1.6 本章小结
❖ 过程控制系统是工业中控制系统的主要表现形式， 一般指工业生产过程中自动控制系统的被控变量为 温度、压力、流量、液位、成分等变量的系统。由 于被控过程的多样性，因此过程控制系统的形式也 多样，相应的控制方案也丰富多彩。
❖ 了解过程控制系统的结构、特点，以及过程控制系 统仿真是学习过程控制时最基础的内容。
过程参数。 ❖ 5．给定值控制是主要的控制形式。
1.1.3 系统分类
❖ 按系统的结构特点进行分类，过程控制 系统可以分为反馈控制系统、前馈控制 系统和复合控制系统。
❖ 按系统的给定值的特点进行分类，过程 控制系统可以分为恒值控制系统、随动 控制系统和程序控制系统。
1.2 过程控制系统的性能指标
1.2.1 过渡过程性能指标 ❖ tp:峰值时间
❖ 通过对本章的学习，读者对过程控制系统仿 真的发展现状，以及本书的主要内容能有初 步的认识。
1.1 过程控制系统概述
1.1.1 系统结构
❖ 被控对象：指被控制的 生产设备或装置，如上 述进行水位控制的锅炉
❖ 传感器和变送器 ❖ 控制器，也称调节器 ❖ 执行器 ❖ 控制阀
1.1.2 系统特点
过程控制系统主要具有以下特点 。 ❖ 1．系统由过程检测控制仪表组成。 ❖ 2．被控过程具有多样性。 ❖ 3．控制方案具有多样性。 ❖ 4．被控过程多属慢过程，控制目标多为
第 1章 过程控制及仿真概述
❖ 1.1 过程控制系统概述 ❖ 1.2 过程控制系统的性能指标 ❖ 1.3 过程控制理论的发展现状 ❖ 1.4 过程控制系统仿真基础 ❖ 1.5 Simulink在过程仿真中的优势
内容提要
❖ 本章阐述了过程控制系统及仿真的基本概念， 介绍了过程控制系统的结构、特点以及过程 控制理论的发展现状，过程控制系统仿真等 基础知识。
❖ 20世纪60年代逐渐发展起来并且日趋完善的现 代控制理论
❖ 先进控制策略及相应软件主要有：多变量预测 控制、自适应控制、模糊控制及故障诊断、神 经元网络等。
1.4 过程控制系统仿真基础
1.4.1 计算机仿真基本概念 ❖ 1．模型 ❖ 模型可以分为以下三类：（1）物理模型；（2）数学模型；（3）仿真模
果好。 ❖ （4）虚拟现实技术：综合了计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、
显示技术以及仿真技术等多学科。
1.4.2 仿真在过程控制中的应用
过程控制系 统仿真包括 以下几个基 本步骤：问 题描述、模 型建立、仿 真实验、结 果分析 。
1.5 Simulink在过程仿真中的优势
在过程控制系统仿真中，Simulink具有先天的优 势。
❖ P%：超调量
❖ ts：调节时间 ❖ n:衰减比 1.2.2 误差性能指标 ❖ 1．误差积分指标IE ❖ 2．误差绝对值积分指标IAE ❖ 3．误差平方积分指标ISE ❖ 4．误差绝对值乘时间积分指标ITAE
1.3 过程控制理论的发展现状
❖ 20世纪40年代之前，主要凭经验用人工控制生 产过程
❖ 20世纪50年代前真系统分类 ❖ （1）按模型分类：物理仿真、数学仿真； ❖ （2）按计算机类型分类：模拟仿真、数字仿真、混合仿真、现代计算机
仿真。 ❖ 3．计算机仿真技术发展趋势 ❖ （1）硬件方面：提高仿真系统的速度，大大增强数字仿真的实时性。 ❖ （2）应用软件方面：直接面向用户的数字仿真软件不断推陈出新。 ❖ （3）分布式数字仿真：充分利用网络技术进行分布式仿真，投资少，效
❖ 1．Simulink可以很方便地创建和维护一个完整 的模块，评估不同的算法和结构，并验证系统 的性能。
❖ 2．Simulink模型可以用来模拟线性和非线性、 连续和离散，或者两者的混合系统，也就是说 它可以用来模拟几乎所有可能遇到动态系统。
❖ 3．Simulink没有单独的语言，但是它提供了S 函数规则。S函数使Simulink更加充实、完备， 具有更强的处理能力。