过程动态与控制 如何实现并保持系统稳态? To know something of everything before you know everything of something
过程动态与控制 如何实现并保持系统稳态？ To know something of everything before you know everything of something---
稳态&非稳态 W 真4 P(A+B+c) fa cstr (b)BSTR
稳态 & 非稳态
“如界控制糸统的设计人员只把注意力集中在仪表 和控制机构方面,忽略了过程装置是最基本的核 心问题,那就不能指望过程控制取得重大进展。 在过程控制问题上。关于过程行为的知识是第一 位的” — Campbel(化工过程动态学之父) 掌握化工过程动态行为的规律,是正确、合理地 设计过程控制系统的基础和前提,也是专业技术 人员生产经验的主要载体
“如果控制系统的设计人员只把注意力集中在仪表 和控制机构方面，忽略了过程装置是最基本的核 心问题，那就不能指望过程控制取得重大进展。 在过程控制问题上，关于过程行为的知识是第一 位的” ——Campbell （化工过程动态学之父） 掌握化工过程动态行为的规律，是正确、合理地 设计过程控制系统的基础和前提，也是专业技术 人员生产经验的主要载体
过程动态学 要合理可靠地控制化工过程,首先必须深入了解过程的规律,解 决下述问题。 (1)过程在什么条件下进行?在没有外部干扰和干预的情况下过 程系统行为的基本规律如何?对于连续过程,没有外部干扰和干预条 件下的行为就是稳态行为。稳态也称静态。 (2)哪些因素或变量可能干扰化工过程的正常操作?当这些干扰 发生时过程行为的基本规律如何?怎样克服有害的外部干扰对过程的 不利影响,也就是如何确定过程控制的对策? 在深入了解化工过程基础上建立过程的动恋数学 模型,用经过实践检验证明可靠的动忞模型来模拟、 分析和研究在外部干扰或干预作用下过程动恋行为的 定量规律,为过程控制系统的设计提供基本依据
过程动态学 在深入了解化工过程基础上建立过程的动态数学 模型，用经过实践检验证明可靠的动态模型来模拟、 分析和研究在外部干扰或干预作用下过程动态行为的 定量规律，为过程控制系统的设计提供基本依据
·化工生产机械化~1930s ·化工过程连续操作1930~1950s Campbell 1958 在化工生产向自动化转变的初期,化学 工程师们认为解决控制问题不是自己的 事。当时的分工,化工过程自动控制的 任务,包括过程动态行为的研究,全部 过程动态学 由自控专业人员承担。 然而,控制专家对化工过程的了解很难 科 达到建立动态模型所需要的深度和广度。发 于是,化学工程师与控制专家之间的密 切合作就成为必不可少的了。这种合作 大致从50年代初开始,是化工过程控制 科学技术发展的一个里程碑
过程动态学科发展 • 化工生产机械化 ~1930s • 化工过程连续操作 1930~1950s • Campbell 1958 – 在化工生产向自动化转变的初期，化学 工程师们认为解决控制问题不是自己的 事。当时的分工，化工过程自动控制的 任务，包括过程动态行为的研究，全部 由自控专业人员承担。 – 然而，控制专家对化工过程的了解很难 达到建立动态模型所需要的深度和广度。 于是，化学工程师与控制专家之间的密 切合作就成为必不可少的了。这种合作 大致从50年代初开始，是化工过程控制 科学技术发展的一个里程碑
高等学校教学用书 化工过程动态学化工过程动态 伍区编 形平是 4盘队 2005 1998
2005 1998
目的和基本要求 一抑制外部干扰的影响; 保证化工过程的稳定性; 优化技术经济指标 控制系统基本概念 过程变量 化工过程控 输入:控制或调节、干扰 输出:可测、不可洳 设计要素 确定控制目标 制系统 选择测量对象 选择控制变量和控制结构 ·确定控制规律
• 目的和基本要求 化工过程控制系统 – 抑制外部干扰的影响； – 保证化工过程的稳定性； – 优化技术经济指标。 • 控制系统基本概念 – 过程变量 • 输入：控制或调节、干扰 • 输出：可测、不可测 – 设计要素 • 确定控制目标 • 选择测量对象 • 选择控制变量和控制结构 • 确定控制规律
难 维纳(N. Wiener,1894-1964):控制论创始人维纳是数学史上的 一名神童,他14岁大学毕业,18岁获哈佛大学博士学位。维纳是中国 人民的朋友,他曾向包括华罗庚在内的许多中国数学家和科学家伸出 友谊之手。他曾领导过一个“波士顿地区救援中国委员会”,声援中国 人民的抗日战争。在其自传《我是一个数学家》中,维纳甚至将他访问 中国的1936年看做自己科学生涯中的一个“转折点
抑制外部干扰 F常数 液位测定装置 F;,不 控制器 热电偶 设定值 蒸汽 控制器4h E=T-T 设定值知 T=常数 控制器(z 液位测 定装置 stst FT
抑制外部干扰
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前馈 & 反馈