复杂控制系统
二、复杂控制系统
1. 串级控制系统有哪些主要特点？为什么说串级控制系统能迅速克服进入副回路的扰动？
2. 串级控制系统中的副被控变量如何选择？
3. 串级控制系统中的主、副控制器的正、反作用如何选择？它们与阀门的开关形式有无关系？
4. 如图串级控制系统。该系统在扰动F 1和F 2作用下，要求输出Y 无余差。问主、副控制器是否应全部采用具有积分作用的控制器，为什么？(设过程均具有自衡特性)
5.
的气关阀。问：主、副控制器的正、反作用需要改变吗？为什么？如果需要，如何改变？主、副控制器的比例度和积分时间是否需要改变？
6. 在一个串级控制系统中，主被控变量是温度，原用0-200℃温度变送器，后改用80-200℃温度变送器。问：主、副控制器的比例度和积分时间是否需要改变？如果需要，如何改变？
7. 有附图所示反应器，反应器温度是用冷
却水控制的。 (1)如果主要扰动是冷却水阀前压力有波
动，应组成怎样的串级控制系统回路？画出控制
方案。
(2)画出采用串级控制系统时的流程图。并设控制阀是气开式，那么，两个控制器分别应选
正作用还是反作用，为什么？
(3)如果控制阀为气关式，两个控制器的正
反作用是否需要改变？ 8. 当串级控制系统采用流量控制回路时，
如果用孔板作为测量元件，且不采用开方器，有
时会出现负荷小时反而不稳定的现象，为什么？
为了避免这种情况，改变阀的流量特性行不行，为什么？如果不行，用什么办法可以解决？
（题4图）
9. 在串级控制系统中，当主、副控制器都有积分作用时，在主控制器达到饱和之后，副控制器也将积分饱和，
情况更严重。采用如图方案，试说明为什么能防止积分饱
和，并写出主控制器控制规律式来说明。这样的系统能使主被控变量没有余差吗？ 10. 简单均匀控制系统与简单控制系统有何异同点？如何识别简单均匀控制系统？ 11. 简述简单均匀、双冲量均匀、串级均匀的应用场
合。串级均匀与串级控制系统有何异同点？
12. 画出图示
双冲量均匀系统的方框图，若控制器
采用比例积分作
用，
输出(液位)是否有
余差？
13. 试比较比值，双闭环比值和串级比值控制系统的特点，并画出各自的方块图。
14. 在比值控制系统中，用相乘方案较之相除方案有什么优点？
15. 在比值控制系统中，流体F 1的流量是不可调的，仪表量程为0~50M 3/h 。流体F 2的流量是可调的，仪表量程为0~80M 3/h 。现决定采用除法器(I 0=10×I 1/I 2)
组成单闭环比值控制系统，画出控制方案，并确定比值系数。
16. 甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，就必须保持天然气、蒸汽和空气之间成一定比值（1：3：1.4）且当蒸汽和天然气的比值低于2.9，空气和天然气的比值高于1.5时报警。设计如图所示的控制及报警系统。由电动III 型比值器构成比值控制系统，用差压法测流量，未经开方运算。蒸汽流量的最大值G SMAX =31100M 3/h ；天然气流量的最大值G NMAX =11000M 3/h ；空气流量的最大值G AMAX =14000M 3/h 。试求比值器的比值系数K 1和K 2，以及高限信号和低限信号器的
设定值。 17. 工艺要求F 1/F 2=1/1.2
F 1的流量是不可控的，仪表量
程为0~36000NM 3/h 。F 2的流量是可控的，仪表量程为0~2400NM 3/h 。采用气动乘法器（00.08
0.02)0.02)(P (P P B A 0+--=）组成单闭环比值控制系统。
画出控制方案，并确定比值系
数。 18. 如图所示比值控制系统中，采用除法确定比值，并用孔板测量流量。问：该控制
系统的非线性特性来自何处，对控制质量有什么影响，用什么办（题12图）
（题18图）
法可以克服？
19. 什么是前馈控制？它有何特点？为什么一般要与反馈控制相结合？
20. 前馈控制有几种结构形式？前馈控制主要应用于什么场合？
21. 对图示的前馈——串级控制系统，试确定前馈补偿装置的传递函数G d (S)。
22. 图示加热炉的控制要求为出口温度恒定，燃烧良好。
(1)主要扰动为原料流量(不可控)，试设计合理的控制方案。画出方框图，确定控制器的正反作用。
(2)主要扰动燃料油阀前
压力，试设计合理的控制方案。 23. 分析图示控制系统的
作用。 24. 图示反应器的温度用冷水和热水控制。设计分程控制系统，并确定控制器的正反作用。
25.
为了防止燃料气控制阀后压力过高，准备引入选
择性控制回路。
(1)设计它的原理流程图，并简要说明。
(2)说明需要添置的仪器设备。 （题21图）
TT
(3)提出需要采取的防积分饱和措施。
26. 工艺要求物料A 、B 、C(其中A 为主物料)，在任何情
况下(指任一物料供应不足时)，保持一定比值。试设计满足上
述工艺要求的控制系统。
27. 如图所示。为了整个系统的平稳操作，必须使塔釜
流量保持恒定。当裂解气温度太低时，化合物堵塞管道，造成事故。因此裂解气温度低于
(1)试设计一个自动选择性控制系统来实现上述要求。
(2)当两个控制器都具有积分作用时，画出防止积分饱和的方法。
(3)试问可否用限幅的办法来防止积分饱和，为什么？
28. 如图所示为保证塔顶成分一定的控制系统。若在产品不合格的情况下，关闭V 2使方H 0.
u 2(题31图)
用差压法测量流量。这三类控制系统中的非线性关系各来自何处？是否可采用控制阀流量特性加以补偿？为什么？
33. 有哪些系统可能会产生积分饱和？如何防止？
34. 什么是关联？举例说明。一般用什么来衡量系统之间的关联程度？简述消除关联(耦合)的途径。
35. 已知图示控制系统存在严重关联，试设计解耦控制系统；画出控制流程图和方框图。
36. 已知图示控制系统，画出该控制系统的方框
图，并说明D 12和D 21的作用。 37.请解释简易解耦不能由：???
?????2212F 1F 1或
???
?????1F 1F 2212构成。
38. 如图所示控制系统中两个回路是否存在着关联？若存在着关联，问：该系统能否实施？其调节质量如何？简要说明原因。
39. 上图为二个支管合并到一个总管的混合系统。设m 1、m 2是流体的质量流量，它们的成分是x 1、x 2。试推导出系统的各项相对增益，把结果用x 表示出来。
40. 已知控制系统方块图如下：
求：(1)若)S
T 1(1K G ,K G i C2C2C1C1+==，在干扰作用下系统是否有余差？
（题35图）
（题36图）
（题38图）
(2)若C2C2i C1C1K G ,)S
T 1(1K G =+=，在干扰作用下系统是否有余差? 1试述串级控制系统的工作原理，它有哪些特点？
2某加热炉出口温度控制系统，经运行后发现扰动主要来自燃料流量波动，试设计控制系统克服之。如果发现扰动主要来自原料流量波动，应如何设计控制系统以克服之？画出带控制点工艺流程图和控制系统框图。
4液位均匀控制系统与简单液位控制系统有什么异同点？哪些场合需要采用液位均匀控制系统？
5某加热炉出口温度串级控制系统中，副被控变量是炉膛温度，温度变送器的量程都选用0`500℃，控制阀选用气开阀。经调试后系统已经正常运行，后因副回路的温度变送器损坏，改用量程为200`300℃的温度变送器，问对控制系统有什么影响？如何解决？
7某反应器有A 和B 两种无聊参加反应，已知，A 物料是供应有余的，B 物料可能供应不足他们都可测可控。采用差压变送器和开方器测量他们的流量，工艺要求正常工况时Fa=300kg/h,Fb=600kg/h,拟用DDZ-Ⅲ型仪表，设计双闭环比值（相乘方案）控制系统，确定乘法器的输入电流，画出控制系统框图和带点工艺流程图。
6.98 什么叫串级控制系统？请画出串级控制系统的典型方块图。
答：串级控制系统是由其结构上的特征而得名的。它是由主、副两个调节器串接工作的。主调节器的输出作为副调节器的给定值，副调节器的输出去操纵调节阀，以实现对主变量的定值控制。
串级控制系统的典型方块图如图6-57所示。
图6-57
（题40图）
6.99串级控制系统有哪些特点？主要使用在哪些场合？
答：串级控制系统的主要特点为：
（1）在系统结构上，它是由两个串接工作的调节器构成的双闭环控制系统；
（2）系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量；
（3）由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响；
（4）系统对负荷改变时有一定的自适应能力。
串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。
6.100怎样选择串级控制系统中主、副调节器的控制规律？
答：串级控制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较高，一般不允许有余差，所以主调节器一般选择比例积分控制规律，当对象滞后较大时，也可引入适当的微分作用。
串级控制系统中对副变量的要求不严。在控制过程中，副变量是不断跟随主调节器的输出变化而变化的，所以副调节器一般采用比例控制规律就行了，必要时引入适当的积分作用，而微分作用一般是不需要的。
6.101如何选择串级控制系统中主、副调节器的正、反作用？
答：副调节器的作用方向与副对象特性、调节阀的气开、气关型式有关，其选择方法与简单控制系统中调节器正、反作用的选择方法相同，是按照使副回路成为一个负反馈系统的原则来确定的。
主调节器作用方向的选择可按下述方法进行：当主、副变量增加（或减小）时，如果要求调节阀的动作方向是一致的，则主调节器应选“反”作用的；反之，则应选“正”作用的。
从上述方法可以看出，串级控制系统中主调节器作用方向的选择完全由工艺情况确定，或者说，只取决于主对象的特性，而与执行器的气开、气关型式及副调节器的作用方向完全无关。这种情况可以这样来理解：如果将整个副回路看做是构成主回路的一个环节时，其方块图可以简化为图6-58所示。由图可见，这时副回路这个环节的输入就是主调节器的输出（即副回路的给定），而其输出就是副变量。由于副回路的作用总是使副变量跟随主调节器的输出变化而变化，不管副回路中副对象的特性及执行器的特性如何，当主调节器输出增加时，副变量总是增加的，所以在主回路中，副回路这个环节的特性总是“正”作用方向的。由图可见，在主回路中，由于副回路、主测量变送这两个环节的特性始终为“正”，所以为了使整个主回路构成负反馈，主调节器的作用方向仅取决于主对象的特性。主对象具有“正”作用特性（即副变量增加时，主变量亦增加）时，主调节器应选“反”作用方向；反之，当主对象具有“反”作用特性时，主调节器应选“正”作用方向。
图6-58
6.104图6-61所示氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有
一定汽化空间，并避免液氨带入冰机造成事故，采用温度－液位串级控制。
图6-61
（1）试画出温度－液位串级控制系统示意图和方块图；
（2）试确定气动调节阀的气开、气关型式；
（3）试确定调节阀的正、反作用形式。
答：（1）串级控制系统示意图见图6-62，方块图见图6-63。
图6-62 图6-63
（2）气开式调节阀；
（3）液位调节器为反作用，温度调节器为正作用。
6.112什么是均匀控制系统？它有何特点？
答：均匀控制系统是为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量之间能够互相兼顾和协调操作的控制系统。
均匀控制系统的特点是其控制结果不像其它控制系统那样，不是为了使被控变量保持不变，而是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。均匀控制系统中的调节器一般都采用纯比例作用，且比例度很大，必要时才引入少量的积分作用。
6.117试述均匀控制系统调节器参数的整定方法。
答：均匀调节的目的是允许液面在一定范围内上下波动的情况下，使流量变化比较均匀平稳，以求不至于突然发生大的波动。因此，该控制系统调节器的整定，不必也不可能是定值。对于串级均匀结构形式整定过程，首先把副调节器的比例度放在一适当数值上，然后由小到大变化，使副回路调节过程出现缓慢的非周期性衰减过程。再把主调节器的比例度放在一个适当的数值上，逐步由小到大改变比例度，以求得缓慢的非周期衰减过程。在此调节系统的整定过程中，主、副调节器都不必加积分。最后，视曲线情况，也可以适当加入一点积分。
要指出的是，均匀控制系统从形式上看符合串级控制系统结构，具有主、副调节器，但
在参数整定时却不能按一般的串级控制系统的方法去整定。
6.118 什么是比值控制系统？什么是变比值控制系统？
答：实现两个或两个以上的参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。通常为流量比值控制系统，用来保持两种物料的流量保持一定的比值关系。
变比值控制是相对于定比值控制而言的。当要求两种物料的比值大小能灵活地随第三变量的需要而加以调整时，就要求设计比值不是恒定值的比值控制系统，称为变比值控制系统。
6.126选择
单纯的前馈调节是一种能对（）进行补偿的控制系统。
A.测量与给定之间的偏差；
B.被控变量的变化；
C.干扰量的变化。
答：C。
因为前馈控制系统和按测量与给定之间的偏差进行调节的反馈控制系统之间的本质区别是前者为开环，后者为闭环，所以它只能对干扰量的变化进行补偿。说它能对被控变量的变化进行补偿也是不正确的。因为工业对象中引起被控变量变化的干扰因素很多，实际上不可能对每一个干扰都加一个前馈补偿装置，只能选择其中的一两个主要干扰进行补偿，而其它干扰仍将使被控变量发生偏差。
6.127 填空
定值控制系统是按______进行调节的，而前馈调节是按______进行调节的；前者是______环调节，后者是______环调节。采用前馈－反馈调节的优点是______。
答:测量与给定的偏差大小；扰动量大小；闭；开；利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
6.132什么是选择性控制系统？请画出其典型方块图，并说明工作原理。
答：选择性控制又叫取代控制，在该系统中，一般有两只调节器，它们的输出通过一只选择器后，送往执行器。这两只调节器，一只在正常情况下工作，另一只在非正常情况下工作。在生产处于正常情况时，系统由用于正常工作下工作的调节器进行控制；一旦生产出现不正常情况，用于非正常情况下工作的调节器将自动取代正常情况下工作的调节器，对生产过程进行安全性控制，直到生产自行恢复到正常情况，正常情况下工作的调节器又取代非正常情况下工作的调节器，恢复对生产过程的正常控制。其典型方块图见图6-92。
由方块图可以看出，在取代控制系统中，有两个控制回路，但在任何情况下，总只有一个控制回路在工作，而另一个控制回路处于开环状态，这时，这个回路中的调节器的输出被选择器切断，不再送往执行器。
图6-92
6.133 什么叫积分饱和？积分饱和对控制系统有什么影响?
答：选择性控制系统中，在正常情况下仅由一个调节器（称甲调节器）起控制作用，另一调节器（称乙调节器）处于开环状态。切换后由乙调节器控制调节阀时，则甲调节器处于开环状态。对于开环状态下的调节器，它的偏差始终存在，由于积分的作用，其输出将不断地上升或下降，甚至超出统一信号的范围，如气动调节器其输出可能超过100kPa达到接近140kPa 的气源压力，也可能低于20kPa乃至0kPa，这种现象称为积分饱和。
设置选择性调节的目的，是为了通过快速的自动选择消除生产中的不安全因素。但由于积分饱和中死区的存在（例如从140kPa降到100kPa这段时间，自动切入系统的调节器并未真正投用，这段时间称为死区），使调节器不能及时工作，延误了不安全因素的及时消除，危及安全生产。这与设置选择性调节的目的是不相符的，因此，在选择性控制系统中，必须采取防积分饱和的措施。
6.134在选择性控制系统中防止积分饱和的方法一般有几种？
答：有3种。
（1）限幅法。用高值或低值限幅器向调节器引入积分反馈限制积分作用，使调节器的输出信号不超过工作信号的最高或最低限值。
（2）外反馈法。当调节器处于开环状态时，借其它信号对调节器引入积分外反馈信号，使之不能形成偏差积分作用，限制了积分作用，防止积分饱和。
（3）积分切除法。从调节器本身的线路结构上改进，使调节器原有的积分电路在开环状态下暂时被切除而只保留比例作用，从而防止积分饱和。具有这种功能的调节器称为PI-P 调节规律调节器。
6.135 对某PI控制系统，为了防止积分饱和，采取以下措施，问哪一条是不起作用的？
A.采用高低值阻幅器；
B.采用调节器外部积分反馈法；
C.采用PI-P调节器；
D.采用PI-D调节器。
答：正确解为D。
积分饱和现象发生在调节器处于开环状态和偏差存在时。对于PID调节器来说，当偏差持续存在时，它的输出会达到上限或下限，以后即使偏差减小，输出信号仍维持为上限或下限值，一直要到偏差改变极性（由正变负或由负变正），调节器输出才起变化。这种由于积分作用而使输出长期处于上限或下限值的现象，叫做积分饱和。
A.使调节器的输出信号不超过工作信号的最高或最低限值称限幅法；
B.在开环情况下，选用调节器外部积分反馈法，使之不能形成偏差积分作用，称外反馈法。
C.改变原调节器的线路结构，使在开环情况下暂时切除积分项，只让比例起作用，称积分切除法；
D.有积分作用故会产生积分饱和，更谈不上防止积分饱和。
6.143 何谓分程控制系统？设置分程控制系统的目的是什么？
答：分程控制系统就是一个调节器同时控制两个或两个以上的调节阀，每一个调节阀根据工艺的要求在调节器输出的一段信号范围内动作。
设置分程控制系统的主要目的是扩大可调范围R。例如大小调节阀流量系数分别为C1＝4，C2＝100，其可调范围为R1＝R2＝30。如只用一台C＝100阀时，
Cmin=100/30=3.3,Rmax=30。分程后C1min=4/30=0.134,Rmax=(4+100)/0.134=776。正因为能扩大可调范围，所以能满足特殊调节系统的要求。如：
（1）改善调节品质，改善调节阀的工作条件；
（2）满足开停车时小流量和正常生产时的大流量的要求，使之都能有较好的调节质量；
（3）满足正常生产和事故状态下的稳定性和安全性。
火灾自动报警及消防联动控制系统设计说明
火灾自动报警及消防联动控制系统设计说明 1、系统构成： (1)火灾自动报警系统 (2)消防联动控制 (3)火灾应急广播系统 (4)消防直通对讲电话系统 (5)漏电火灾报警系统 (6)大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统） (7)智能消防应急疏散照明指示灯系统 2.系统概况： （1）本工程为一类防火建筑.火灾自动报警的保护等级按特级设置.设控制中心报警系统和消防联动控制系统。 （2）.系统组成:火灾自动报警系统；消防联动控制系统；火灾应急广播系统；消防直通电话对讲系统；漏电火灾报警系统；大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统）；智能消防应急疏散照明指示灯系统。 3.消防控制室: （1）本工程的消防控制室设置在一层西侧，负责本工程全部火灾报警及联动控制系统，设有直接通室外的出口. （2）消防控制室可联动所有与消防有关的设备。 （3）消防控制室的报警联动设备由火灾报警控制主机、联动控制台、CRT显示器、打印机、广播设备、消防直通对讲电话设备、电源设备等组成。 （4）消防控制室可接收感烟、感温、可燃气体等探测器的火灾报警信号及水流指示器、检修阀、压力报警阀、手动报警按钮、消火栓按钮以及消防水炮的动作信号。 （5）消防控制室可显示消防水池、消防水箱水位，显示消防水泵等的电源及运行情况。 4.火灾自动报警系统： （1）本工程采用消防控制室报警控制系统，火灾自动报警系统按四总线设计。 （2）探测器：柴油发电机房、厨房、车库等处设置感温探测器，直燃机房设防爆型可燃气体探测器，其他场所设置感烟探测器。 （3）探测器安装：探测器与灯具的水平净距应大于0.2m；至墙边、梁边或其他遮挡物
自动控制系统课程设计报告说明书
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制理论课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系：电气学院电气工程系 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机： 工业大学教务处
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
直线一级倒立摆控制器设计 摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。 图1 一级倒立摆结构示意图
复杂过程控制系统设计与Simulink仿真
银河航空航天大学 课程设计 （论文） 题目复杂过程控制系统设计与Simulink仿 真 班级 学号 学生姓名 指导教师
目录 0. 前言 (1) 1. 总体方案设计 (2) 2. 三种系统结构和原理 (3) 2.1 串级控制系统 (3) 2.2 前馈控制系统 (3) 2.3 解耦控制系统 (4) 3. 建立Simulink模型 (5) 3.1 串级 (5) 3.2 前馈 (5) 3.3 解耦 (7) 4. 课设小结及进一步思想 (15) 参考文献 (15) 附录设备清单 (16)
复杂过程控制系统设计与Simulink仿真 姬晓龙银河航空航天大学自动化分校 摘要：本文主要针对串级、前馈、解耦三种复杂过程控制系统进行设计，以此来深化对复杂过程控制系统的理解，体会复杂过程控制系统在工业生产中对提高产品产量、质量和生产效率的重要作用。建立Simulink模型，学习在工业过程中进行系统分析和参数整定的方法，为毕业设计对模型进行仿真分析及过程参数整定做准备。 关键字：串级；前馈；解耦；建模；Simulink。 0.前言 单回路控制系统解决了工业过程自动化中的大量的参数定制控制问题，在大多数情况下这种简单系统能满足生产工艺的要求。但随着现代工业生产过程的发展，对产品的产量、质量，对提高生产效率、降耗节能以及环境保护提出了更高的要求，这便使工业生产过程对操作条件要求更加严格、对工艺参数要求更加苛刻，从而对控制系统的精度和功能要求更高。为此，需要在单回路的基础上，采取其它措施，组成比单回路系统“复杂”一些的控制系统，如串级控制（双闭环控制）、前馈控制大滞后系统控制（补偿控制）、比值控制（特殊的多变量控制）、分程与选择控制（非线性切换控制）、多变量解耦控制（多输入多输出解耦控制）等等。从结构上看，这些控制系统由两个以上的回路构成，相比单回路系统要多一个以上的测量变送器或调节器，以便完成复杂的或特殊的控制任务。这类控制系统就称为“复杂过程控制系统”，以区别于单回路系统这样简单的过程控制系统。 计算机仿真是在计算机上建立仿真模型，模拟实际系统随时间变化的过程。通过对过程仿真的分析，得到被仿真系统的动态特性。过程控制系统计算机仿真，为流程工业控制系统的分析、设计、控制、优化和决策提供了依据。同时作为对先进控制策略的一种检验，仿真研究也是必不可少的步骤。控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算机数学与计算机技术的综合性学科。控制系统仿真是以控制系统的模型为基础，主要用数学模型代替实际控制系统，以计算机为工具，对控制系统进行实验和研究的一种方法。在进行计算机仿真时，十分耗费时间与精力的是编制与修改仿真程序。随着系统规模的越来越大，先进过程控制的出现，就需要行的功能强大的仿真平台Math Works公司为MATLAB提供了控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink，这为过程控制系统设计与参数整定的计算与仿真提供了一个强有力的工具，使过程控制系统的设计与整定发生了革命性的变化。
C650普通车床电气控制系统设计说明-书
目录 第1章引言·1 1.1 可编程控制器的简单介绍··1 1.2 西门子S7-200 的简单介绍··4 1.3 C650卧式车床简述··5 第2章继电接触器控制系统设计·7 2.1 C650卧式车床的控制要求··7 2.2 电气控制线路分析··7 2.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9 第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·10 3.1 控制要求··10 3.2 方案说明··10 3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··10 3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··11 3.5 控制电路设计··11 3.6 PLC控制程序设计··13 3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··15 3.8 系统调试··18 结论·19
设计总结·20谢辞·21 参考文献·22
第1章引言 本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 1.1 可编程控制器的简单介绍 1.1.1 PLC的工作原理 PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。 PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自 诊 断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。 1.1.2 可编程序控制器的组成 可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成: 中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。 输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。 输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”
PLC控制系统的设计说明书
课程设计（论文） 题目：抢答器PLC控制系统设计 学院：机电工程学院 专业班级：09级机械工程及自动化03班 指导教师：肖渊职称：副教授 学生姓名：王帅 学号： 40902010317
目录 第1章概述 (1) 1.1 PLC的发展 (1) 1.2 PLC的应用 (2) 第2章抢答器系统的总体设计 (3) 2.1 抢答器电气控制系统设计要求 (3) 2.2 抢答器系统组成 (3) 2.3抢答器的流程图 (4) 第3章硬件系统设计 (5) 3.1 硬件接线图 (5) 3.2 Ｉ/Ｏ端子分配表 (6) 3.3 七段显示管的设计 (6) 第4章软件系统的设计 (8) 4.1 程序指令 (8) 4.2 工作过程分析 (11) 第5章总结 (13) 参考文献 (14) 附录一 (14)
第1章概述 可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器(Programmable Logic Controller)即PLC。现已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。美国电气制造商协会经过4年调查，与1980年将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（Personal Computer），为了区别，现在也把可编程控制器称为PLC。 1.1 PLC的发展 20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。
电梯控制系统设计设计说明
电梯控制系统设计设计说明
第 1 页共 3 页 编号： 毕业设计说明书 题目：电梯控制系统设计 院（系）：电子工程与自动化学院 专业：电子信息科学与技术专业 学生姓名： 学号：0900840218 指导教师：李莉 职称：讲师 题目类型：理论研究实验研究工程设计√软件开发 2013年5月20日
第 3 页共 39 页 摘要 本设计主要利用AT89S52单片机，实现电梯控制系统的设计。单片机与电机驱动电路的结合完成了电梯基本的升降、楼层停靠、方向选择、时间控制等基本功能，研究并实现了在上位机的模式下通过LABVIEW的远程监测的方法，完成了系统样机的设计与制作。 本设计参照了通用电梯的设计标准，有良好的操作界面和通用的外部接口，具有人性化设计，实现较好的外设兼容性。同时在系统样机中完成的其它设计研究还包括，利用LED和蜂鸣器组成的简单电路实现电梯意外声光报警、利用数码管实现电梯楼层显示，利用4x4矩阵键盘实现电梯楼层按键选择，利用LED实现目的楼层的指示，利用MAX232串口电路实现串口通信，来监测电梯实时状态。样机使用的主要器件包括低功耗、高性能的AT89S52单片机，低功耗、低成本、低电压的MAX232，双全桥电机专用驱动芯片L298，共阴极八段数码管，4x4矩阵键盘等，通过比较合理的设计使样机系统基本达到了任务要求，并具有很高的性价比，硬件设计简单可靠。软件部分使用keil软件进行C语言程序编写，用proteus 7软件进行仿真调试。本设计中综合使用了数字电路、模拟电路、高频电路、单片机及编程、硬件逻辑描述、LABVIEW及其应用以及计算机辅助设计（CAD）等多方面的知识，软硬件结合，很好地完成了本科毕业设计任务要求并取得了良好的学习效果。 关键词：AT89C52；单片机；电梯控制系统； C语言
复杂控制系统
二、复杂控制系统 1. 串级控制系统有哪些主要特点？为什么说串级控制系统能迅速克服进入副回路的扰动？ 2. 串级控制系统中的副被控变量如何选择？ 3. 串级控制系统中的主、副控制器的正、反作用如何选择？它们与阀门的开关形式有无关系？ 4. 如图串级控制系统。该系统在扰动F 1和F 2作用下，要求输出Y 无余差。问主、副控制器是否应全部采用具有积分作用的控制器，为什么？(设过程均具有自衡特性) 5. 的气关阀。问：主、副控制器的正、反作用需要改变吗？为什么？如果需要，如何改变？主、副控制器的比例度和积分时间是否需要改变？ 6. 在一个串级控制系统中，主被控变量是温度，原用0-200℃温度变送器，后改用80-200℃温度变送器。问：主、副控制器的比例度和积分时间是否需要改变？如果需要，如何改变？ 7. 有附图所示反应器，反应器温度是用冷 却水控制的。 (1)如果主要扰动是冷却水阀前压力有波 动，应组成怎样的串级控制系统回路？画出控制 方案。 (2)画出采用串级控制系统时的流程图。并设控制阀是气开式，那么，两个控制器分别应选 正作用还是反作用，为什么？ (3)如果控制阀为气关式，两个控制器的正 反作用是否需要改变？ 8. 当串级控制系统采用流量控制回路时， 如果用孔板作为测量元件，且不采用开方器，有 时会出现负荷小时反而不稳定的现象，为什么？ 为了避免这种情况，改变阀的流量特性行不行，为什么？如果不行，用什么办法可以解决？ （题4图）
9. 在串级控制系统中，当主、副控制器都有积分作用时，在主控制器达到饱和之后，副控制器也将积分饱和， 情况更严重。采用如图方案，试说明为什么能防止积分饱 和，并写出主控制器控制规律式来说明。这样的系统能使主被控变量没有余差吗？ 10. 简单均匀控制系统与简单控制系统有何异同点？如何识别简单均匀控制系统？ 11. 简述简单均匀、双冲量均匀、串级均匀的应用场 合。串级均匀与串级控制系统有何异同点？ 12. 画出图示 双冲量均匀系统的方框图，若控制器 采用比例积分作 用， 输出(液位)是否有 余差？ 13. 试比较比值，双闭环比值和串级比值控制系统的特点，并画出各自的方块图。 14. 在比值控制系统中，用相乘方案较之相除方案有什么优点？ 15. 在比值控制系统中，流体F 1的流量是不可调的，仪表量程为0~50M 3/h 。流体F 2的流量是可调的，仪表量程为0~80M 3/h 。现决定采用除法器(I 0=10×I 1/I 2) 组成单闭环比值控制系统，画出控制方案，并确定比值系数。 16. 甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，就必须保持天然气、蒸汽和空气之间成一定比值（1：3：1.4）且当蒸汽和天然气的比值低于2.9，空气和天然气的比值高于1.5时报警。设计如图所示的控制及报警系统。由电动III 型比值器构成比值控制系统，用差压法测流量，未经开方运算。蒸汽流量的最大值G SMAX =31100M 3/h ；天然气流量的最大值G NMAX =11000M 3/h ；空气流量的最大值G AMAX =14000M 3/h 。试求比值器的比值系数K 1和K 2，以及高限信号和低限信号器的 设定值。 17. 工艺要求F 1/F 2=1/1.2 F 1的流量是不可控的，仪表量 程为0~36000NM 3/h 。F 2的流量是可控的，仪表量程为0~2400NM 3/h 。采用气动乘法器（00.08 0.02)0.02)(P (P P B A 0+--=）组成单闭环比值控制系统。 画出控制方案，并确定比值系 数。 18. 如图所示比值控制系统中，采用除法确定比值，并用孔板测量流量。问：该控制 系统的非线性特性来自何处，对控制质量有什么影响，用什么办（题12图） （题18图）
液位控制系统设计说明
目录 第１章绪论............................................................................................... - 1 - 第2章设计方案........................................................................................ - 2 - 2.1 方案举例......................................................................................... - 2 - 2.2 方案比较......................................................................................... - 3 - 2.3 方案确定......................................................................................... - 3 - 第3章硬件设计........................................................................................ - 4 - 3.1 控制系统......................................................................................... - 4 - 3.1.1 AT89C51单片机 ..................................................................... - 4 - 3.1.2 AT89C51的信号引脚............................................................... - 6 - 3.1.3 单片机最小系统 ....................................................................... - 7 - 3.2 感应系统......................................................................................... - 8 - 3.3 指示系统......................................................................................... - 9 - 3.4 液位控制系统................................................................................. - 10 - 3.5 电机与报警系统.............................................................................. - 11 - 第4章软件设计...................................................................................... - 14 - 4.1 延时子程序.................................................................................... - 14 - 4.2 感应系统程序................................................................................. - 14 - 4.3 指示系统程序................................................................................. - 15 - 4.4 电机和警报系统程序 ....................................................................... - 16 - 4.5 液位预选系统程序 .......................................................................... - 16 - 4.6 系统主流程图................................................................................. - 19 - 第5章系统测试...................................................................................... - 21 - 5.1 仿真测试过程................................................................................. - 22 - 5.2 仿真结果....................................................................................... - 24 -总结...................................................................................................... - 25 - 致谢...................................................................................................... - 26 - 参考文献................................................................................................... - 25 -附录1 系统仿真电路 ................................................................................ - 28 - 附录2 源程序.......................................................................................... - 29 -
复杂控制系统
复杂控制系统
第六章复杂控制系统 教学要求：掌握串级控制系统的基本概念、特点 了解串级控制系统的设计方法、应用场合 掌握比值控制系统的基本概念、特点和设计 掌握前馈控制的基本概念，几种结构形式、应用场合掌握均匀控制的基本概念和控制方案 掌握分程控制的基本概念和应用中的几个问题 掌握选择性控制的基本概念，选择性控制的应用，了解积分饱和及其防止 重点：串级控制系统的结构特点及应用场合， 比值控制系统的三种形式的特点 前馈控制的基本概念 分程控制的基本概念 选择性控制的应用 难点：串级控制系统的结构特点， 主、副控制器正反作用的选择 动态前馈控制 控制阀分程动作关系 本章着重介绍各种复杂控制系统的组成、特点、工作过程与工程设计原则。
§6.1 串级控制系统 6.1.1 串级控制系统的基本概念 串级控制系统的采用了两个控制器，我们将温度控制器称为主控制器，把流量控制器称为副控制器。主控制器的输出作为副控制器的设定，然后由副控制器的输出去操纵控制阀。在串级控制系统中出现了两个被控对象，即主对象（温度对象）和副对象（流量对象），因此有两个被控参数，主被控参数（温度）和副被控参数（流量）。主被控参数的信号送往主控制器，而副被控参数的信号被送往副控制器作为测量，这样就构成了两个闭合回路，即主回路（外环）和副回路（内环）。 二、串级控制系统的特点 1. 改进了对象特征，起了超前控制的作用 2. 改进了对象动态特性，提高了工作频率 3. 提高了控制器总放大倍数，增强了抗干扰能力 4. 具有一定的自适应能力，适应负荷和操作条件的变化
6.1.3 串级控制系统的设计 设计原则。 1. 在选择副参数时，必须把主要干扰包含在副回路中，并力求把更多的干扰包含在副回路中。 2. 选择副参数，进行副回路的设计时，应使主、副对象的时间常数适当匹配。 3. 方案应考虑工艺上的合理性、可能性和经济性。 6.1.4 串级控制系统的应用场合 1. 被控对象的控制通道纯滞后时间较长，用单回路控制系统不能满足质量指标时，可采用串级控制系统。 2对象容量滞后比较大，用单回路控制系统不能满足质量指标时，可采用串级控制系统。 3.控制系统内存在变化激烈且幅值很大的干扰。 4. 被控对象具有较大的非线性，而负荷变化又较大。 6.1.5 串级控制系统应用中的问题 1. 主、副控制器控制规律的选择 串级控制系统中主、副控制器的控制规律选择都应按照工艺要求来进行。 主控制器一般选用PID控制规律，副控制器一般可选P控制规律。 2. 主、副控制器正、反作用方式的确定。
13组 铸造机控制系统设计
电气工程学院课程设计说明书电气控制与PLC 设计题目：铸造机控制系统设计 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 教师职称：
电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC 基层教学单位：指导教师： 学号学生姓名（专业）班级设计题目铸造机控制系统设计(70起评） 设计技术参数1.设计内容见附页（33） 2.使用组态王实现上位控制 3.公共实践（四层电梯） 4.公共实践（邮件分拣）（选作） 5.查阅资料（变频器） 设计要求 采用PLC进行设计。画出系统图，采用梯形图编程，并给出相应的组态控制工程（附主画面）。结合公共实践部分，完成设计说明书。 参考资料“电气控制”类图书及论文资料“可编程控制器”类图书及论文资料 周次20周应 完成内容分析设计要求、查资料、确定方案，设计梯形图、设计上位组态撰写课程设计说明书，答辩 指导教师签字基层教学单位主任签字 说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。 电气工程学院教务科
摘要 本课题介绍的是铸造机的PLC电控系统，电气采用日本三菱FX2N型课编程序控制器（PLC）进行控制设计，其目的是提高系统运行的可靠性和自动化程度，减轻操作工人的劳动强度和电气维修工人的工作量及维护时间，以提高产品的质量和劳动生产率。 近年来，随着可编程控制器（PLC)应用技术的发展，其在工业生产中的应用也越来广泛；根据工业现场的需要和PLC自身的特点，可编程控制器在工业生产中也被广泛采用，使工业控制变得更为灵活、方便，也使得生产效率大大提高。 在工程生产领域，我们也运用到了PLC，例如，在压铸机上我们运用它帮助我们完成了多个人的工作，实现了压铸机的智能化控制，从而降低了生产成本，提高了劳动效率。在工业上应用PLC是我们以后发展的必然方向，它将成为代替原始机械控制的有效控制装置。在工业生产中采用可编程控制器PLC，可利用其硬件和软件上采取的一系列抗干扰措施，使它可以直接安装于工业现场而稳定可靠地工作。 本小组进行了分工合作，分工情况如下：邢永跃，朱恩多和王延强负责主程序的编写，材料整理和说明书的编写；卢小召和张天亮负责学习并使用组态王完成操作过程的复现；我负责硬件的制作和调试。
第六章复杂控制系统
第六章复杂控制系统 教学要求：掌握串级控制系统的基本概念、特点 了解串级控制系统的设计方法、应用场合 掌握比值控制系统的基本概念、特点和设计 掌握前馈控制的基本概念，几种结构形式、应用场合 掌握均匀控制的基本概念和控制方案 掌握分程控制的基本概念和应用中的几个问题 掌握选择性控制的基本概念，选择性控制的应用，了解积分饱和及其防止 重点：串级控制系统的结构特点及应用场合， 比值控制系统的三种形式的特点 前馈控制的基本概念 分程控制的基本概念 选择性控制的应用 难点：串级控制系统的结构特点， 主、副控制器正反作用的选择 动态前馈控制 控制阀分程动作关系 本章着重介绍各种复杂控制系统的组成、特点、工作过程与工程设计原则。 §6.1 串级控制系统 6.1.1 串级控制系统的基本概念 串级控制系统的采用了两个控制器，我们将温度控制器称为主控制器，把流量控制器称为副控制器。主控制器的输出作为副控制器的设定，然后由副控制器的输出去操纵控制阀。在串级控制系统中出现了两个被控对象，即主对象（温度对象）和副对象（流量对象），所以有两个被控参数，主被控参数（温度）和副被控参数（流量）。主被控参数的信号送往主控制器，而副被控参数的信号被送往副控制器作为测量，这样就构成了两个闭合回路，即主回路（外环）和副回路（内环）。
二、串级控制系统的特点 1. 改善了对象特征，起了超前控制的作用 2. 改善了对象动态特性，提高了工作频率 3. 提高了控制器总放大倍数，增强了抗干扰能力 4. 具有一定的自适应能力，适应负荷和操作条件的变化 6.1.3 串级控制系统的设计 设计原则。 1. 在选择副参数时，必须把主要干扰包含在副回路中，并力求把更多的干扰包含在副回路中。 2. 选择副参数，进行副回路的设计时，应使主、副对象的时间常数适当匹配。 3. 方案应考虑工艺上的合理性、可能性和经济性。 6.1.4 串级控制系统的应用场合 1. 被控对象的控制通道纯滞后时间较长，用单回路控制系统不能满足质量指标时，可采用串级控制系统。 2对象容量滞后比较大，用单回路控制系统不能满足质量指标时，可采用串级控制系统。 3.控制系统内存在变化激烈且幅值很大的干扰。 4. 被控对象具有较大的非线性，而负荷变化又较大。 6.1.5 串级控制系统应用中的问题 1. 主、副控制器控制规律的选择 串级控制系统中主、副控制器的控制规律选择都应按照工艺要求来进行。 主控制器一般选用PID控制规律，副控制器一般可选P控制规律。 2. 主、副控制器正、反作用方式的确定。 副控制器作用方式的确定，与简单控制系统相同。 主控制器的作用方向只与工艺条件有关。 3. 串级控制系统控制器参数整定 ⑴在主回路闭合的情况下，主、副控制器都为纯比例作用，并将主控制器的比例度置于100%，用4：1衰减曲线法整定副控制器，求取副回路4：1衰减过程的副控制器比例度(δ2p)以及操作周期(T2P)。 ⑵将副控制器的比例度置于所求的数值δ2p上，把副回路作为主回路的一个环节，用同样的方法整定主控制器，求取主回路4：1衰减过程的δ1p和T1P。 ⑶根据求得的(δ1p)和(T1P)、(δ2p)和(T2P)数值，按经验公式求出主、副控制器的比例度、积分时间和微分时间。 ⑷按先副后主、先比例后积分再微分的程序，设置主、副控制器的参数，再观察过渡过程曲线，必要时进行适当调整，直到系统质量达到最佳为止。 6.2 比值控制系统 6.2.1 概述 在生产过程中经常需要两种或两种以上的物料以一定的比例进行混合或参加化学反应。在需要保持比例关系的两种物料中，往往其中一种物料处于主导地位，称为主物料或主动量F1，而另一种物料随主物料的变化呈比例的变化，称为从物料或从动量F2。例如在稀硝酸生产
进程的控制系统设计说明书
******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2012年秋季学期 操作系统原理课程设计 题目：进程的控制系统 专业班级：软件工程（1）班 姓名：锋 学号：10240506 指导教师：朱红蕾 成绩：
目录 摘要 (1) 正文 (2) 1. 设计思想 (2) 2. 相关的各模块的伪码算法 (2) 3. 函数的调用关系 (8) 4. 测试结果 (9) 总结 (12) 参考文献 (13) 致谢 (14)
摘要 进程是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行分配和保护的基本单位。进程的组成之一是PCB，它是进程控制块，是系统为描述进程而设计的一种数据结构。 进程由创建而产生，由调度而执行，由撤销而消亡的生命周期，因此操作系统要有对进程生命周期的各个环节进行控制的的功能，所谓进程控制，是指系统使用一些具有特定功能的程序段来创建进程、撤销进程以及完成进程各状态间的转换。 进程的控制包括：创建进程、撤销进程、阻塞进程、唤醒进程、激活进程等,这些控制和管理功能是由操作系统中的原语来实现的，而进程控制原语是对进程生命周期控制和进程状态转换的原语，基于进程的基本状态，他们是创建进程原语、撤销进程原语、阻塞进程原语和唤醒进程原语。原语是在管态下执行、完成系统特定功能的过程。系统对进程的控制若不使用原语，就会造成其状态的不确定性，从而达不到进程控制目的。原语的一种实现方法是系统调用方式，采用访管指令实现，原语在使用中不可中断。 现在操作系统设计中，操作系统内核是基于硬件的第一次软件扩充，它为操作系统的进程控制及管理提供了良好环境，而进程的控制及调度体现了操作系统的运行速度及运行频率，所以说进程控制在靠近硬件的软件层次中占据着重要地位。 关键词: 进程、控制、原语
《过程控制系统》习题解答
《过程控制系统》习题解答 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。 五、过程控制方案十分丰富 过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。 过程特性：多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等。
单变量控制系统、多变量控制系统；仪表过程控制系统、计算机集散控制系统；复杂控制系统，满足特定要求的控制系统。 六、定值控制是过程控制的一种常用方式 过程控制的目的：消除或减小外界干扰对被控量的影响，使被控量能稳定控制在给定值上，使工业生产能实现优质、高产和低耗能的目标。 1-3 什么是过程控制系统，其基本分类方法有哪些？ 过程控制系统：工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和pH等这样一些过程变量的系统。 1、按过程控制系统的结构特点分 1）反馈控制系统：是根据系统被控量的偏差进行工作，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差的目的。 2）前馈控制系统：直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。 3、前馈—反馈控制系统（复合控制系统）：充分结合两者的有点，大大提高控制质量。 2、按给定值信号的特点来分类 定值控制系统：是指系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变。 2、程序控制系统：是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作，目的是使系统被控量按工艺要求规定的程序自动变化。加热升温或逐次降温等。 3、随动控制系统：是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统，主要作用是克服一切扰动，使控量快速跟随给定值而变化。空气量与燃料量的关系。 1-5 试说明图1-2b供氧量控制系统框图中被控“过程”包含哪些管道设备以及图中各符号的含义。
全自动洗衣机的控制系统设计说明
摘要 随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，许多领域实现全自动化成为必然的发展趋势。洗衣机也不列外，它的生产极大的方便了人们的生活。全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识。自从全自动洗衣机诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进。随着PLC技术的迅速发展与普及，在多种多样的控制技术中，采用PLC控制系统的全自动洗衣机显得更加智能化。 该课程设计介绍了可编程序控制器（PLC）、三菱公司的FX2N系列的PLC、全自动洗衣机、以及PLC控制全自动洗衣机系统。本次课程设计仅采用三菱公司的FX2N系列的PLC，通过顺序功能图采用步进指令设计梯形图，设计了一个简单的全自动洗衣机控制系统。关键词：PLC；FX2N ；顺序功能图；梯形图；
目录 摘要 1 可编程序控制器 1.1 PLC的概述 1.2 PLC的特点和可靠性 1.3 PLC的分类 1.4 PLC的发展及应用 2 三菱公司的FX2N系列 2.1 FX2N系列的机械硬件 2.2 FX2N系列PLC的面板 2.3 FX2N系列PLC的I/O点 3 全自动洗衣机 3.1 全自动洗衣机基本工作原理 3.2 全自动洗衣机的硬件设计 4 全自动洗衣机的软件设计 4.1 PLC的I/O分配表 4.2 软件设计顺序功能图 4.3 中间继电器的设计分析 5 梯形图和指令表 5.1 梯形图 5.2 指令表 6 总结 参考文献 致谢 引言
PLC是在工业自动化和办公自动化中广泛使用的个人计算机。PLC拥有众多控制设备难以企及的优势，它凭借着编程方法简单易学、硬件配套齐全、用户使用方便、通用性和实用性强、可靠性高以及抗干扰能力强等特点在工业部门的控制领域占有重要地位。该设计采用三菱公司的FX2N系列可编程控制器。FX2N系列在国内广泛使用,故我们在这里有必要详细介绍三菱的FX2N系列可编程控制器（PLC）。 随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。洗衣机也不列外，它的生产极大的方便了人们的生活。全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识。该设计为全自动洗衣机的PLC控制，主要介绍了全自动洗衣机的工作原理，控制系统的PLC的选型和资源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统PLC程序。 相信通过此次设计，我们能对PLC有更加深刻的认识。 1 可编程程序控制器
基于51单片机的温度控制系统设计说明
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定围（30℃到96℃）自动调节温度，使水温保持在一定的围（30℃到96℃）。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。