《過(guò)程控制工程》教學(xué)PPT課件

《過(guò)程控制工程》教學(xué)PPT課件,過(guò)程控制工程,過(guò)程,控制工程,教學(xué),PPT,課件 過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程華華 東東 理理 工工 大大 學(xué)學(xué)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -2-緒緒 論論主要內(nèi)容0.1 什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制？什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制？0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -3-Cybernetics Or Control And Communication In The Animal And The Machine,written in 1947,published in 1948,by Norbert Wiener.l控制理論的提出控制理論的提出0.1 什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制?國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -4-1954年年錢(qián)學(xué)森錢(qián)學(xué)森所著所著工程控制論工程控制論(Engineering Cybernetics)一書(shū)英文一書(shū)英文版問(wèn)世，第一次用版問(wèn)世，第一次用工程控制論工程控制論這一名這一名詞稱(chēng)呼在工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)中能夠直接詞稱(chēng)呼在工程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)中能夠直接應(yīng)用的關(guān)于受控工程系統(tǒng)的理論、概應(yīng)用的關(guān)于受控工程系統(tǒng)的理論、概念及方法。念及方法。l工程控制論的提出工程控制論的提出0.1 什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制?國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -5-工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制是指是指:石油、化工、電力、冶金、輕工、石油、化工、電力、冶金、輕工、建材、建材、水利、紡織、制藥、水利、紡織、制藥、核能核能、環(huán)、環(huán)境工程境工程等生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。等生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。0.1 什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制?國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -6-獨(dú)山子石化千萬(wàn)噸煉油百萬(wàn)噸乙烯工程獨(dú)山子石化千萬(wàn)噸煉油百萬(wàn)噸乙烯工程國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -7-鎮(zhèn)海百萬(wàn)噸乙烯鎮(zhèn)海百萬(wàn)噸乙烯國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -8-國(guó)電江陰蘇龍發(fā)電有限公司國(guó)電江陰蘇龍發(fā)電有限公司國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -9-巴基斯坦古杜電廠巴基斯坦古杜電廠國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -10-廣東大亞灣核電廠廣東大亞灣核電廠國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -11-核電廠核電廠國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -12-福建煉油廠福建煉油廠國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -13-武漢鋼鐵公司武漢鋼鐵公司國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -14-多倫煤氣化裝置多倫煤氣化裝置國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -15-污水處理廠污水處理廠國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -16-揚(yáng)子石化揚(yáng)子石化國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -17-蘭州石化蘭州石化國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -18-天津石化天津石化國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -19-學(xué)生在揚(yáng)子石化實(shí)習(xí)學(xué)生在揚(yáng)子石化實(shí)習(xí)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -20-學(xué)生在蘭州石化實(shí)習(xí)學(xué)生在蘭州石化實(shí)習(xí)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -21-自動(dòng)化是新技術(shù)革命一部分自動(dòng)化是新技術(shù)革命一部分r保證安全運(yùn)行保證安全運(yùn)行r保證產(chǎn)品質(zhì)量保證產(chǎn)品質(zhì)量r提高產(chǎn)量提高產(chǎn)量r降低能耗降低能耗r改善勞動(dòng)條件改善勞動(dòng)條件r提高管理水平提高管理水平r提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 0.1 什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制什么是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制?國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -22-緒緒 論論主要內(nèi)容0.1 什么是工業(yè)過(guò)程控制？什么是工業(yè)過(guò)程控制？0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -23-0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展第一第一階段段第二第二階段段第三第三階段段大系統(tǒng)理論現(xiàn)代現(xiàn)代控制控制經(jīng)典經(jīng)典控制控制智能控制第四第四階段段國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -24-1、20世紀(jì)世紀(jì)40-50年代年代經(jīng)典控制理論經(jīng)典控制理論 經(jīng)典控制理論以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，在頻率域?qū)?jīng)典控制理論以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，在頻率域?qū)屋斎雴屋敵鰡屋斎雴屋敵?SISO)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的理論?？刂葡到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的理論。最輝煌的成果之一最輝煌的成果之一PID控制控制 根軌跡（根軌跡（Evans）頻率特性（頻率特性（Nyquist、Bode）隨動(dòng)控制隨動(dòng)控制/定值控制定值控制 定量分析困難定量分析困難/定性分析相當(dāng)有用定性分析相當(dāng)有用0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -25-經(jīng)典控制理論面臨的挑戰(zhàn)：經(jīng)典控制理論面臨的挑戰(zhàn)：多輸入、多輸出（多輸入、多輸出（MIMO）非線性，時(shí)變參數(shù)非線性，時(shí)變參數(shù)在理論工作者看來(lái)，經(jīng)典控制理論的綜合方法帶在理論工作者看來(lái)，經(jīng)典控制理論的綜合方法帶有半經(jīng)驗(yàn)的，試湊性質(zhì)，是一些工程方法，而不有半經(jīng)驗(yàn)的，試湊性質(zhì)，是一些工程方法，而不屬于理論綜合方法；屬于理論綜合方法；在航空、航天等領(lǐng)域，有一些重要的控制命題，在航空、航天等領(lǐng)域，有一些重要的控制命題，如最少燃料控制、最短時(shí)間控制等。如最少燃料控制、最短時(shí)間控制等。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -26-控制裝置的發(fā)展：控制裝置的發(fā)展：溫度溫度-T，壓力，壓力-P，流量，流量-F，液位，液位-L等四大參數(shù)檢測(cè)等四大參數(shù)檢測(cè)與單回路控制。與單回路控制。以基地式儀表為主進(jìn)行控制，氣動(dòng)單元組合儀表開(kāi)以基地式儀表為主進(jìn)行控制，氣動(dòng)單元組合儀表開(kāi)始應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制。始應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -27-2、20世紀(jì)世紀(jì)60年代年代現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論 以狀態(tài)空間方法為基礎(chǔ)，研究多輸入多輸出以狀態(tài)空間方法為基礎(chǔ)，研究多輸入多輸出(MIMO)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的理論?？刂葡到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的理論。以極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法等最優(yōu)控制理以極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法等最優(yōu)控制理論為特征，而以采用卡爾曼濾波器的隨機(jī)干擾下論為特征，而以采用卡爾曼濾波器的隨機(jī)干擾下的線性二次型系統(tǒng)宣告了時(shí)域方法的完成。的線性二次型系統(tǒng)宣告了時(shí)域方法的完成。在航天、航空、制導(dǎo)等領(lǐng)域取得了輝煌的成在航天、航空、制導(dǎo)等領(lǐng)域取得了輝煌的成果。果。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -28-對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程卻顯得無(wú)能為力，主要原對(duì)復(fù)雜工業(yè)過(guò)程卻顯得無(wú)能為力，主要原因要有精確過(guò)程數(shù)學(xué)模型。因要有精確過(guò)程數(shù)學(xué)模型。建精確過(guò)程數(shù)學(xué)模型難點(diǎn)：建精確過(guò)程數(shù)學(xué)模型難點(diǎn)：r機(jī)理復(fù)雜；機(jī)理復(fù)雜；r非線性與分布參數(shù)；非線性與分布參數(shù)；r時(shí)變性；時(shí)變性；r不確定性；不確定性；r多變量之間耦合；多變量之間耦合；r信息不完全性等等。信息不完全性等等。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -29-自動(dòng)化技術(shù)工具：自動(dòng)化技術(shù)工具：r氣動(dòng)單元組合儀表大量采用，電動(dòng)單元組合儀表開(kāi)氣動(dòng)單元組合儀表大量采用，電動(dòng)單元組合儀表開(kāi)始應(yīng)用。始應(yīng)用。r計(jì)算機(jī)控制計(jì)算機(jī)控制-直接數(shù)字控制直接數(shù)字控制DDC。r常用復(fù)雜控制系統(tǒng)：串級(jí)、比值、均勻、前饋、選常用復(fù)雜控制系統(tǒng)：串級(jí)、比值、均勻、前饋、選擇性控制等得到開(kāi)發(fā)與工業(yè)應(yīng)用。擇性控制等得到開(kāi)發(fā)與工業(yè)應(yīng)用。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -30-3、20世紀(jì)世紀(jì)70年代開(kāi)始逐步發(fā)展年代開(kāi)始逐步發(fā)展大系統(tǒng)理論大系統(tǒng)理論r70年代，由于實(shí)際工程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，年代，由于實(shí)際工程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，發(fā)展了大系統(tǒng)理論，研究規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)展了大系統(tǒng)理論，研究規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)、功能綜合、因素眾多的大系統(tǒng)。相互關(guān)聯(lián)、功能綜合、因素眾多的大系統(tǒng)。r大系統(tǒng)理論是現(xiàn)代控制理論和系統(tǒng)理論相結(jié)合，大系統(tǒng)理論是現(xiàn)代控制理論和系統(tǒng)理論相結(jié)合，其核心思想是系統(tǒng)的分解與協(xié)調(diào)，多級(jí)遞階優(yōu)化其核心思想是系統(tǒng)的分解與協(xié)調(diào)，多級(jí)遞階優(yōu)化與控制。與控制。r大系統(tǒng)理論仍未突破現(xiàn)代控制理論的基本思想與大系統(tǒng)理論仍未突破現(xiàn)代控制理論的基本思想與框架，除了高維線性系統(tǒng)之外，它對(duì)其它復(fù)雜系框架，除了高維線性系統(tǒng)之外，它對(duì)其它復(fù)雜系統(tǒng)仍然束手無(wú)策。統(tǒng)仍然束手無(wú)策。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -31-控制理論的應(yīng)用：控制理論的應(yīng)用：rDCS在工業(yè)過(guò)程控制中應(yīng)用，在工業(yè)過(guò)程控制中應(yīng)用，PLC在間歇過(guò)程、在間歇過(guò)程、機(jī)械中應(yīng)用。機(jī)械中應(yīng)用。r以預(yù)測(cè)控制為代表先進(jìn)控制系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用。以預(yù)測(cè)控制為代表先進(jìn)控制系統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -32-4、20世紀(jì)世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)年代發(fā)展起來(lái)智能控制智能控制 對(duì)于含有大量不確定性和難于建模的復(fù)雜系統(tǒng)，對(duì)于含有大量不確定性和難于建模的復(fù)雜系統(tǒng)，基于精確數(shù)學(xué)模型的現(xiàn)代控制理論無(wú)法解決好他基于精確數(shù)學(xué)模型的現(xiàn)代控制理論無(wú)法解決好他們的控制問(wèn)題。們的控制問(wèn)題。隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能技術(shù)的隨著空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及人工智能技術(shù)的發(fā)展，控制學(xué)界的學(xué)者開(kāi)始將人工智能技術(shù)與方發(fā)展，控制學(xué)界的學(xué)者開(kāi)始將人工智能技術(shù)與方法應(yīng)用于控制系統(tǒng)，逐步形成了智能控制理論法應(yīng)用于控制系統(tǒng)，逐步形成了智能控制理論-基于知識(shí)的專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于知識(shí)的專(zhuān)家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、學(xué)習(xí)控制和基于信息論的智能控制等應(yīng)運(yùn)控制、學(xué)習(xí)控制和基于信息論的智能控制等應(yīng)運(yùn)而生，它們?cè)谠S多領(lǐng)域開(kāi)始得到了應(yīng)用，成為自而生，它們?cè)谠S多領(lǐng)域開(kāi)始得到了應(yīng)用，成為自動(dòng)控制的前沿學(xué)科之一。動(dòng)控制的前沿學(xué)科之一。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -33-控制理論的應(yīng)用：控制理論的應(yīng)用：r在在DCS的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制先進(jìn)控制和和優(yōu)化優(yōu)化。r以多變量預(yù)測(cè)控制為代表的先進(jìn)控制策略和靜態(tài)優(yōu)以多變量預(yù)測(cè)控制為代表的先進(jìn)控制策略和靜態(tài)優(yōu)化控制成功應(yīng)用，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益以后，出現(xiàn)了化控制成功應(yīng)用，取得明顯經(jīng)濟(jì)效益以后，出現(xiàn)了眾多先進(jìn)控制和靜態(tài)優(yōu)化控制軟件公司。眾多先進(jìn)控制和靜態(tài)優(yōu)化控制軟件公司。r隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，DCS出現(xiàn)了開(kāi)放式出現(xiàn)了開(kāi)放式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多層次計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的管控一體化系系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多層次計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的管控一體化系統(tǒng)（統(tǒng)（Computer Integrated Process System-CIPS）。）。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -34-控制裝置的發(fā)展：控制裝置的發(fā)展：r將生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃與經(jīng)營(yíng)管理和決策引入計(jì)算機(jī)控將生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃與經(jīng)營(yíng)管理和決策引入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)算機(jī)集成控制（制系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)算機(jī)集成控制（CIPS），由過(guò)程控），由過(guò)程控制系統(tǒng)（制系統(tǒng)（PCS）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、企業(yè)）、企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)（資源規(guī)劃系統(tǒng)（ERP）構(gòu)成。）構(gòu)成。r現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線儀的誕生和應(yīng)用推現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線儀的誕生和應(yīng)用推動(dòng)了過(guò)程控制發(fā)展，開(kāi)辟了控制系統(tǒng)的新紀(jì)元。動(dòng)了過(guò)程控制發(fā)展，開(kāi)辟了控制系統(tǒng)的新紀(jì)元。0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -35-緒緒 論論主要內(nèi)容0.1 什么是工業(yè)過(guò)程控制？什么是工業(yè)過(guò)程控制？0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -36-0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)過(guò)程控制系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)(綜合綜合)與應(yīng)用與應(yīng)用r對(duì)已有的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，總結(jié)特點(diǎn)，改進(jìn)不對(duì)已有的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，總結(jié)特點(diǎn)，改進(jìn)不足；足；r設(shè)計(jì)出滿足工藝要求控制方案；設(shè)計(jì)出滿足工藝要求控制方案；r控制方案確定后，使控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，發(fā)揮其控制方案確定后，使控制系統(tǒng)正常運(yùn)行，發(fā)揮其功能。功能。原理與分析：結(jié)合工程實(shí)際原理與分析：結(jié)合工程實(shí)際-方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)r設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：力求簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)與保持良好設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：力求簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)與保持良好效效果果 國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -37-過(guò)程控制系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)(綜合綜合)與應(yīng)用與應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器檢測(cè)元件和變送器檢測(cè)元件和變送器檢測(cè)元件和變送器檢測(cè)元件和變送器控制裝置控制裝置控制裝置控制裝置生產(chǎn)工藝過(guò)程生產(chǎn)工藝過(guò)程生產(chǎn)工藝過(guò)程生產(chǎn)工藝過(guò)程0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -38-過(guò)程控制系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)(綜合綜合)與應(yīng)用與應(yīng)用過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)控制理論控制理論控制理論控制理論生產(chǎn)過(guò)程與工藝生產(chǎn)過(guò)程與工藝生產(chǎn)過(guò)程與工藝生產(chǎn)過(guò)程與工藝自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)自動(dòng)化儀表和計(jì)算機(jī)0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -39-測(cè)量測(cè)量測(cè)量測(cè)量變送器變送器變送器變送器控制器控制器控制器控制器（PID)PID)執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器水位水位H給水給水流量流量飽和蒸汽飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽汽包鍋爐水位控制汽包鍋爐水位控制測(cè)量變送器測(cè)量變送器測(cè)量變送器測(cè)量變送器控制器控制器控制器控制器執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥對(duì)象對(duì)象對(duì)象對(duì)象-定值定值+例：例：國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -40-課程涉及的技術(shù)、知識(shí)課程涉及的技術(shù)、知識(shí)r主體主體:過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)程控制系統(tǒng)r基礎(chǔ)基礎(chǔ):控制理論控制理論r對(duì)象對(duì)象p生生產(chǎn)產(chǎn)裝置；裝置；p工段、工段、車(chē)間車(chē)間、工廠、工廠r工具：自動(dòng)化技術(shù)工具，包括工具：自動(dòng)化技術(shù)工具，包括p儀儀表表p控制裝置控制裝置p計(jì)計(jì)算機(jī)算機(jī)0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -41-緒緒 論論主要內(nèi)容0.1 什么是工業(yè)過(guò)程控制？什么是工業(yè)過(guò)程控制？0.2 控制理論與控制工程的發(fā)展控制理論與控制工程的發(fā)展0.3 控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)控制工程的研究對(duì)象與任務(wù)0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -42-0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容模型是控制、優(yōu)化、故障診斷等的基礎(chǔ)模型是控制、優(yōu)化、故障診斷等的基礎(chǔ)r過(guò)程動(dòng)態(tài)特性過(guò)程動(dòng)態(tài)特性r數(shù)學(xué)模型的作用與要求數(shù)學(xué)模型的作用與要求r過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立方法過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立方法機(jī)理建模、系統(tǒng)機(jī)理建模、系統(tǒng)辨識(shí)（非參數(shù)模型辨識(shí)、最小二乘辨識(shí)）辨識(shí)（非參數(shù)模型辨識(shí)、最小二乘辨識(shí)）第一部分第一部分第一部分第一部分 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)第一章第一章 過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -43-0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛（85-90%）r對(duì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中對(duì)象、檢測(cè)變送、執(zhí)行器、控制對(duì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中對(duì)象、檢測(cè)變送、執(zhí)行器、控制器各部分進(jìn)行分析討論，然后講述設(shè)計(jì)原則。器各部分進(jìn)行分析討論，然后講述設(shè)計(jì)原則。r最后講控制器參數(shù)整定，滿足品質(zhì)指標(biāo)。最后講控制器參數(shù)整定，滿足品質(zhì)指標(biāo)。第一部分第一部分第一部分第一部分 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)第二章第二章 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -44-0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容r簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)解決了大量定值控制問(wèn)題，是控制簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)解決了大量定值控制問(wèn)題，是控制系統(tǒng)中最基本和使用最廣泛的一種形式。但生產(chǎn)系統(tǒng)中最基本和使用最廣泛的一種形式。但生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)操作條件要求更加嚴(yán)格，為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)的發(fā)展對(duì)操作條件要求更加嚴(yán)格，為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展，出現(xiàn)了復(fù)雜控制系統(tǒng)。展，出現(xiàn)了復(fù)雜控制系統(tǒng)。r在簡(jiǎn)單反饋控制回路中增加計(jì)算環(huán)節(jié)、控制環(huán)節(jié)在簡(jiǎn)單反饋控制回路中增加計(jì)算環(huán)節(jié)、控制環(huán)節(jié)或其他環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)稱(chēng)為復(fù)雜控制系統(tǒng)。復(fù)雜或其他環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)稱(chēng)為復(fù)雜控制系統(tǒng)。復(fù)雜控制系統(tǒng)約占全部控制回路數(shù)的控制系統(tǒng)約占全部控制回路數(shù)的10%，但對(duì)一些，但對(duì)一些過(guò)程的控制確有重要作用。過(guò)程的控制確有重要作用。第三章第三章 常用復(fù)雜控制系統(tǒng)常用復(fù)雜控制系統(tǒng)第一部分第一部分第一部分第一部分 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -45-0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容 主要介紹常用復(fù)雜控制系統(tǒng)中主要介紹常用復(fù)雜控制系統(tǒng)中串級(jí)控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)均勻控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)比值控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)前饋控制系統(tǒng)、分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)、選擇性控制系統(tǒng)選擇性控制系統(tǒng)、雙重控制系統(tǒng)雙重控制系統(tǒng)基本原理、結(jié)構(gòu)、性能分析和工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用?；驹?、結(jié)構(gòu)、性能分析和工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用。第一部分第一部分第一部分第一部分 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)第三章第三章 常用復(fù)雜控制系統(tǒng)常用復(fù)雜控制系統(tǒng)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -46-0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容第四章第四章 流體輸送設(shè)備的控制流體輸送設(shè)備的控制第五章第五章 傳熱設(shè)備的控制傳熱設(shè)備的控制第六章第六章 精餾塔的控制精餾塔的控制第七章第七章 化學(xué)反應(yīng)器的控制化學(xué)反應(yīng)器的控制結(jié)合過(guò)程特性介紹典型流體輸送設(shè)備、傳熱結(jié)合過(guò)程特性介紹典型流體輸送設(shè)備、傳熱設(shè)備、精餾塔、化學(xué)反應(yīng)器的控制方案，體現(xiàn)控設(shè)備、精餾塔、化學(xué)反應(yīng)器的控制方案，體現(xiàn)控制系統(tǒng)與工藝過(guò)程結(jié)合。制系統(tǒng)與工藝過(guò)程結(jié)合。第二部分第二部分第二部分第二部分 過(guò)程控制過(guò)程控制過(guò)程控制過(guò)程控制國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -47-0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容r隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程控制，使原來(lái)難于實(shí)隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程控制，使原來(lái)難于實(shí)施控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)過(guò)程向大型化、精細(xì)施控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)過(guò)程向大型化、精細(xì)化發(fā)展，對(duì)控制提出了更高要求。出現(xiàn)了先進(jìn)控化發(fā)展，對(duì)控制提出了更高要求。出現(xiàn)了先進(jìn)控制技術(shù)，而智能控制已成為開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)制技術(shù)，而智能控制已成為開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)。主要內(nèi)容主要內(nèi)容r主要簡(jiǎn)單介紹基于模型的預(yù)測(cè)控制、推斷控制、主要簡(jiǎn)單介紹基于模型的預(yù)測(cè)控制、推斷控制、軟測(cè)量技術(shù)、純滯后補(bǔ)償控制系統(tǒng)、解耦控制系軟測(cè)量技術(shù)、純滯后補(bǔ)償控制系統(tǒng)、解耦控制系統(tǒng)等先進(jìn)控制技術(shù)和模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、統(tǒng)等先進(jìn)控制技術(shù)和模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家控制等智能控制。專(zhuān)家控制等智能控制。第八章第八章 先進(jìn)控制技術(shù)先進(jìn)控制技術(shù)第二部分第二部分第二部分第二部分 過(guò)程控制過(guò)程控制過(guò)程控制過(guò)程控制國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -48-0.4 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容 尋找最佳工藝參數(shù)設(shè)定值以獲得最大的尋找最佳工藝參數(shù)設(shè)定值以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。在各種約束條件下，求取目標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益。在各種約束條件下，求取目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值，可采用線性規(guī)劃、梯度搜函數(shù)的最優(yōu)值，可采用線性規(guī)劃、梯度搜索法、智能優(yōu)化算法等方法解決優(yōu)化問(wèn)題。索法、智能優(yōu)化算法等方法解決優(yōu)化問(wèn)題。第九章第九章 工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與操作優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與操作優(yōu)化 主要介紹合成氨過(guò)程、常減壓過(guò)程、催化裂主要介紹合成氨過(guò)程、常減壓過(guò)程、催化裂化過(guò)程、乙烯生產(chǎn)過(guò)程、聚合過(guò)程、生化過(guò)程、化過(guò)程、乙烯生產(chǎn)過(guò)程、聚合過(guò)程、生化過(guò)程、制漿造紙過(guò)程、冶金過(guò)程的控制。制漿造紙過(guò)程、冶金過(guò)程的控制。第二部分第二部分第二部分第二部分 過(guò)程控制過(guò)程控制過(guò)程控制過(guò)程控制第十章第十章 典型工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制典型工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -49-參考書(shū)目參考書(shū)目r教材：俞金壽教材：俞金壽,顧幸生顧幸生.過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程.北京北京:高等教育出版社高等教育出版社(第第4版版),2012.r何衍慶何衍慶,俞金壽俞金壽,蔣慰孫蔣慰孫.工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制.北京北京:化工出版社化工出版社,2003.r王樹(shù)青等王樹(shù)青等.過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程.北京北京:化工出版社化工出版社,2008.r俞金壽主編俞金壽主編.工業(yè)過(guò)程先進(jìn)控制技術(shù)工業(yè)過(guò)程先進(jìn)控制技術(shù).上海上海:華東理工出版社華東理工出版社,2008.國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -50-主要期刊主要期刊r化工自動(dòng)化儀表化工自動(dòng)化儀表r石油化工自動(dòng)化石油化工自動(dòng)化 r自動(dòng)化儀表自動(dòng)化儀表r世界儀表與自動(dòng)化世界儀表與自動(dòng)化 r控制工程控制工程r冶金自動(dòng)化冶金自動(dòng)化r儀表技術(shù)與傳感器儀表技術(shù)與傳感器 r模式識(shí)別與人工智能模式識(shí)別與人工智能r信息與控制信息與控制r控制理論與應(yīng)用控制理論與應(yīng)用 r控制與決策控制與決策r自動(dòng)化學(xué)報(bào)自動(dòng)化學(xué)報(bào)r系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程r儀器儀表學(xué)報(bào)儀器儀表學(xué)報(bào)國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -51-rIEEE Transactions on Instrumentation&MeasurementrIEEE Transactions on Automatic ControlrControl EngineeringrControl Engineering PracticerAutomatic rJournal of Process Control rISA Transactions外文期刊外文期刊國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -52-rComputers&Chemical EngineeringrChemical Engineering Science rHydrocarbon processing rChemical Engineering Research&Design rAIChE Journal rIndustrial&Engineering Chemistry Research外文期刊外文期刊國(guó)家精品課程國(guó)家精品課程過(guò)程控制工程過(guò)程控制工程（華東理工大學(xué)華東理工大學(xué)）緒論緒論 -53-