第1章 自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識教學(xué)課件

1、化工儀表及自動化化工儀表及自動控制Chemical Industry Instrument and Automation control第一章 自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識化工儀表及自動化內(nèi)容提要n 化工自動化的主要內(nèi)容化工自動化的主要內(nèi)容n 自動控制系統(tǒng)的組成及分類自動控制系統(tǒng)的組成及分類n由四個環(huán)節(jié)組成由四個環(huán)節(jié)組成n自動控制系統(tǒng)的分類自動控制系統(tǒng)的分類n 自動控制系統(tǒng)的表示方法自動控制系統(tǒng)的表示方法n方塊圖的畫法方塊圖的畫法n帶控制點的儀表流程帶控制點的儀表流程圖（圖（PID）化工儀表及自動化n 自動控制系統(tǒng)的過渡過程和評價方法自動控制系統(tǒng)的過渡過程和評價方法n靜態(tài)和動態(tài)靜態(tài)和動態(tài)n過渡過程的形

2、式過渡過程的形式n過渡過程的性能指標(biāo)過渡過程的性能指標(biāo)n過渡過程的品質(zhì)指標(biāo)過渡過程的品質(zhì)指標(biāo)內(nèi)容提要化工儀表及自動化1.1化工自動化的主要內(nèi)容化工生產(chǎn)過程自動化，一般包括：p自動檢測系統(tǒng)p自動信號和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)p自動操縱、自動開停車及自動控制系統(tǒng)p自動控制系統(tǒng)化工儀表及自動化1.自動檢測系統(tǒng)利用各種檢測儀表對工藝參數(shù)進(jìn)行測量、指示或利用各種檢測儀表對工藝參數(shù)進(jìn)行測量、指示或記錄記錄 如：加熱爐溫度、壓力檢測。如：加熱爐溫度、壓力檢測。圖1-1熱交換器自動檢測系統(tǒng)化工儀表及自動化2.自動信號和聯(lián)鎖保護系統(tǒng)自動信號系統(tǒng)：自動信號系統(tǒng)：當(dāng)工藝參數(shù)超出要求范圍，自動發(fā)出聲當(dāng)工藝參數(shù)超出要求范圍，自動發(fā)

3、出聲光信號光信號 如：反應(yīng)器溫度、壓力進(jìn)入危險限時，加大冷卻劑如：反應(yīng)器溫度、壓力進(jìn)入危險限時，加大冷卻劑量或關(guān)閉進(jìn)料閥。量或關(guān)閉進(jìn)料閥。聯(lián)鎖保護系統(tǒng)：聯(lián)鎖保護系統(tǒng)：達(dá)到危險狀態(tài)，打開安全閥或切斷達(dá)到危險狀態(tài)，打開安全閥或切斷某些通路，必要時緊急停車某些通路，必要時緊急停車化工儀表及自動化3.自動操縱及自動開停車系統(tǒng)自動操縱系統(tǒng)：自動操縱系統(tǒng)：根據(jù)預(yù)先規(guī)定的步驟自動地對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行某種周期性操作。如：合成氨造氣車間煤氣發(fā)生爐，按吹風(fēng)、上吹、下吹、如：合成氨造氣車間煤氣發(fā)生爐，按吹風(fēng)、上吹、下吹、吹凈等步驟周期性地接通空氣和水蒸汽吹凈等步驟周期性地接通空氣和水蒸汽自動開停車系統(tǒng)：自動開停車系統(tǒng)：

4、按照預(yù)先規(guī)定好的步驟，將生產(chǎn)過程自動地投入運行或自動停車?；x表及自動化4.自動控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)：利用自動控制裝置對生產(chǎn)過程中的重要工藝參數(shù)進(jìn)行控制和調(diào)整，使其在受到外部干擾偏離正常狀態(tài)時能夠自動恢復(fù)到規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)而設(shè)置的系統(tǒng)。（本書介紹的重點內(nèi)容）（本書介紹的重點內(nèi)容）化工儀表及自動化之間的關(guān)系之間的關(guān)系l 自動檢測系統(tǒng)只能完成“了解”生產(chǎn)過程進(jìn)行情況的任務(wù)。l 聯(lián)鎖保護系統(tǒng)只能在工藝條件進(jìn)入某種極限狀態(tài)時，采取安全措施，以避免生產(chǎn)事故發(fā)生。l 自動操縱系統(tǒng)只能按照預(yù)先規(guī)定好的步驟進(jìn)行某種同期性操縱。l 只有自動控制系統(tǒng)才自動的排除各種于擾因素對工藝參數(shù)的影響，使它們始終保持在預(yù)先

5、規(guī)定的數(shù)值上，使得生產(chǎn)維持在正?；蜃罴训墓に嚥僮鳡顟B(tài)。（自動化生產(chǎn)中的核心部分）化工儀表及自動化1.2 自動控制系統(tǒng)的組成和分類一、自動控制系統(tǒng)的基本組成一、自動控制系統(tǒng)的基本組成圖1-2人工控制液位系統(tǒng)示意圖化工儀表及自動化檢測：檢測：用眼睛觀察玻璃管液位計（測量元件）中液位的高用眼睛觀察玻璃管液位計（測量元件）中液位的高低，并通過神經(jīng)系統(tǒng)告訴大腦。低，并通過神經(jīng)系統(tǒng)告訴大腦。執(zhí)行：執(zhí)行：根據(jù)大腦發(fā)出的命令，通過手去改變閥門開度，以根據(jù)大腦發(fā)出的命令，通過手去改變閥門開度，以改變出口流量改變出口流量Qo，從而使液位保持在所需高度上。，從而使液位保持在所需高度上。運算（思考）、命令：運算（思考

6、）、命令：大腦根據(jù)眼睛看到的液位高度，加大腦根據(jù)眼睛看到的液位高度，加以思考并與要求的液位值進(jìn)行比較，得出偏差的大小和正以思考并與要求的液位值進(jìn)行比較，得出偏差的大小和正負(fù)，然后根據(jù)操作經(jīng)驗，經(jīng)思考、決策后發(fā)出命令。負(fù)，然后根據(jù)操作經(jīng)驗，經(jīng)思考、決策后發(fā)出命令。 一、自動控制系統(tǒng)的基本組成化工儀表及自動化圖1-2 人工操作圖人工操作與自動控制比較圖控制速度和精度不能滿足大型現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要圖1-3儲罐液位自動控制系統(tǒng)化工儀表及自動化為了完成人的眼、腦、手三個器官的任務(wù)，自動化裝置也包為了完成人的眼、腦、手三個器官的任務(wù)，自動化裝置也包括三個部分，分別用來模擬人的眼、腦和手的功能括三個部分，分別

7、用來模擬人的眼、腦和手的功能自動控制器測量元件與變送器執(zhí)行器它的功能是測量液位它的功能是測量液位并將液位的高低轉(zhuǎn)化并將液位的高低轉(zhuǎn)化為一種特定的、統(tǒng)一為一種特定的、統(tǒng)一的輸出信號（如氣壓的輸出信號（如氣壓信號或電壓、電流信信號或電壓、電流信號等）；號等）；它接受變送器送來的它接受變送器送來的信號，與工藝需要保信號，與工藝需要保持的液位高度相比較持的液位高度相比較得出偏差，并按某種得出偏差，并按某種運算規(guī)律算出結(jié)果，運算規(guī)律算出結(jié)果，然后將此結(jié)果用特定然后將此結(jié)果用特定信號（氣壓或電流）信號（氣壓或電流）發(fā)送出去；發(fā)送出去；通常指控制閥，它通常指控制閥，它與普通閥門的功能與普通閥門的功能一樣，只

8、不過它能一樣，只不過它能自動地根據(jù)控制器自動地根據(jù)控制器送來的信號值來改送來的信號值來改變閥門的開啟度。變閥門的開啟度。一、自動控制系統(tǒng)的基本組成化工儀表及自動化二、自動控制系統(tǒng)的分類自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號沒有反饋到輸入端，控制器不能隨時獲取被控變量的狀態(tài)信息而做出相應(yīng)的調(diào)整，不具備抑制干擾的能力。閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出信號通過測量變送環(huán)節(jié)反饋到輸入端，并與設(shè)定值相比較，得到的偏差傳送給控制器，形成一個閉合回路。當(dāng)被控變量偏離設(shè)定值時，控制器就會自動控制消除偏差，因此具有較強的抑制干擾的能力?；x表及自動化閉環(huán)控制系統(tǒng)又可以有多種分類方式，比如：按被控

9、變量來分類，可以分為流量、壓力、溫度、液位控制系統(tǒng)等；按控制器具有的控制規(guī)律來分類，可以分為比例、比例積分、比例微分、比例積分微分控制系統(tǒng)。按給定值是否變化和如何變化來分類，定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。二、自動控制系統(tǒng)的分類化工儀表及自動化三、按給定值分類分類 1.定值控制系統(tǒng) 2.隨動控制系統(tǒng) 3.程序控制系統(tǒng)化工儀表及自動化1.定值控制系統(tǒng)定值控制系統(tǒng)就是控制系統(tǒng)的給定值是固定不變的。在化工生產(chǎn)中，如果需要被控對象的工藝參數(shù)保持不變，或者說要求被控變量的給定值固定不變，那么就應(yīng)該采用定值控制系統(tǒng)?；どa(chǎn)中要求的大部分都是定值控制系統(tǒng)。化工儀表及自動化隨動控制系統(tǒng)也稱為自動跟

10、蹤系統(tǒng)，這類自動控制系統(tǒng)的特點是給定值不斷變化，而且這種變化不是預(yù)先設(shè)定，而是隨機的。隨動控制系統(tǒng)的目的就是使所控制的工藝參數(shù)能夠準(zhǔn)確而快速地跟隨給定值的變化。例如航空上的導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)，電視臺的天線接收系統(tǒng)，以及化工生產(chǎn)中固定比值的兩種流體的流量控制等都屬于隨動控制系統(tǒng)。2.隨動控制系統(tǒng)化工儀表及自動化程序控制系統(tǒng)也稱為順序控制系統(tǒng)，這類控制系統(tǒng)的給定值是變化的，但它不是隨機變化，而是一個已知的時間函數(shù)，即生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)按照一定的時間程序變化。例如間歇反應(yīng)器的升溫控制系統(tǒng)和機械工業(yè)中金屬熱處理的溫度控制系統(tǒng)都屬于該類系統(tǒng)。3.程序控制系統(tǒng)化工儀表及自動化一個完整的自動控制系統(tǒng)，由被控對象、測量元

11、件與變送器、控制器和執(zhí)行器四環(huán)節(jié)構(gòu)成。為了便于分析，清楚的表示自動控制系統(tǒng)組成各個環(huán)節(jié)之間的關(guān)系，可以采用方框圖和工藝管道流程圖表示自動控制系統(tǒng)。1.3 自動控制系統(tǒng)的表示方法化工儀表及自動化一、方框圖方框圖由方框、信號線、比較點、引出點等幾部分組成。p一個方框代表系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)p信號線用來表示各環(huán)節(jié)之間的相互關(guān)系和信號的流向p比較點表示對兩個或兩個以上信號進(jìn)行加減運算p引出點表示信號引出，從同一位置引出的信號完全相同。圖1-4自動控制系統(tǒng)方框圖化工儀表及自動化 圖中的每個方框表示控制系統(tǒng)的一個部分，兩個方框之間用一個帶有指向的箭頭符號表示其信號的相互關(guān)系。 箭頭指向方框表示該環(huán)節(jié)的輸入，箭

12、頭離開方框表示該環(huán)節(jié)的輸出。箭頭符號下面的字母表示兩個環(huán)節(jié)之間使用的是什么信號。一、方框圖圖1-4自動控制系統(tǒng)方框圖化工儀表及自動化控制器前端的小圓圈表示比較機構(gòu)，實際上它是控制器的一個組成部分。在方框圖中單獨把它畫出來是為了更清楚的說明它的比較作用。在自動控制過程中，把用來克服干擾對被控變量的影響，實現(xiàn)控制作用的變量參數(shù)稱為操縱變量，實際生產(chǎn)中經(jīng)常將流體的流量作為操縱變量。一、方框圖圖1-4自動控制系統(tǒng)方框圖化工儀表及自動化u方框圖中的每一個方框都代表一個具體的裝置。u方框與方框之間的連線只是代表方框之間的信號聯(lián)系，并不代表方框之間的物料聯(lián)系，方框之間連接線的箭頭只是代表信號作用的方向，與工

13、藝流程圖上的物料線是不同的。u自動控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)系統(tǒng)。一、方框圖注意：注意：圖1-4自動控制系統(tǒng)方框圖化工儀表及自動化自動控制的優(yōu)點 自動控制系統(tǒng)是具有被控變量負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，它與自動檢測、自動操縱等開環(huán)控制系統(tǒng)比較，最本質(zhì)的區(qū)別就在于自動控制系統(tǒng)有負(fù)反饋。閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點：自動控制系統(tǒng)由于是具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，它可以隨時了解被控對象的情況，有針對性地根據(jù)被控變量的變化情況而改變控制作用的大小和方向，從而使系統(tǒng)的工作狀態(tài)始終等于或接近于所希望的狀態(tài)?；x表及自動化二、工藝管道及控制流程圖 工藝管道及控制流程圖（Piping and Instrumention Diagram，P&

14、;ID）是在工藝流程圖的基礎(chǔ)上，按照其流程順序，標(biāo)出相應(yīng)的測量點、控制點、控制系統(tǒng)及自動信號與連鎖保護系統(tǒng)等形成的描述生產(chǎn)過程控制的原理圖?；x表及自動化二、工藝管道及控制流程圖圖1-6 脫乙烷塔工藝管道及控制流程圖化工儀表及自動化（1）圖形符號 測量點（包括檢測元件、取樣點）測量點是由工藝設(shè)備輪廓線或工藝管線引到儀表圓圈的連接線的起點，一般無特定的圖形符號。圖1-7測量點示意圖檢測元件也可以用象形或圖形符號表示，例如采用孔板檢測流量時，檢測點也可用圖1-6中進(jìn)料管線上的符號表示?；x表及自動化（1）圖形符號連接線通用的儀表信號線均以細(xì)實線表示，必要時也可用加箭頭的方式表示信號的方向。儀表

15、的圖形符號儀表的圖形符號是一個細(xì)實線圓圈，直徑約10mm，儀表不同的安裝位置均有相應(yīng)的圖形符號來表示。圖1-8連接線示意圖化工儀表及自動化表1-1儀表安裝位置的圖形符號表示（1）圖形符號化工儀表及自動化在工藝管道及控制流程圖中，位于表示儀表的小圓圈的上半圓內(nèi)，一般標(biāo)有兩位（或兩位以上）字母，第一位字母表示被測變量，后面字母表示儀表的功能。（2）字母代號化工儀表及自動化（2）字母代號常用的被測變量和儀表功能的字母代號見表1-2?；x表及自動化儀表位號由字母代號和阿拉伯?dāng)?shù)字編號兩部分組成。儀表位號按被控變量來進(jìn)行分類，不同被控變量的儀表位號應(yīng)分別編號。阿拉伯?dāng)?shù)字編號寫在圓圈的下半部，第一位數(shù)字表

16、示工段號，后續(xù)數(shù)字表示儀表序號。（3）儀表位號例圖1-4中的PI-206表示這是一臺測量點在加熱蒸汽管線上的蒸汽壓力指示儀表，該儀表為就地安裝，工段號為2，儀表序號為06?；x表及自動化1.4 自動控制系統(tǒng)的過渡過程和評價方法靜態(tài)靜態(tài)-被控變量不隨時間而變化的平衡狀態(tài)被控變量不隨時間而變化的平衡狀態(tài)動態(tài)動態(tài)-被控變量隨時間而變化的不平衡狀態(tài)被控變量隨時間而變化的不平衡狀態(tài)u系統(tǒng)的輸入（設(shè)定值和擾動量）及輸出（被控變量）都保持不變u系統(tǒng)內(nèi)各組成環(huán)節(jié)都不改變其原來的狀態(tài)，輸入、輸出信號的變化率為零。u此時生產(chǎn)仍在進(jìn)行，物料和能量仍然有進(jìn)有出u因此靜態(tài)反映的是相對平衡狀態(tài)。當(dāng)一個原來處于相對平衡狀

17、態(tài)的系統(tǒng)受到擾動作用的影響后，其平衡狀態(tài)受到破壞，被控變量偏離設(shè)定值，此時控制器會改變原來的狀態(tài)，產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用，改變操縱變量去克服擾動的影響，力圖恢復(fù)平衡狀態(tài)?；x表及自動化在自動控制過程中，由于干擾是客觀存在的，不可避免。例如在生產(chǎn)過程中前后工序的相互影響；電壓、氣壓的波動；氣候的影響等，這些都會引起被控動變量的變動。為消除這種變動，就需要自動控制系統(tǒng)不斷地施加控制作用去對抗或抵消干擾作用的影響，從而使被控變量回歸到給定值，重新達(dá)到靜態(tài)。因此，自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)都是相對的、暫時的，而動態(tài)過程會時刻存在。所以了解和研究系統(tǒng)的動態(tài)過程就顯得尤為重要。一、自動控制系統(tǒng)的過渡過程化工儀表及自

18、動化一、自動控制系統(tǒng)的過渡過程過渡過程u過渡過程過渡過程-在設(shè)定值發(fā)生變化或系統(tǒng)受到干擾作用后，系在設(shè)定值發(fā)生變化或系統(tǒng)受到干擾作用后，系統(tǒng)將從原來的平衡狀態(tài)經(jīng)歷一個過程進(jìn)入另一個新的平衡狀態(tài)。統(tǒng)將從原來的平衡狀態(tài)經(jīng)歷一個過程進(jìn)入另一個新的平衡狀態(tài)。u在一個平衡系統(tǒng)中，由于干擾作用破壞了這種平衡，在一個平衡系統(tǒng)中，由于干擾作用破壞了這種平衡，被控變被控變量量就會發(fā)生變化，從而使就會發(fā)生變化，從而使控制器、執(zhí)行閥控制器、執(zhí)行閥等自動裝置改變原來等自動裝置改變原來的平衡時所處的狀態(tài)，產(chǎn)生一定的的平衡時所處的狀態(tài)，產(chǎn)生一定的控制作用控制作用來克服干擾的影響，來克服干擾的影響，并力圖使系統(tǒng)恢復(fù)平衡。并

19、力圖使系統(tǒng)恢復(fù)平衡?；x表及自動化u系統(tǒng)在動態(tài)過程中，被控變量是隨時間變化的。被控變量隨時間的變化規(guī)律首先取決于作用于系統(tǒng)的干擾形式。u實際生產(chǎn)中，干擾作用沒有固定的形式，且大多屬于隨機形式。在研究和控制系統(tǒng)時，考慮到安全因素和使用方便的原因，常選擇一些定型的干擾形式，如階躍干擾、脈沖信號、正弦信號等，其中常用的是階躍干擾。一、自動控制系統(tǒng)的過渡過程化工儀表及自動化一、自動控制系統(tǒng)的過渡過程采取階躍干擾是因為考慮到這種形式的干擾比較突然，比較危險，它對被控變量的影響也最大，如果一個控制系統(tǒng)能夠有效地克服這種形式的干擾，那么一定能克服其他形式比較溫和的干擾。這種干擾的形式簡單，容易實現(xiàn)，便于分

20、析、實驗和計算。圖1-10 階躍干擾作用化工儀表及自動化二、過渡過程的形式自動控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下的過渡過程主要有四種基本形式，如圖1-11所示。圖圖1-11四種過渡形式示意圖四種過渡形式示意圖化工儀表及自動化被控變量受到干擾作用一側(cè)變化無來回波動最終穩(wěn)定衰減振蕩過程衰減振蕩過程等幅振蕩過程等幅振蕩過程發(fā)散振蕩過程發(fā)散振蕩過程被控變量受到干擾作用上下波動波動幅度逐漸減小最終穩(wěn)定被控變量受到干擾作用上下波動幅值不變被控變量受到干擾作用上下波動幅值逐漸增大非周期衰減過程非周期衰減過程？二、過渡過程的形式化工儀表及自動化二、過渡過程的形式 1）過渡過程（）過渡過程（4）是發(fā)散的，稱為）是發(fā)散的，

21、稱為不穩(wěn)定不穩(wěn)定的過渡過程的過渡過程 被控變量在控制過程中，不但不能達(dá)到平衡狀態(tài)，而且逐漸遠(yuǎn)被控變量在控制過程中，不但不能達(dá)到平衡狀態(tài)，而且逐漸遠(yuǎn)離給定值。離給定值。 2）過渡過程（）過渡過程（1）和（）和（2）都是衰減得稱為）都是衰減得稱為穩(wěn)定過程穩(wěn)定過程。被控變量經(jīng)過一段時間后，逐漸趨向原來的或新的平衡狀態(tài)。被控變量經(jīng)過一段時間后，逐漸趨向原來的或新的平衡狀態(tài)。3）過渡過程（）過渡過程（3）介于不穩(wěn)定和穩(wěn)定之間，一般也認(rèn)為是不穩(wěn)）介于不穩(wěn)定和穩(wěn)定之間，一般也認(rèn)為是不穩(wěn)定過程，生產(chǎn)上不能采用。定過程，生產(chǎn)上不能采用。綜上所述，非振蕩衰減過程和衰減振蕩過程是穩(wěn)定過程，能綜上所述，非振蕩衰減過程

22、和衰減振蕩過程是穩(wěn)定過程，能基本滿足控制要求?；緷M足控制要求?；x表及自動化三、自動控制系統(tǒng)的評價指標(biāo)性能指標(biāo)性能指標(biāo)穩(wěn)穩(wěn)準(zhǔn)準(zhǔn)快快1. 控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)性能指標(biāo)2化工儀表及自動化2.控制系統(tǒng)的品質(zhì)要求控制系統(tǒng)的品質(zhì)要求 假定自動控制系統(tǒng)在階躍輸入作用下，被控變量的變化曲線如圖假定自動控制系統(tǒng)在階躍輸入作用下，被控變量的變化曲線如圖所示，這屬于衰減振蕩的過渡過程。坐標(biāo)：所示，這屬于衰減振蕩的過渡過程。坐標(biāo)：t-時間；時間；y-被控變量被控變量離開給定值的變化量；離開給定值的變化量； 假定在假定在t=0之前，系統(tǒng)穩(wěn)定，且被控變量等于給定值，即之前，系統(tǒng)穩(wěn)定，且被控變量等于給定值，即

23、y=0； 在在t=0瞬間，外加階躍干擾作用，系統(tǒng)地被控變量開始按衰減振瞬間，外加階躍干擾作用，系統(tǒng)地被控變量開始按衰減振蕩的規(guī)律變化，經(jīng)過相當(dāng)長時間后，蕩的規(guī)律變化，經(jīng)過相當(dāng)長時間后，y逐漸穩(wěn)定在逐漸穩(wěn)定在C值上，即值上，即y（）=C?；x表及自動化p 是指被控變量第一個波峰值與設(shè)定值的差。 p 最大偏差（或超調(diào)量）表示了瞬間被控變量偏離設(shè)定值的最大程度。p A愈大，表示偏離生產(chǎn)規(guī)定的狀態(tài)愈遠(yuǎn)，特別是對一些有危險限制的情況，如化學(xué)反應(yīng)器的化合物爆炸極限等，應(yīng)特別慎重，以確保生產(chǎn)安全進(jìn)行。 （1）最大偏差）最大偏差A(yù)或超調(diào)量或超調(diào)量B最大偏差最大偏差A(yù)超調(diào)量超調(diào)量BAB化工儀表及自動化 這是表

24、示衰減過程響應(yīng)曲線衰減程度的指標(biāo)。數(shù)值上等于同方向兩個相鄰波峰值之比，即：BBn 衰減比衰減比B/B，BB，（2）衰減比）衰減比當(dāng)n=1為等幅振蕩；n1為衰減振蕩。為保持系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定程度，工程上常取衰減比為4:110:1?；x表及自動化ABB， 余差是指過渡過程終了時新穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差。余差是指過渡過程終了時新穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差。 它是反映控制系統(tǒng)控制精度的靜態(tài)指標(biāo)，一般希望它為零它是反映控制系統(tǒng)控制精度的靜態(tài)指標(biāo)，一般希望它為零或不超過工藝設(shè)計的范圍?；虿怀^工藝設(shè)計的范圍。 被控變量越接近給定值越好，亦即余差越小越好。被控變量越接近給定值越好，亦即余差越小越好。 （3）余差）余差C

25、余差余差CC化工儀表及自動化過渡時間是指控制系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量從過渡狀態(tài)恢過渡時間是指控制系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量從過渡狀態(tài)恢復(fù)到新的平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的最短時間。復(fù)到新的平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的最短時間。嚴(yán)格講，對于具有一定衰減比的衰減振蕩過程來說，要完全達(dá)到嚴(yán)格講，對于具有一定衰減比的衰減振蕩過程來說，要完全達(dá)到新的平衡需要無限長的時間。實際上，由于儀表的靈敏度的限制，新的平衡需要無限長的時間。實際上，由于儀表的靈敏度的限制，當(dāng)被控變量接近穩(wěn)態(tài)值時，指示值就基本不變了，因此，當(dāng)被控變量接近穩(wěn)態(tài)值時，指示值就基本不變了，因此，一般在一般在穩(wěn)態(tài)值的上下規(guī)定一個小的范圍，當(dāng)被控變量進(jìn)入這一范圍

26、，一穩(wěn)態(tài)值的上下規(guī)定一個小的范圍，當(dāng)被控變量進(jìn)入這一范圍，一般定為穩(wěn)態(tài)值的般定為穩(wěn)態(tài)值的+5%（也有的規(guī)定為（也有的規(guī)定為+2%）。）。按照這個規(guī)定，過渡時間就是從干擾開始作用之時起，直至被控按照這個規(guī)定，過渡時間就是從干擾開始作用之時起，直至被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的+5%（或（或+2%）的范圍內(nèi)且不再越出時為止）的范圍內(nèi)且不再越出時為止所經(jīng)歷的時間。所經(jīng)歷的時間。過渡時間短，表示過渡過程進(jìn)行得比較迅速，這是即時干擾頻繁出現(xiàn)，系統(tǒng)也能適應(yīng)，系統(tǒng)控制質(zhì)量就高；（4）過渡時間）過渡時間tABB，C過渡時間過渡時間ts+2%或或+5%化工儀表及自動化ABB，C 過渡過程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時間叫振蕩過渡過程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時間叫振蕩周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。 在衰減比相同的情況下，周期與過渡時間成正比，一般在衰減比相同的情況下，周期與過渡時間成正比，一般希望振蕩周期短一些為好。希望振蕩周期短一些為好。（5） 振蕩周期或頻率振蕩周期或頻率振蕩周期振蕩周期T化工儀表及自動化某反應(yīng)器的溫度控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下的過渡過程曲線某反應(yīng)器的溫度控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖如圖1-13所示。請分別求出最大偏差、余差、衰減比、