过程控制系统与仪表复习资料
过程控制系统与仪表考试整理【可编辑范本】

过程控制系统与仪表第一章1 过程控制系统主要任务:对生产过程中的有关参数(温度压力流量物位等)进行控制使其保持恒定或按一定规律变化在保证产品质量和生产安全的前提下使连续生产过程自动进行下去2特点:1)控制对象复杂控制要求多样2)检测方案丰富3)控制多属于慢过程控制4)定值控制是过程控制的一种主要形式5)过程控制系统由规范化的过程检测仪表组成过程控制分类方法1按设定值的形式不同划分1)定值控制系统2)随动控制系统3)过程控制系统2按系统地结构特点分1)反馈控制系统2)前馈控制系统3)前馈反馈复合控制系统稳态:对于定值控制当控制系统输入不变时整个系统若能达到一种平衡状态系统各个组成环节暂时不动作它们的输入输出信号都处于相对静止状态就是稳态动态: 从外部扰动出现平衡状态遭到破坏自动控制装置开始动作到整个系统又建立新的稳态调节过程结束的这一段时间整个系统的各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中叫动态控制系统的过度过程: 系统从原来的平衡状态经过动态过程达到新的平衡状态的动态历程稳定过渡过程:不稳定过渡过程系统的控制作用能否使被控参数回到原来的设定值用阶跃输入分析过渡过程外部扰动阶跃变化时被控参数响应曲线与设定阶跃变化时的特征是相同的通常采用设定值阶跃变化时被控参数响应的典型曲线来定义控制系统的单项性能指标主要有衰减比超调量与最大动态偏差静差调节时间震荡频率等第二章计算题会选择仪表精度思考与练习题2-3某压力表的测量范围为0~10MPa,精度等级为1.0级。
试问此压力表允许的最大绝对误差是多少?若用标准压力计来校验该压力表,在校验点为5MPa时,标准压力计上读数为5。
08MPa,试问被校压力表在这一点上是否符合1级精度,为什么?解答:1)基本误差δ=100%⨯最大绝对误差∆max =0.01×10=0。
1MPa2)校验点为5 MPa 时的基本误差:%8.0%10010508.5=⨯-=δ 0.8%〈1% ,所以符合1。
过程控制与自动化仪表(复习要点)

填空30 问答20 分析10 设计15 计算分析25第一章:什么是过程控制?过程控制是生产过程自动化的简称。
它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或一定周期程序进行的生产过程自动控制,是自动化技术的重要组成部分。
过程控制系统的组成:被控对象和自动化仪表(包括计算机)两部分组成。
(被控参数,控制参数,干扰量f(t),设定值r(t),反馈值z(t),偏差e(t),控制作用u(t))过程控制系统的分类:按结构不同:(1)反馈控制系统(2)前馈控制系统(3)前馈—反馈复合控制系统;按定值不同:(1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)顺序控制系统过程控制系统的性能指标:根据稳定性、快速性、准确性的要求提出以下单向性能指标:(1)衰减比(2)最大动态偏差和超调量(3)参与偏差(4)调节时间、峰值时间和振荡频率综合性能指标:(1)偏差绝对值积分IAE(2)偏差平方积分ISE(3)偏差绝对值与时间乘积积分ITAE(4)时间乘偏差平方积分ITSE第二章:检测误差的类型、怎样克服?1、检测误差的描述(1)真值所谓真值是指被测物理量的真实(或客观)取值。
在当前现行的检测体系中,许多物理量的真值是按国际公认的公式认定的,即用所谓“认定设备”的检测结果作为真值. (2)最大绝对误差绝对误差是指仪表的实测示值x与真值x a的最大差值,记作△,即△=x-x a(3)相对误差δ=△/x a *100%(4)引用误差γ=△/(x max—x min) *100%(5)基本误差基本误差是指仪表在国家规定的标准条件下使用时所出现的误差。
(6)附加误差附加误差是指仪表的使用条件偏离了规定的标准条件所出现的误差。
2、检测误差的规律性(1)系统误差系统误差是指对同一被测参数进行多次重复测量时,按一定规律出现的误差。
克服系统误差的有效方法之一是利用负反馈结构。
(2)随机误差或统计误差当对同一被测参数进行多次重复测量时,误差绝对值的大小和符号不可预知地随机变化,但就总体而言具有一定的统计规律性,通常将这种误差称为随机误差或统计误差。
过程控制系统与仪表复习材料

- 1 -五、计算题:1、某测量范围是0---500℃的温度计出厂前校验结果如下表:求:该表的基本误差并确定它的精度等级。
解:基本误差:δ=500300306--*100﹪=1.2﹪<1.5﹪所以它的精度等级为1.5级.2、某一标尺为0求:1 3)如果工艺允许最大测量误差为土5℃,该表是否能用?解:1)6℃ 2)δ=6/1000=0.6%,1.0级 3)不能用六、设计题1、在蒸汽锅炉运行过程中,必须满足汽-水平衡关系,汽包水位是一个十分重要的指标。
当液位过低时,汽包中的水易被烧干引发生产事故,甚至会发生爆炸。
(1)试设计一个液位的简单控制系统,在图中画出控制方案图。
(2)确定调节阀的气开、气关形式,并说明原因。
(3)确定调节器的正、反作用方式,必须有详细的分析过程。
(4)画出该控制系统的方框图。
解:气关式 正作用2、在某生产过程中,通过加热炉对冷物料加热,根据工艺要求,需对热物料出口温度进行严格控制。
对系统分析发现,主要扰动为燃料压力波动。
(1)试设计一个热物料出口温度的串级控制系统,在图中画出控制方案图。
(2)画出该控制系统方框图。
(3)为保证设备安全,炉温不能过高,确定调节阀的气开、气关形式。
(4)确定两台调节器的正反作用方式,必须有详细的分析过程。
(5)确定两台调节器应选择什么调节规律。
解:气开式 副调节器反作用 主调节器反作用 副调节器采用P 或PI 调节规律 主调节器采用PI 或PID 调节规律3、右图为一个加热器控制系统,通过将进料(流体)与蒸汽进行换热达到对物料(流体)进行加热的目的,希望出料(流体)温度恒定。
其中已知进料(流料)流量(v q )为最主要的干扰。
(1)试选用合适的的控制方案,说明理由,并画出控制系统框图和结构图。
(2)为保证设备安全,出料温度不能过高,确定调节阀的气开、气关形式。
确定调节器- 2 -的正反作用以及应选择什么调节规律。
解:气开式 反作用 前馈调节器采用静态前馈 反馈调节器采用PI 或PID 控制4、右下图所示的氨冷器,用液氨冷却铜液,要求出口铜液温度恒定。
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第一章绪论史艳华一.工业生产过程中自动控制系统的被控变量是温度、压力、流量、液位、成分等这样一些变量的系统,叫做过程控制系统。
电力拖动及电机运转等的自动控制一般不包括在内。
二过程控制系统组成1.被控对象(被控过程、过程、对象)2.变送器3、控制器4、执行器(种类:电动、气动、液动)三,控制仪表及装置的分类按信号类型分:模拟式:电动单元组合仪表DDZ-I型、DDZ-II型、DDZ-III 型、气动仪QDZ等。
四.过程控制系统的特点1.被控对象的多样化2.过程存在滞后3.对象特性非线性4.控制系统比较复杂或无法得到传递函数五.过程控制系统的性能指标1、衰减比和衰减率2、动态偏差A (最大偏差)3、调整时间 Tc (控制时间、过渡过程时间、恢复时间)4、静态偏差C(余差、残余偏差)六.从不同的角度划分过程控制系统的类别按设定值的形式不同分:定值控制系统:设定值不变;随动控制系统:设定值是无规律变化的;程序控制系统:设定值按生产工艺要求有规律变化。
常规过程仪表控制系统,传输信号是连续变化的模拟信号。
以定值系统为主。
第二章信号的联络、传输及转换1、联络信号类型:气动仪表:气压信号:20kPa-100kPa2、电模拟信号的确定:国际电工委员会(IEC)确定:4-20mA DC电流信号和1-5V DC 电压信号为过程控制系统电模拟控制信号的统一标准。
DDZ-III型仪表采用。
一、模拟信号的传输方式1、电流信号的传输2、电压信号传输二、电流信号传输的特点:1、电流信号适合远传。
2、某台仪表出故障时,影响其他仪表;(解决方法:用配电器分成两路电流)3、无公共接地点。
三、电压传输特点: 1、某台仪表故障时基本不影响其它仪表;2、有公共接地点;3、传输过程有电压损耗,故电压信号不适宜远传。
四、变送器与控制室仪表间的信号传输和供电方式:1、四线制 (0-20MA )电源与信号分别传送。
2、两线制(4-20MA)两条线既是信号线又是电源线。
《过程控制及仪表》期末复习题(基础题目)

一、填空题二、自动调节系统方块图中,给定值R,测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-Z。
一、过渡过程结束时,被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做余差二、串级调节系统中,主回路是一个定值调节系统。
1.电子电位差计是根据电压补偿原理工作的。
三、积分时间愈____长_____,积分作愈弱。
四、当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀,这两个调节阀工作在不同的信号区间,则构成的控制系统为___分程__控制系统。
五、在自动控制系统中,能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是测量变送器。
1.过程控制仪表包括控制器、执行器、操作器以及可编程控制器等各种新型控制仪表及装置。
2.一台仪表性能的优劣通常可以用精确度、变差、灵敏度来评价。
3.基本控制规律包括双位控制、比例控制、比例积分控制、积分控制、微分控制、比例微分控制、以及比例积分微分控制。
4.二、选择题1.在自动化仪表中,显示仪表用于各种检测变量的显示、记录,按显示方式可分为三大类,下面哪项不属于显示方式。
( B )A 模拟式显示仪表B高端显示仪表 C 屏幕显示仪表 D 数字式显示仪表2.对于始点为0℃的电子电位差计,当输入端短路时,仪表指针应指在( C )。
A.始点B.终点C.室温D.原位置3. 下列( A )不是描述对象特性的参数。
A.过渡时间B.时间常数C.放大系数D.滞后时间4. 下面哪项不属于复杂控制系统。
( A )A. 自动控制系统与编程控制系统B. 比值控制系统均匀控制系统C 分程控制系统与选择性控制系统D 串级控制系统与前馈控制系统5. 串级控制系统中,副调节器一般采用(D )调节规律A.PIB.PIDC.PDD.P6. 下面哪项不属于过程控制系统的分类。
CA过程自动检测系统 B 过程自动控制系统C过程自动显示系统D过程自动报警与联锁保护系统7. 如图为一个加热器控制系统,通过将进料与蒸汽进行换热达到对物料进行加热的目的,希望出料温度恒定。
过程控制与自动化仪表知识点

1.过程控制系统由被控过程和自动化仪表两部分组成。
2.自动化仪表按能源形式分为:液动、气动和电动。
按信号类型分为:模拟式和数字式。
3.模拟仪表的信号可分为气动仪表的模拟信号与电动仪表的模拟信号。
4.气动仪表的输入/输出模拟信号统一使用0.02~0.1MPa 的模拟气压信号。
5.按照国际电工委员会规定,过程控制系统的模拟直流电流信号为4~20mA DC ,负载电阻为250Ω;模拟直流电压信号为1~5V DC 。
DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表就是这种信号标准。
6.气动仪表与电动仪表的能量供给分别来自于气源和电源。
1.过程参数检测仪表通常由传感器和变送器组成。
2.引用误差计算公式:%100x x minmax ⨯-∆=γ(其中△为最大绝对误差,等于实测值x 减真值a x 的最大差值,即a1x x -=∆,min max x x 与为测量表的上下限值)3.精确度及其等级:最大引用误差去掉“±”与“%”。
例:±5%的精度等级为0.5。
4.热电阻在500℃以下的中、低温度适合作测温元件(理解公式()()[]00t t 1t -+=αR R ,其中R(t)为被测温度t 时的电阻值;R 0为参考温度t 0时的电阻值,通常t 0=0℃,α为正温度系数);金属热电阻适用于-200℃~500℃;热敏电阻为-50~300℃。
5.热电阻接线有二线制、三线制、四线制三种接法,其中三线制可利用电桥平衡原理消去导线电阻。
6.热敏电阻由于互换性较差,非线性严重,且测温范围在-50~300℃左右,所以通常较多用于家电和汽车的温度检测和控制。
7.由于热电偶具有测温精度高、在小范围内线性度与稳定性好、测温范围宽、响应时间快等优点,因此在工业生产过程中应用广泛。
当温度高于2000℃时热电偶不能长期工作,需采用非接触式测温方法。
8.当被测为运动物体时,采用非接触式测温方法。
体积流量表示瞬时流量与累积流量:瞬时:A A A υυ==⎰d q v 累积:⎰=t 0v v dt q Q 质量流量表示瞬时流量与累积流量:瞬时:v m q q ρ= 累积:v m Q Q ρ=(ρ为流量密度)标准状态下的体积流量:n v n m vn /q /q q ρρρ==(n ρ为标准状态下气体密度)9.典型流量检测仪表有容积式流量计、速度式流量计、直接式质量流量计。
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一、填空题1、简单控制系统由(控制器)、(执行机构)、(被控对象)和(检测变送仪表)四个环节组成。
2、对象数学模型是指对象的(输入输出)特性,是对象在各输入量(控制量和检测变送量)作用下,其相应输出量(被控量)变化函数关系的数学表达式。
3、获取对象数学模型的方法参方法有:(机理法)和(测试法)。
4、气动执行器由(调节)机构和(执行)机构两部分组成,常用的辅助装置有(阀门)定位器和手轮机构。
5、流通能力C的定义是:调节阀全开,阀前后压差为(0.1Mp),流体重度为(1g/m3),每(小时)所通过的流体(系)数。
6、被调介质流过阀门的(相对)流量与阀门(相对)行程之间的关系称为调节阀的流量特性;若阀前后压差保持不变时,上述关系称为(理想流量)特性,实际使用中,阀门前后的压差总是变化的,此时上述关系为(工作流量)特性。
7、动态前馈控制的设计思想是通过选择适当的(前馈)控制器,使干扰信号经过(前馈)控制器致被控量通道的动态特性完全复制对象(干扰)通道的动态特性,并使它们符号(相反)(正、反),从而实现对干扰信号进行完全补偿的目标。
8、自动调节系统常用参数整定方法(动态特性参数法),(稳定边界法),(衰减曲线法),(经验法)。
9、调节系统中调节器正、反作用的确定依据是:(保证控制系统成为负反馈)。
10、模糊控制器的设计(不依赖)被控对象的精确数学模型。
二、单项选择题:1.对于气动执行机构,当信号压力增加,推杆下移的,称该气动执行机构为( C )。
(A)移动式(B)可调式(C)正作用式(D)反作用式2.控制系统中,下面哪种控制规律具有消除余差的作用( D )。
(A)位式控制(B)比例控制(C)微分控制(D)积分控制3.在控制系统中,工艺变量需要控制的生产过程、设备或机械等,称为( A )。
(A)被控过程(B)控制器(C)反馈(D)设定值4.仪表的指示值与被测变量真实值之间的差值称为( B )。
(A)相对误差(B)绝对误差(C)仪表误差(D)变差5.测量的起始点由零变为某一数值时,称为( C )。
过程控制仪表及系统考点总结

第一章1.过程控制系统的组成调节器、调节阀、被控过程、检测变送2.过程控制系统的分类1)按系统的结构特点分类反馈控制系统(闭环)、前馈控制系统(开环)、前馈—反馈控制系统2)按给定值信号的特点分类定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统系统是衰减震荡的过程.衰减比和衰减率(动态质量指标)、余差(静态)、最大偏差和超调量(偏离给定值的程度),峰值时间Tp(系统灵敏度),过渡时间(过渡过程快慢)振荡频率一样,衰减比n越大,调节时间相对较短;衰减比n相同,振荡频率越高,振荡周期(调节时间)就越短第二章被控过程的数学模型-----指被控过程在各输入量(包括控制量和扰动量)作用下,其相应输出量(被控量)变化函数关系的数学表达式。
1.解析法:根据过程的内在机理,通过静态与动态物料平衡关系,用数学推理建立数学模型的方法。
解析法建模:通过静态与动态物料平衡关系,用数学推导法建立过程的数学模型。
无自衡过程-----指过程在扰动作用下,其平衡状态被破坏后不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身不能重新恢复平衡的过程。
2.实验辨识法:根据过程输入、输出的实验测试数据,通过过程辨识和参数估计建立过程的数学模型。
3.混合法测定阶跃响应曲线的原理:在过程的输入量作阶跃变化时测定其输出量随时间而变化的曲线。
用阶跃响应曲线的原因:a能形象直观和完全描述被控过程的动态特性b容易添加信号a.阶跃响应法,试验时需要注意的问题;b.矩形响应法1)试验测定前,被控过程应处于相对稳定的工作状态2)输入阶跃信号的幅值不能过大,也不能过小3)分别输入正负阶跃信号,并测取其响应曲线作对比4)在相同的条件下重复测试几次第三章1.在过程控制系统中,变送器常和传感器组合使用,共同完成对温度、压力、物位、流量、成分等被控参数的检测并转换为统一标准的输出信号。
变送器的类型和特点差压变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器温度变送器的分类是直流毫伏变送器、热电隅温度变送器(热电效应、高温)、热电阻温(中低温度)温度变送器的特点:(1)采用低漂移,高增益的运算放大器作为主要放大器,具有线路简单和良好的可靠性,稳定性及各项技术性能。
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第一章绪论史艳华一.工业生产过程中自动控制系统的被控变量是温度、压力、流量、液位、成分等这样一些变量的系统,叫做过程控制系统。
电力拖动及电机运转等的自动控制一般不包括在内。
二过程控制系统组成1.被控对象(被控过程、过程、对象)2.变送器3、控制器4、执行器(种类:电动、气动、液动)三,控制仪表及装置的分类按信号类型分:模拟式:电动单元组合仪表DDZ-I型、DDZ-II型、DDZ-III 型、气动仪QDZ等。
四.过程控制系统的特点1.被控对象的多样化2.过程存在滞后3.对象特性非线性4.控制系统比较复杂或无法得到传递函数五.过程控制系统的性能指标1、衰减比和衰减率2、动态偏差A (最大偏差)3、调整时间 Tc (控制时间、过渡过程时间、恢复时间)4、静态偏差C(余差、残余偏差)六.从不同的角度划分过程控制系统的类别按设定值的形式不同分:定值控制系统:设定值不变;随动控制系统:设定值是无规律变化的;程序控制系统:设定值按生产工艺要求有规律变化。
常规过程仪表控制系统,传输信号是连续变化的模拟信号。
以定值系统为主。
第二章信号的联络、传输及转换1、联络信号类型:气动仪表:气压信号:20kPa-100kPa2、电模拟信号的确定:国际电工委员会(IEC)确定:4-20mA DC电流信号和1-5V DC 电压信号为过程控制系统电模拟控制信号的统一标准。
DDZ-III型仪表采用。
一、模拟信号的传输方式1、电流信号的传输2、电压信号传输二、电流信号传输的特点:1、电流信号适合远传。
2、某台仪表出故障时,影响其他仪表;(解决方法:用配电器分成两路电流)3、无公共接地点。
三、电压传输特点: 1、某台仪表故障时基本不影响其它仪表;2、有公共接地点;3、传输过程有电压损耗,故电压信号不适宜远传。
四、变送器与控制室仪表间的信号传输和供电方式:1、四线制 (0-20MA )电源与信号分别传送。
2、两线制(4-20MA)两条线既是信号线又是电源线。
节省电缆及安装费用,有利于防爆。
活零点。
五,配电器(作用):1.将输入信号转换为控制系统需要的一路或多路信号。
2.为变送器提供配电电源3.实现变送器和调节器之间的隔离。
第三章控制系统防爆措施产生爆炸的条件:只有当具有潜在爆炸危险的环境中,同时具备点燃源、爆炸性物质、空气时,才可能产生爆炸。
一、本安防爆系统的条件1、在危险场所使用本质安全型防爆仪表。
2、在控制室仪表与危险场所仪表之间设置安全栅,以限制流入危险场所的能量。
(本安防爆系统必须要有“安全栅”)二、安全栅的作用1、安全栅可用于传输信号。
2、限制流入危险场所的能量,以确保系统的本安防爆性能。
三、安全栅的种类: 齐纳式安全栅 隔离式安全栅1.变压器隔离式安全栅种类:检测端安全栅(输入式安全栅) 执行端安全栅(输出式安全栅)第四章 变送器2.变送器和转换器的作用: 分别将各种工艺变量(如温度、压力、流量、液位)和电信号(如电压、电流、频率、气压信号等)转换成相应的统一标准信号,以供显示、记录和控制之用。
3.变送器原理:是基于负反馈原理工作的。
4.变送器构成:它包括测量部分(即输入转换部分)、放大器和反馈部分。
5.量程调整作用:使变送器的输出信号上限值ymax(20MA)与测量范围的上限值xmax相对应。
6.零点调整和零点迁移的作用:使变送器的输出信号下限值ymin与测量范围的下限值xmin相对应。
在xmin=0时,称为零点调整。
(零点调整使变送器的测量起始点为零)在xmin≠0时,称为零点迁移。
(零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值。
当测量的起始点由零变为某一正值,称为正迁移;当测量的起始点由零变为某一负值,称为负迁移; )第五章控制器2.数字PID控制器的两种形式:(1)位置式PID控制算法(2)增量式PID 控制算法3.增量式PID算法的优点:① 位置式PID算法每次输出与整个过去状态有关,容易产生较大的累积计算误差。
而增量式PID只需计算增量,计算误差或精度不足时对控制量的计算影响较小。
② 控制从手动切换到自动时,位置式PID算法必须先将输出值置为原始阀门开度时,才能保证无扰动切换。
若采用增量算法,与原始值无关,易于实现手动到自动的无扰动切换。
③ 采用位置式PID算法,计算机出现故障,输出量大幅度变化,调节阀门突然加大或减小,可能会给生产造成损失。
采用增量式算法时所用的执行器本身都具有保持功能,即使计算机发生故障,执行器仍能保持在原位,不会对生产造成恶劣影响。
第六章执行器1.执行器种类:电动执行器气动执行器液动执行器2.执行器的组成:执行机构、控制机构(也叫调节机构,调节阀或控制阀)3.气动执行机构:它是以140kP的压缩空气为能源,接收电-气转换器或电-气阀门定位器输出的20kP-100kP气压信号。
4.气动执行机构有薄膜式和活塞式两种。
5.气动薄膜式执行机构:执行机构产生非线性偏差和正反行程变差。
解决办法:加阀门定位器。
(分程控制系统也必须加阀门定位器)6.电/气转换器是将电动仪表输出的4-20mA直流电流信号转换成可被气动仪表接受的20KPa-100KPa标准气压信号,实现电动仪表和气动仪表的联用必须用“电气转换”。
7.气动仪表由气阻、气容、弹性元件、喷嘴-挡板机构和功率放大器等基本元件组成。
8,阀门定位器应用场合:1)增加执行机构的推力 2)加快执行机构的动作速度3)实现分程控制 4)改善控制阀流量特性9.控制阀的流量特性:①理想流量特性:阀前后差压不变时的流量特性,也叫固有流量特性。
②工作流量特性:阀装在管道中前后差压变时的流量特性,也叫实际流量特性。
10.理想流量特性:(1)直线特性。
(2)对数特性:(又称等百分比特性)(3)快开特性(4)抛物线特性11.工作流量特性:S=1时,为理想流量特性特性曲线下移,流量特性畸变(S越小畸变越严重)S太小,流量变化范围减小,对控制不利。
S一般不小于0.3。
第七章被控对象1.过程控制系统建模方法:机理法建模实验法建模机理法和实验法相结合。
第八章单回路控制系统2.单回路控制系统又称简单控制系统。
它是由被控对象、检测元件及变送器、控制器和执行器组成一个闭合回路的反馈控制系统。
系统的静态性能指标:余差K—对象的放大系数,K=RkxR—流阻;Kx—控制阀的流量系数T—时间常数,T=RC τ=L/VC—容量,即液容,容器底面积A3操控量的选择:①选择操纵量时,使扰动通道的放大系数Kd越小越好,以减小余差,提高控制精度。
②控制通道的放大系数Ko大一点,以加强控制作用。
(注:对某一控制系统来说,KoKc有一最佳值,因此Ko小可加大Kc来补偿。
)4、选择操纵量的一般原则:1)操纵量应具有可控性、工艺操作合理性、经济性;2)干扰通道的时间常数越大越好。
控制通道时间常数应适当的小些,纯滞后时间越小越好;3)控制通道的放大系数应大于干扰通道;4)应尽量使干扰远离被控量而向执行器靠近;5)尽可能避免几个时间常数相等或相近,他们越错开越好。
5.比例控制(P)作用对控制质量的影响1) P:比例,快速调节,P越大响应速度越快,稳定性越差,静差越小2)特点:①比例控制器构成的系统,存在余差。
②Kc↑,系统稳定性降低,余差减小。
③比例作用具有“快”的特点。
6.积分控制作用对控制质量的影响:1)I积分,消除静差,稳定性下降,积分时间(TI)↓,积分作用强,系统振荡;TI↑,积分作用弱。
TI=∞时,积分作用切除。
2)特点:积分控制作用能消除余差,但系统的稳定性降低了,特别是TI较小时,更为严重。
积分时间越长,积分作用越弱,反之相反。
7.微分控制作用对控制质量的影响1)D微分,全面提高控制质量,D太大,易导致执行器瞬时全开全关,提高系统稳定性。
2)特点:①引入微分后,可提高系统的稳定性,减小最大偏差,对克服容量滞后有明显作用,同时可使Kc增大,减小余差,因此,可全面提高控制质量。
②对于一固定的系统来说,TD不宜取得太大。
(会导致执行器瞬间全开全关)8.(PID)控制器参数的整定方法:经验凑试法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法。
第九章串级控制系统1、串级控制系统标准框图2、串级控制系统的四大特点:1)等效时间常数减小; 2)工作频率提高;3)抗干扰能力增强; 4)有一定自适应能力2、正、反作用方式的选择3.主、副控制器的选择1)副控制器正反作用副回路:同单回路,乘积为“负”。
2)主控制器正反作用控制器正反作用判别依据:控制器正反作用判别依据:当ε=Xi-Xs 时,必须满足:(主控制器±)×(主对象±)=(-)Kp×Kv×K0×KM<0作业1下图为造纸系统某一工艺段的温度串级控制系统以保持网前箱出口温度稳定。
(1)画出该控制系统的方框图。
(2)如工艺要求在故障情况下切断蒸汽的供应,试选择蒸汽阀的气开和气关方式。
(3)确定主副温度调节器的正反作用。
(4)结合图,试说明为什么串级控制方案比网前箱出口温度单回路控制方案控制效果好。
第十章其他控制系统第一节比值控制系统1、工艺比:副流量与主流量的比K=Q2/Q12.比值控制系统的类型(书上P191~P196,能识别各类系统):1)开环比值控制系统; 2)单闭环比值控制系统;3)双闭环比值控制系统; 4)变比值控制系统(串级比值控制系统)第二节 前馈控制系统:是开环控制,无稳定性问题1、前馈与反馈系统的差别(虚线的是反馈控制):1)产出控制作用的依据不同。
2)控制效果不同。
3)实现的经济性和可能性不同。
4)控制类型不同。
2、前馈控制器的传函(干扰通道传函与控制通道传函之比):3、前馈控制系统的结构形式:1)静态前馈控制系统 2)动态前馈控制系统3)前馈——反馈控制系统 4)前馈——串级控制系统4、静态前馈控制系统(P206例题)仅考虑静态放大系数时,前馈控制器为:第三节 分程与选择控制系统1、分程控制的作用(应用场合):1)用于扩大控制阀的可调范围 2)用于节能控制3)用于不同工况下的控制 4)用于保证生产过程的安全和稳定2、用于扩大控制阀的可调范围(分程控制可以通过控制阀可调范围可调节分程控制可调范围):1)大、小阀最大流通能力2)大、小阀可调范围3)小阀的最小流通能力4)最大流通能力5)分程控制的可调范围3、选择性控制系统中若此控制器有积分作用,就会产生积分饱和现象。
选择器位于控制器间4、防止积分饱和的方法:1)PI-P 法 2)外反馈法作业:如图由2个DDZ-Ⅲ调节阀组成的分程控制系统原理图。
分析: (1)A 、B 两阀的气开/气关形式。
(2)I=7mA 时,A 和B 两阀的开度分别是多少?(3)如果在非分程情况下,I=7mA 时,A 和B 两阀的开度又是多少? (4)画出非分程情况下A 和B 两阀的输入-输出特性。