材料成型控制工程基础考试重点_控制工程基础考试重点

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一、传递函数：对于线性系统，设其输入量为输出量为Xr则它的传递函数X0（（tt）），G（为s）是指初始条件拉氏变换0时，输出量的X0（s）对输入量的拉氏变换Xr=X0(s)/Xr(s)（s）之比，即。Gs）二L[Xr(t)*g(t)]=Xr、卷积定理：(s)*G（s）两个时间函数之卷积的拉氏变换就等于他们各自拉氏变换的乘积

三、鲁棒性：在存

在扰动和未建模动态条件下，也就是系统的实际动态与应用数学模型之间误差较大时，系统仍能保持稳定性，基本维持原有设计中力。它的研究可以控制性能的能从“稳定鲁棒性”和“性能鲁棒性”两方面来区分。

四、极点配置：使 闭环控制系统具有预先设定的特征值是控制系统设计方法之一，称为极点配置。

五、比例度

Q：使调节器的输出变化达到全量程时输入偏差改变了满量程的百分比。带宽，Q大则比例窄。Q小则比例带

六、衰减率：衡量振荡过程衰减程度的另一种指标是衰减率，它是指每经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分Y2/Y1数，即￥=Y1—Y2>Y1,。￥调节过程是￥节过程是衰减振荡>0,则Y2

七、超调量

Q%：最大动态偏差调量稳态变化幅值Y1占被Y（无穷大）的百分数。它反映系统的平稳性，超调量越大说明系统过度过程越平稳。一般调速系统10~35%之间。对轧Q%可允许在钢而言，初轧机要求轧机小于Q%小于2~5%10%，连，卷取机的张力控制不允许有超调量。

八、古典控制理论 的控制策略包括：PID制，解耦控制；现控制，smith控代控制理论的策略主要包括：自适应控制，变结构控制；智能控制理论的策略主要包括：模糊控制，专家控制，神经网络控制。

九、古典控制理论 研究对象是单输入单输出定常反馈系统，数学基础是拉氏变换，数学模型是传递函数设计分析方法基于频率法和图解法；现代控制理论适用于多输入多输出，时变参数，分布参数，随机参数非线性等复杂控制系统的分析设计，数学基础是矩阵理论，数学模型是状态空间法。

十、空燃比：u=A（t）(（燃烧中实际空气入炉空气量)/A(r)用量）

十一、集散式控制系点：集散式控制系统的概念和优统是以多个微处理机为基础利用现代网络技术，现代控制技术，图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节监视管理的控制技术。

十二、最小二乘法：

如果以不同精度多次观测一个或多个未知量为了求各未知量的最可靠值，各观测量必须加修正值，使其各修正数的平方和与观测数小。之

和相比为最

十三、拉氏变换的基本性质及利用线性定理这一 作用：性质，就可在求由多项组成的微分方程的拉氏变换时，用逐项求拉氏变换后再求和的形式来解决；利用微分定理这一性质，在时域内对原函数每进行一次微分，就相当于在复域内将象函数用即将时域内的微分s乘一次，运算简化为复域内乘以用积分定理就可以s的运算；利用就是说，对原函数1/s代替？，这每进行一次积分，就相当于它的象函数用这样把时域中的积s来除一次，分运算化为复域内除于

十四、所谓环节，s的运算。就是指其输入输出之间可以组成独立的运动方程式的那一部分。它可以是一个元件，也可以是一个元件的一部分或者由几个元件组成。我们称具有典型数学模型的环节为典型环节。放大环节又称比例环节，其传递函数为G（/Xrs）=K，即X0（s）为：输出量与输入（s）=K,其特点量成比例，环节的输出量能以一定比例，不失真、不延迟地复现输入量的变化规律。积分环节：G（s）=1/s,微分：

十五、G（s）=s。点：原理简单，使PID控制的优用方便；鲁棒性强，其控制适应性强；品质对被控对象的变化不太敏感，非常适用于环境恶劣的工业生产现场；PID整的参数整定与设算法有一套完计方法，易于被工程技术人员掌握；许多工业回路中对控制快速性和控制精高，而更重视系统度要求不是很的可靠性时，使用PID高的性价比；长期控制能获得较应用过程中，对PID算法缺陷可以进行改良。

十六、状态空间法的实质就是将系统的高阶运动方程写成一种一阶微分方程组的形式，然后再把一阶微分方程组写成矩阵方程，这样就简化了数学符号，方便运算。

十七、系统辨识就 是通过试验或者运行过程中的观测数据来估计出系统的数学模型。黑箱：系统的结构和参数均为未知；灰箱：系统的结构已知而参数未知

十八、频率响应法

是向系统输入振幅固定、频率变化的正弦信号，在输出端测量输出信号，输出端信号应为振幅逐渐衰减、频率相同且与输入信号有一个相位差的正弦信号。

最小二乘法：未知量的最可能值是这样一个值，它使各次实际观测值和计算值之间的差值的平方乘以度量其精 确度的数值以后的和为最小。优点：它比其他方法容易理解，并且不需要严谨的统计知识。它既可用于动态系统，又可以用于静态系统。既可以用于线性系统，又可 以统。既可以用于离用于非线性系线估计，又可以用于在线估计，是具有最佳统计特性的方法。

最优控制系统的性能指标：积分（过程）型性能指标（拉格（结果）型性能朗日型）；末值指标（梅耶尔型）；综合性能指标（鲍尔扎型）最小值原理：即当。

控制作用的大小限制时，由最优控制规在一定范围内律所确定的最优轨线在整个作用范围内必取最小值。（公式）系统设计通常包括

如下三个方面：确定构；确定控制器的控制系统的结类型；确定控制器的参数。串级控制系统：是

生产过程中应用广泛统，它是由主控回的一类控制系路和副控回路构成，在运行中通过主控回路与副控回路的协调工作来提高控制性能。减小副控回路的等特点：效时间常数；对二次干扰具有很强的克服能力；改善对象的动态特性，提高率；对负荷和操作系统的工作频条件的变化具有一定的自适应能力。前馈控制系统的特 点：它是对扰动绝对不灵敏的系统；前馈控制使用的是视对象特性而定的“专用”控制器；前馈控制属于“开环控制系统”；一种前馈控制作用只能克服一种干扰。前馈控制根据控制规律和控制结构，可以分为多种类型，比较典型的有静态前馈控制，动态前馈控制，馈控制，前馈—串前馈---反级控制等。集（DCS散型），就是集散控制

系统型计算机控制系统的简称，也称分布式计算机控制系统，是在吸收了模拟仪表控制系统和计算机控制系统优点的基础上发展起来的分布式控制系统。它在实现控制功能分散的同时，也实现了危险性的分散，并将参数显示和操作部分进行集中。它不仅有很高的可靠性、直接数字控制、顺序控制、批量控制前馈控制等功能，而且还具有预测控制、最优控制等先进控制功能。它是以计算机、控制、通信和屏幕显示相结合为特征的系统，通常也将集散控制称为分级递阶结构；采4C控制。特点：用微机智能技术；采用局部网络通信技术；丰富的功能软件包；采用高可靠性技术。分级递阶结构通常分为4级，每一级由若干子系统组成，形成金字塔结构。同一级的各决策子系统可同时对下级施加作用，同时又受上级的干预，子系统可通过上级互相交换信息。第一级为过程控制级，第二级为控制管理级，第三级为生产管理级，第四级为经营管理级。最佳燃烧带：热损

失和污染最小、热效率最高的低过剩空气燃烧区称为”最佳燃烧带”炉温：是指炉气、.炉壁和被加热钢坯三者温度的均衡温度。炉温分布模型是指沿加热炉炉长方向的炉温水平及其变化规律，连续加热炉的炉温呈连续分布规律，其温度可采用热电偶在线检测获得。串级控制方法虽然比较简单实用、负荷跟踪速度较快，但在动态特性变化频繁的过程中不能保持空气、燃料较好的跟随关系，难以实现空燃比。双交叉限幅燃烧控制方式，即根据给定的空燃比，使系统在调节动态过程中，空气的变化受限于燃料的变化、燃料的变化受限于空气的变化，始终保持空气、燃料之间的相互跟随关系控比，保证在炉温调制最佳空燃配节过程中燃料和空气烧，这样既可节约都达到充分燃能源，提高钢坯加热质量，又可防止环境污染。空气过剩率：在加

热炉炉温控制系统中，空气过剩率是描述燃料流量与u空气流量比例之间是否合适的重要参数。U值定义为：入炉空气量中实际空气用量At与燃烧的比值，记作Ar：u=At/Ar控制炉膛压力的两。

种方式：通常希望炉压保持在微正压为好。对于带有余热锅炉的加热炉，可通过调节引风机的抽力实现炉膛压力的控制；对于没有余热锅炉的加热炉，则可通过调节烟道翻板的开度实现制。炉膛压拉氏变换的性质及

力的控其作用：利用线性定理这一性质，就可在求由多项式组成的微分方程的拉氏变换时，用逐项求拉氏变换后再求和的形式来解决；利用微分定理这一性质，就是说，在时域内对原函数每进行一次微分，就相当于在复域内将象函数用即将时域内的微分s乘一次，运算简化为复域内乘以用积分定理这一性s的运算；利质，这就是说，对原函数每进行一次积分，就相当于它的象函数用s来除一次，这样就把时域中的积分运算化为复域内除以s的运算。比例调节的传G(s)=U(s)/E(s)=Kp递函数：积分调节：=UG；微分调节：（s）/E（s）=1/T1s（s）G（s）；=U比（s）/E（s）=TDs；G(s)=U(s)/E(s)=Kp例积分：（G(s)=U(s)/E(s)=Kp1+1/T1s）；比例微（1+TDs）；PID：G(s)=U(s)/E(s)=Kp（比例度1+T Ds+1/T1sQ对被调参）.数的影响（很大（p51）味着调节阀的动作Kp减小）意：Q幅度很小，因此被调量的变化比较平稳，甚至可以没有超调，调节时间也很长；但残差很大，当Q再进一步增大时，系统出现不振荡的过度过程。减小Q（Kp增大）就加大了调节阀的动作幅度，引起被调量来回波动但系统仍可能是稳定的，残具有一个临界值，差相应减小。Q此时系统处于稳定边界的情况，进一步减小Q，系统就不稳定了，我们把这个临界值称为“临界比例度Qk”；若用比“临界比例带例带表示则当Q

的稳态和动统中，被调量不随时间而变化的平衡状态为系统的稳态，也称静态；被调量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。稳定性：是指系统 输入量发生变化但趋于某一稳态值后系统的输出量也跟着变化且最终也能趋于某一稳态值而不出现持续振荡或发散振荡的性质。衰减比：衡量振荡过程衰减程度的指标，等于两个相邻同向波峰值之比：n=y1/y2现代控制理论采用。

了状态空间法，因此所研究的系统可以是单输入单输出，也可以是多输入多输出；可以是线性，也可以是非线性；可以是定常的，也可以是时变的；可以是集中参数的，也可以是分布参数的；可以是连续型的，也可以是离散型的；它的研括：以最小二乘法究内容主要包为识；以极大值原理基础的系统辨和动态规划为主要方法的最优控制；以卡尔曼滤波理论为核心的最佳估计。状态方程描述了输

入主要引起的内部状态变化的情况，如果系统能够在输入作用下从一种状态达到另一种状态系统就是可控的，否则就是不可控的；输出方程描述了状态变化引起输出变化的情况，如果系统的状态可以根据输出的观测值确定出来，系统就是可观测的，否则就是不可观测的。p90解释：对于两个 系统，假如它们传递函数相同，但由于出现零极点对消现象的位置不同，那么两个系统的可控性与可观测性也具有完全不同的特点。如果在传递函数中出现了零极点对消现象，系统或是不可控，或是不可观测的，也可能既不可控又不可测三种情况；若传递函数中没有出现零极点对消现象，则系统既是可控的又是可观测的。实际上对于状态反馈控制系统，可控性不变；可观测性可能会产生变化。对于输出反馈控制系统可控性与可观测性均不变。最优控制系统是这

样一种系统，它在完成要求的控制任务时能使某项性能指标为最优值：在整个控制工程中使误差达到极小的系统；时间最优控制系统；最优末值控制系统；能量最优控制系统；最大可靠性系统；最小投资系统。前馈控制：又称干

扰补偿控制，它与反馈控制不同，它是依据引起被控参数变化的干扰大小进行调节的。在这种控制系统中，当干扰刚刚出现而又能测出时，前馈调节器（亦称前馈补偿器）便发出调节

信号使调节参数作相应的变化，使调节作用与干扰作用及时抵消于被控参数产生偏差之前。因此，前馈调节对干扰的克服要比反馈调节快。静态，动态，前馈p238--9-33:---前馈串级。--反馈，当 原料时，如果仍采用原凸度发生变化先的压下量，带钢轧出的板形就要改变；要想继续维持板形良好的状态，则需要改变压下量值。原料凸度增大，压其基本原则是：下量应相应增大；原料凸度减小，压下量可适当减小。在轧制过程中原料凸度发生变化是影响带钢凸度Q的一个干扰量，在生产中除。应 设法加以排