第 五 章 教 学 实 施 计 划

课题：单回路控制系统的设计及参数整定方法 学时安排 （6学时） 授课时间 （6学时） 教学内容及要求（分了解、理解、掌握 三个层次）：�� 重点掌握单回路过程控制系统的基本组成和工作原理；掌握过程特性对控制质量的影响及控制方案的确定；了解调节规律对控制质量的影响及调节规律的选择；要求掌握单回路控制系统的实际应用设计及调节器参数的工程整定方法。 重点：掌握单回路过程控制系统的基本组成和工作原理； 难点：单回路控制系统的实际应用设计及调节器参数的工程整定方法。 讨论/思考题、作业： 作业：P173 1-1 1-3 1-10 本章参考书目（包括参考书、文献资料等）： 第 页

第 五 章 教 学 总 结

写出关于本章授课情况的一些总结（包括学生的出勤情况、学生作业情况、学生掌握知识情况、教学方法的总结等内容）： 第 页

课 堂 教 学 实 施 方 案

第 8 次课 授课时间：2008-09-26 教学时间分配： 复习旧课 2 分钟；讲授新课 85 分钟； 讨论/答疑/小结 5/5/3 分钟； 授课类型（请打√）：理论课√□ 讨论课□ 实验课□ 习题课□ 课□ 教学方式（请打√）：讲授√□ 讨论□ 示教□ 指导□ 教学手段（请打√）：多媒体□ 模型□ 实物□ 挂图□ 音像□ 课 题： 教 学 内 容：第一节 单回路控制系统的组成 单回路控制系统：指仅有一个检测变送器，一个调节器，一个执行器（调节阀）连同控制对象组成的一种闭环反馈控制系统。 组成如图所示，该系统是用蒸汽去加热蛇形管内流动的冷水，使冷水被加热成为具有一定温度的热水。热水温度是该系统要控制的被控参数。引起热水温度变化的诸因素 就是所谓的干扰。干扰可分为内部扰动和外部扰动两种：1、在没有控制作用（调节阀不动作）而通过控制通道（调节阀）的干扰称为内部干扰，如蒸汽压力的波动使热水温度也随着波动就是一种内部干扰。2、凡内部干扰以外的所有干扰统称为外部干扰。如冷水流量、温度、 压力等。 外扰 调节器 内扰 被控对象 给定值 被控参数 温度变送器 我们把执行器、控制对象，温度变送器归在一起作为一个整体，称“广义控制对象”则控制方框图就简化为： 给定值 调节器 广义对象 被控参数 单回路控制系统是所有自动控制系统中最简单，最基本的控制系统。它适用于控制对象的滞后较小，负荷和干扰变化都比较平缓或控制要求不很高的场合。这种系统在现代工业生产中是应用最广泛又能解决大量工程控制问题，并且在以后各章要介绍的各种常规复杂控制系统，也都是在它的基础上发展起来的，而且，很多常规复杂控制系统往往又可简化成为单回路系统来处理。由此可见，它是各种常规复杂控制系统的基础 第二节 被控量与操纵量的选择 一、被控量的选择 选择被控量控制系统方案设计中最重要的一环，它直接关系到生产是否稳定，产品、产量和质量能否得到改善等关键问题。 被控量选择的两种方法：一是选择能直接反应生产过程产量和质量，并能保证安全运行的参数作为被控量，称为直接参数法；二是直接参数难于检测或无法检测或时滞较大，不能满足控制系统的实时性需要的，这时可选择那些能间接反应产品产量和质量，并能保证安全运行的参数作为被控量，称为间接参数法。 二、操纵量的选择： 1、 操纵量应具有可控性，工艺操作的合理性、经济性。 2、 由于干扰通道的时间常数越小，对被控量的影响越大，而控制通道的时间常数对被控量的控制作用强，因此选择操纵量是应使干扰通道的时间常数越大越好，而控制通道的时间常数应当小一些。纯滞后时间则越小越好。 3、 如果有几个干扰同时作用于控制系统，由于从检测元件处进入的干扰对被控量的影响最严重，因此，在选择操纵量是应尽力使干扰远离被控量并尽可能向执行器靠近。 4、 如果广义对象是由几个时间常数串联而形成的，在选择操纵量是应当尽可能地避免几个时间常数相等或相近的情况，它们的时间常数的差别越大越好。 第 页