系统按有无余差分为有差控制系统(C≠0)和无差控制系统(C=0)。4.过渡时间:过渡过程所经历的时间。是快速性指标。控制系统受到干扰作用后,被控变量从原有稳定状态过渡到新稳态值的±5%(或±2%)范围内,且不再越出时,所经历的时间。过渡时间越短,表示过渡过程进行得越迅速,越容易克服扰动。5.振荡周期:过渡过程曲线上同向相邻两波峰间的时间间隔。振荡周期越短,过渡过程时间越短,越易克服扰动。(三)系统响应从五个基本指标看系统的响应,可从稳定性、快速性、精确性三个方面考虑。二、影响系统品质指标的因素1.对象特性2.自动化装置的性能三、管道及控制流程图1.化工生产的基本流程:原料→输入设备→前处理过程(分离或精制)→化学反应过程→后处理过程(提纯反应生成物、回收未反应原料及副产品)→输出设备→成品2.工艺管道及控制流程图(P&ID)图:在工艺流程图上按流程顺序标注出相应的测量点、控制点、控制系统、自动报警及联锁保护系统等所构成的图。(1)标注含义:P&ID图中,每个仪表都有由字母代号组合和回路编号组成的仪表位号。字母代号中第一字母表示被测变量,后续字母表示仪表的功能。回路编号第一位数表示工序号,后续数字(二位或三位)表示顺序号。(2)示例:图中,圆圈外加方框表示集散型控制系统,圆圈外不加方框表示离散仪表;圆圈中无横线表示现场安装,有横线表示集中盘面安装(装于仪表盘)。图1表示温度检测,装于第一个工序第01个回路(位置)。图2表示第106号位置为液位指示控制回路(液位指示控制器装于仪表盘上)。图3表示第598号位置为流量指示控制单元(现场安装的集散型控制系统)四、小结:1.掌握衰减振荡的品质指标有最大偏差、衰减比、余差、过渡时间及振荡时间等。必须根据具体的控制要求,优先保证主要的质量指标满足要求。2.应能看懂工艺管道及控制流程图,找出测量点、控制点、控制系统等,明确其标注含义。五、作业:1.复习所学内容2.P.17:2、6、8序号3周次2授课形式讲授授课章节名称§2-1概述§2-2检测环节的质量指标教学目的通过讲解,使学生基本掌握自动检测系统的组成与检测环节的质量指标。教学重点检测仪表的质量指标。教学难点检测...