化工自动化基础：自动控制系统的理解与复习

"化工仪表及自动化复习题(期中).pdf" 本文档是关于化工仪表及自动化的一份复习资料，涵盖了自动控制系统的基本概念，重点强调了自动控制系统的组成、各部分功能、过渡过程的特性以及品质指标。以下是具体内容的详细阐述： 1. 自动控制系统的基础： - 自动控制系统通常由被控对象、测量元件及变送器、执行器和控制器四个主要环节构成。被控对象是需要进行控制的系统，例如化工生产过程中的反应釜。测量元件和变送器用于感知被控变量（如温度、压力等），并将这些变化转化为电信号。控制器接收并处理这些信号，计算偏差，并向执行器发送指令。执行器则根据控制器的信号调整输入，以维持被控变量在期望范围内。 2. 过渡过程的分析： - 过渡过程有四种基本形式：衰减振荡、非振荡衰减、等幅振荡和发散振荡。这些形式反映了系统对扰动的响应方式。其中，衰减振荡是最常见的稳定过程，系统最终会回到设定点，但可能会经过多次振荡。过渡过程的品质指标包括最大偏差A、衰减比、余差和过渡时间。这些指标衡量了系统的稳定性和控制精度。 3. 负反馈的概念： - 负反馈是一种将系统输出信号的一部分反转并返回到输入端，以减少系统误差的机制。负反馈可以提高系统的稳定性，降低对扰动的敏感性，使系统性能更佳。 4. 温度控制系统的实例： - 在一个反应器温度控制系统中，被控变量是反应釜的温度（TC），操纵变量是载热体的流量，而可能的干扰因素包括加料的流量、温度及载热体自身的温度。系统方块图描绘了这些元素之间的关系，显示了信号的流向和处理过程。 5. 控制系统的性能要求： - 对于一个发酵过程，要求操作温度保持在40±2ºC，最大允许的温度偏离为6ºC。设计定值控制系统的目标就是确保在受到阶跃干扰时，系统能够快速且有效地恢复到设定点附近，保证发酵效果。 这份复习资料是为准备化工仪表及自动化考试的学生提供的，涵盖了控制系统设计、分析和优化的关键概念，对于理解和应用自动化技术在化工生产中的应用具有重要价值。