综合自动化（60-70年代中期）阶段
全盘自动化阶段（70年代中期至今）
Process Control & Instrumentation Technology
仪表化与局部自动化阶段（50～60年代）
系统结构大多为单输入-单输出的单回路
定值控制系统。 过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单 元组合式仪表。
阶跃响应性能指标
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阶跃响应性能指标
最大偏差A（或超调量σ
）
最大偏差A是指被控参数第一个波的峰值与() 100%
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单元组合式仪表
将仪表按其功能分成若干单元 各个单元之间以统一的标准信号相互联系
具有高度的灵活性和通用性，各个单元可
以适当组合，也可与计算机等设备配合， 组合各种复杂的、新型的控制系统。 有气动组合仪表和电动单元组合仪表 （QDZ和DDZ仪表）两类。
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阶跃响应性能指标
余差（静态偏差）C
描述系统稳态特性的唯一指标 指系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳
态值之差。 一般要求余差不超过预定值或为零。
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阶跃响应性能指标
衰减率ψ
衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。
阶跃响应性能指标
过渡过程时间ts
指系统从受扰动作用时起，直到被控参数进
入新的稳态值±5%（或±2%）的范围内所经 历的时间。 一般要求ts愈短愈好。
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性能指标之间的关系
有些是相互矛盾的（如超调量与过渡过程
过程控制的品质指标
过程控制系统的评价指标可概括为：
系统必须是稳定的；
（平稳） 系统应能提供尽可能好的稳态调节；（准确） 系统应能提供尽可能好的过渡过程。（迅速）
控制性能指标应根据生产工艺过程的实际
需要确定，通常采用系统阶跃响应曲线的 性能指标和偏差积分性能指标。
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偏差积分性能指标
时间乘偏差平方积分（ITSE）
2 J te (t )dt min 0
同ITAE
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过程控制的发展简况
手工操作状态（20世纪40年代前后） 仪表化与局部自动化阶段（50～60年代）
决定过程控制系统品质的环节：
控制系统结构 被控过程特性 过程检测、控制仪表
性能良好的过程控制系统，在受到外来扰动作
用或给定值发生变化后，应
平稳、 准确、 迅速地回复（或趋近）到给定值上。
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过程控制的主要特点
被控过程的多样性 控制方案的多样性
有单回路、串级、前馈-反馈、比值、均匀、
分程、选择性、时滞、数字和计算机过程控 制系统等。
控制过程属慢过程、多半属参量控制
定值控制是主要控制形式
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过程控制的品质指标

B1 B2 B2 1 B1 B1
一般取衰减率ψ
=0.75～0.9。其中1/4衰减率 （ψ =0.75）作为评价过渡过程的一个重要指 标。
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阶跃响应性能指标
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响。
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偏差积分性能指标
偏差平方值积分（
Integral of Squared
Error: ISE）
2 J e (t )dt min 0
同IAE
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时间） 对于不同的控制系统，这些性能指标各有 其重要性。 应根据工艺生产的具体要求，分清主次， 统筹兼顾，保证优先满足主要的品质指标 要求。
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偏差积分性能指标
偏差绝对值积分（Integral
of Absolute
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主要内容
过程控制的主要特点 过程控制的品质指标
阶跃响应性能指标：静差、衰减率、超调
量、过渡过程时间 偏差积分指标 过程控制的发展状况和趋势 我国过程控制技术的发展
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Error:IAE）
J e(t ) dt min 0
适用于衰减和无静差系统
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偏差积分性能指标
偏差绝对值与时间乘积的积分（ITAE）
J t e(t ) dt min 0
用以降低初始大误差对性能指标的影响； 同时强调了过渡过程后期的误差对指标的影
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基地式仪表
一般与检测装置、显示装置一起组装在一
个整体之内 同时具有检测、控制与显示的功能 结构简单、价格低廉、使用方便 通用性差，信号不易传递 一般应用于简单控制系统中。
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气动单元组合仪表（QDZ）