《过程控制系统》习地训练题目解答
过程控制习题以及详解

一、单回路控制系统1. 画出图示系统的方框图:2. 一个简单控制系统总的开环增益(放大系数)应是正值还是负值?仪表行业定义的控制器增益与控制系统中定义的控制器的增益在符号上有什么关系?为什么?3. 试确定习题1中控制器的正反作用。
若加热变成冷却,且控制阀由气开变为气关,控制器的正反作用是否需要4. 什么是对象的控制通道和扰动通道?若它们可用一阶加时滞环节来近似,试述K P 、K f 、τp 、τf 对控制系统质量的影响。
5. 已知广义对象的传递函数为1)S (T e K P SτP P +-,若P P T τ的比值一定时,T P 大小对控制质量有什么影响?为什么?6. 一个简单控制系统的变送器量程变化后,对控制质量有什么影响?举例说明。
7. 试述控制阀流量特性的选择原则,并举例加以说明。
8. 对图示控制系统采用线性控制阀。
当负荷G 增加后,系统的响应趋于非周期函数,而G 减少时,系统响应震荡加剧,试分析其原因,并设法解决之。
9. 一个简单控制系统中,控制阀口径变化后,对系统质量有何影响?10. 已知蒸汽加热器如图所示,该系统热量平衡式为:G 1C 1(θ0-θi )=G 2λ(λ为蒸汽的冷凝潜热)。
(1)主要扰动为θi 时,选择控制阀的流量特性。
(2)主要扰动为G 1时,量特性。
(3特性。
11.作用后,对系统质量有什么影响?为了保持同样的衰减比,比例度δ要增加,为什么?12. 试写出正微分和反微分单元的传递函数和微分方程;画出它们的阶跃响应,并简述它们的应用场合。
13. 什么叫积分饱和?产生积分饱和的条件是什么?14. 采用响应曲线法整定控制器参数,选用单比例控制时,δ=K P τP /T P ×100%,即δ∝K P ,δ∝τP /T P ,为什么?而选择比例积分控制时,δ=1.44K P τP /T P ×100%,即比例度增加,为什么?15. 采用临界比例度法整定控制器参数,在单比例控制时,δ=2δK (临界比例度),为什么?16. 在一个简单控制系统中,若对象的传递函数为)1T )(1S 1)(T S (T K W P V P +-+S ,进行控制器参数整定时,应注意什么? 17. 已知广义对象的传递函数为1)S (T e K P SτP P +-,采用比例控制,当系统达到稳定边缘时,K C =K CK ,临界周期为T K 。
过程控制系统习题和答案

过程控制系统习题和答案四、测温元件的安装接触式测温仪表所测得的温度都是由测温(感温)元件来决定的。
在正确选择测温元件和二次仪表之后,如不注意测温元件的正确安装,测量精度仍得不到保证。
工业上一般是按下列要求进行安装的。
⒈测温元件的安装要求⑴在测量管道温度时,应保证测温元件与流体充分接触,以减少测量误差。
因此要求安装时测温元件应迎着被测介质流向插入,至少须与被测介质正交(成90?),切勿与被测介质形成顺流。
如图14.3-15所示。
⑵测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。
一般来说,热电偶、铂电阻、铜电阻保护套管末端应分别越过流束中心线5~10mm、50~70mm、25~30mm。
⑶测温元件应有足够的插入深度,以减小测量误差。
为此,测温元件应斜插安装或在弯头处安装。
如图14.3-16所示.⑷若工艺管道过小(直径小于80mm), 安装测温元件处应接装扩大管,如图14.3-17所示.⑸热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上,以避免雨水或其它液体、脏物进入接线盒中影响测量。
如图14.3-18所示。
⑹为了防止热量散失,测量元件应插在有保温层的管道或设备处。
⑺测温元件安装在负压管道中时,必须保证其密封性,以防止外界冷空气进入,使读数降低。
⒉布线要求⑴按照规定的型号配用热电偶的补偿导线,注意热电偶的正、负极与补偿导线的正、负极相连接,不要接错。
⑵热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。
⑶为了保护连接导线与补偿导线不受外来的机械损伤,应把连接导线或补偿导线穿入钢管或走槽板内。
⑷导线应尽量避免有接头。
应有良好的绝缘。
禁止与交流电线合用一根穿线管,以免引起感应。
⑸导线应尽量避开交流动力电线。
⑹补偿导线不应有中间接头,否则应加装接线盒。
另外,最好与其它导线分开敷设。
五显示仪表凡是能将生产过程中各种参数进行指示、记录或累积的仪表统称为显示仪表(或称为二次仪表)。
⒈显示仪表的分类显示仪表按照显示的方式来分,可分为模拟式、数字式和屏幕显示式三种。
过程控制系统和仪表课后习题集答案完整版

过程控制系统和仪表课后习题集答案完整版第1章思考题与习题1-1 过程控制有哪些主要特点?为什么说过程控制多属慢过程参数控制?解答:1.控制对象复杂、控制要求多样2. 控制⽅案丰富3.控制多属慢过程参数控制4.定值控制是过程控制的⼀种主要控制形式5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成1-2 什么是过程控制系统?典型过程控制系统由哪⼏部分组成?解答:过程控制系统:⼀般是指⼯业⽣产过程中⾃动控制系统的变量是温度、压⼒、流量、液位、成份等这样⼀些变量的系统。
组成:参照图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类⽅法,通常过程控制系统可分为哪⼏类?解答:分类⽅法说明:按所控制的参数来分,有温度控制系统、压⼒控制系统、流量控制系统等;按控制系统所处理的信号⽅式来分,有模拟控制系统与数字控制系统;按控制器类型来分,有常规仪表控制系统与计算机控制系统;按控制系统的结构和所完成的功能来分,有串级控制系统、均匀控制系统、⾃适应控制系统等;按其动作规律来分,有⽐例(P)控制、⽐例积分(PI)控制,⽐例、积分、微分(PID)控制系统等;按控制系统组成回路的情况来分,有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统;按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。
通常分类: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)程序控制系统2.按系统的结构特点分类:(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1-5 什么是定值控制系统?解答:在定值控制系统中设定值是恒定不变的,引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性?什么是被控对象的动态特性?⼆者之间有什么关系?解答:被控对象的静态特性:稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性:。
系统在动态过程中,被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
⼆者之间的关系:1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。
《过程控制系统》习题解答资料

《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。
过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 以下哪项不是过程控制系统的基本组成部分?A. 控制器B. 执行器C. 测量仪表D. 被控对象答案:D2. 以下哪种控制方式属于开环控制?A. 比例控制B. 积分控制C. 比例积分控制D. 开环控制答案:D3. 以下哪种控制规律不能消除静态误差?A. 比例控制B. 积分控制C. 比例积分控制D. 比例微分控制答案:A4. 在PID控制中,以下哪个参数主要影响系统的快速性?A. 比例系数B. 积分系数C. 微分系数D. 控制周期答案:C5. 以下哪种执行器在工业生产中应用最广泛?A. 电动执行器B. 气动执行器C. 液压执行器D. 机械执行器答案:B6. 以下哪种测量仪表用于测量温度?A. 压力表B. 流量计C. 温度计D. 电流表答案:C7. 以下哪种控制策略适用于大滞后系统?A. 比例控制B. 积分控制C. 比例积分控制D. 模糊控制答案:D8. 在PID控制中,以下哪个参数主要影响系统的稳定性?A. 比例系数B. 积分系数C. 微分系数D. 控制周期答案:B9. 以下哪种控制方式属于闭环控制?A. 比例控制B. 开环控制C. 比例积分控制D. 闭环控制答案:C10. 以下哪种控制策略适用于非线性系统?A. PID控制B. 模糊控制C. 逻辑控制D. 状态反馈控制答案:B二、填空题(每题2分,共20分)11. 过程控制系统的基本组成部分有:控制器、执行器、测量仪表和______。
答案:被控对象12. 在PID控制中,比例系数、积分系数和微分系数分别用符号______、______和______表示。
答案:Kp、Ki、Kd13. 模糊控制的核心思想是利用模糊逻辑进行______和______。
答案:推理、决策14. 闭环控制系统具有______和______的优点。
答案:稳定性、准确性15. 电动执行器主要由______、______和______三部分组成。
过程控制系统章节练习题及答案 第5章 习题解答

第5章习题解答习题5-1答:所谓简单控制系统,通常是指仅由一个被控过程(或称被控对象)、一个检测变送仪表、一个控制器(或称调节器)和一个执行器(如调节阀)所组成的单闭环负反馈控制系统,也称为单回路控制系统。
其典型方框图如下图所示。
题图5-1 简单控制系统的方框图习题5-2答:控制器正、反作用方式确定的基本原则是保证系统成为负反馈。
也就是说为保证使整个系统构成负反馈的闭环系统,系统中实际控制器、执行器、被控对象和检测变送仪表四部分的开环增益之积必须为负,即(实际控制器±)×(执行器±)×(被控对象±)×(检测变送仪表±)=(-)其中,执行器如为气动调节阀,则其“±”取决于它的“气开”还是“气关”作用方式,“气开”为“+”,“气关”为“-”;被控对象的“±”取决于操作变量和被控变量的关系,操作变量增大,被控变量也增大时称其为“+”,否则称其为“-”;检测变送仪表的“±”取决于被控变量和被控变量的测量值的关系,被控变量增大,被控变量的测量值也增大时称其为“+”,否则称其为“-”。
如上式中实际控制器的增益为正,则控制器为正作用方式;反之为反作用方式。
习题5-3解:(1) 计算被控对象近似为一阶惯性环节加纯迟延时的有关参数①根据被控对象的传递函数,可得如题图5-3-1所示的Simulink系统框图xt5_3_1.mdl。
题图5-3-1 题图5-3-2②将阶跃信号模块(Step)的初始作用时间(Step time)和幅值(Final value)分别改为0和1;在示波器模块(Scope)的Data history页面中,勾选Save data to workspace选项,并将其参数名(V ariable name)修改为y,保存格式(Format)选为Array;仿真时间设置为50后,启动仿真,便可在示波器中看到如题图5-3-2所示的系统单位阶跃响应曲线。
过程控制课后习题答案

过程控制课后习题答案过程控制课后习题答案过程控制是一门涉及工程领域的重要学科,它主要研究如何通过控制系统来实现对工业过程的自动化控制。
在学习过程控制的过程中,课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。
下面将为大家提供一些过程控制课后习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是过程控制系统?答案:过程控制系统是指通过传感器采集过程变量的信息,经过控制器进行处理,再通过执行器对过程进行调节,从而实现对过程的自动化控制的一种系统。
它由传感器、控制器和执行器组成。
2. 什么是反馈控制?答案:反馈控制是一种常见的控制方式,它通过比较实际输出与期望输出之间的差异,将差异信号作为反馈信号输入到控制器中,从而调整控制器的输出信号,使实际输出逐渐趋近于期望输出。
3. 什么是前馈控制?答案:前馈控制是一种通过提前预测未来的扰动信号,并将其作为控制器的输入信号进行补偿的控制方式。
它可以在扰动进入系统之前对其进行抵消,从而提高系统的稳定性和响应速度。
4. 什么是PID控制器?答案:PID控制器是一种常用的控制器类型,它由比例控制、积分控制和微分控制三个部分组成。
比例控制根据误差的大小来调整输出信号,积分控制根据误差的累积来调整输出信号,微分控制根据误差的变化率来调整输出信号。
PID控制器可以通过调节三个部分的参数来实现对系统的精确控制。
5. 什么是开环控制和闭环控制?答案:开环控制是指控制器的输出信号不受系统状态的反馈影响,只根据输入信号进行调节的一种控制方式。
闭环控制是指控制器的输出信号受到系统状态的反馈影响,通过比较实际输出与期望输出之间的差异来调节输出信号的一种控制方式。
闭环控制具有更好的稳定性和鲁棒性。
6. 什么是控制系统的稳定性?答案:控制系统的稳定性是指系统在受到扰动或参数变化时,能够保持输出信号在可接受范围内波动或迅速恢复到期望值的能力。
稳定性是控制系统设计中非常重要的一个指标,它可以通过系统的传递函数或状态方程进行分析和评估。
过程控制 习题与答案

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组成:控制器,被控对象,执行机构,检测变送装置。
1-3简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动(干扰)量、设定(给定)值和偏差的含义?解答:被控对象自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。
操纵变量受控制器操纵的,用以克服扰动的影响,使被控变量保持设定值的物料量或能量。
扰动量除操纵变量外,作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值被控变量的预定值。
偏差被控变量的设定值与实际值之差。
1-4按照设定值的不同形式, 过程控制系统可分为哪几类?按照设定值的不同形式又可分为:1.定值控制系统定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统.定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响,使被控变量最终回到设定值或其附近.以后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言.2.随动控制系统随动控制系统的设定值是不断变化的.随动控制系统的作用是使被控变量能够尽快地,准确无误地跟踪设定值的变化而变化3.程序控制系统程序控制系统的设定值也是变化的,但它是一个已知的时间函数,即设定值按一定的时间程序变化。
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《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。
过程:节流装置到氧气流量调节阀之间的管道设备。
x(t)代表设定值;e(t)表示偏差信号;u(t)表示控制器控制作用信号;q(t)表示调节阀的流量信号;f(t)表示过程受到的干扰信号;y(t)表示过程的输出信号;z(t)表示测量信号。
1-6 在过程控制中,为什么要由系统控制流程图画出其框图。
为了更清楚地表示控制系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系,这样也便于其他人的理解。
2-1 何为被控过程及其数学模型,模型一般可分为哪几类,它与过程控制有何关系?被控过程是指正在运行中的多种多样的被控制的生产工艺设备。
被控过程的数学模型是指过程在各输入量作用下,其相应的输出量变化函数关系的数学表达式。
过程数学模型的两种描述形式:非参量形式:即用曲线或数据表格来表示(形象、直观,但对进行系统的设计和综合不方便)。
参量形式:即用数学方程来表示(方便,描述形式有:微分方程、传递函数、差分方程、脉冲响应函数、状态方程等)。
2-2 什么是过程通道?什么是过程的控制通道和扰动通道?它们的数学模型是否相同?为什么?过程通道: 输入量与输出量间的信号联系。
扰动通道: 扰动作用与被控量间的信号联系。
控制通道:控制作用与被控量间的信号联系。
不同,因为同一个系统,通道不同,输入输出关系不同,其数学模型亦不一样。
2-3 从阶跃响应曲线看,大多数被控过程有何特点?绝大部分工业过程的动态特性具有自衡能力,因此其模型可以近似为以下几类:近似地以一阶、二阶、一阶加滞后、二阶加滞后特性之一来描述。
2-4 试述研究过程建模的主要目的及其建模方法?1.设计过程控制系统和整定调节器参数。
2.进行仿真试验研究。
3.指导生产工艺设备的设计。
4.培训运行操作人员。
机理法:又称数学分析法或者理论建模法,根据过程的内在机理,通过静态与动态物料平衡和能量平衡等关系用数学推导的方法求取过程的数学模型。
试验法:在实际的生产过程中,根据过程的输入、输出的实验数据来获得过程的数学模型。
2-5 什么是机理分析法建模?该方法有何特点?它一般可应用在何种场合?什么是自衡过程和非自衡过程?什么是单容过程和多容过程?机理建模:是根据过程的内部机理(运动规律),运用一些已知的定律、原理,如生物学定律、化学动力学原理、物料平衡方程、能量平衡方程、传热传质原理等,建立过程的数学模型。
特点:机理分析法建模的最大特点是当生产设备还处于设计阶段就能建立其数学模型。
另外,对于不允许进行试验的场合,该方法是唯一可取的。
应用场合:简单的被控过程建模。
具有自衡平衡力的过程称为自衡过程。
反之,不存在固有反馈作用且自身无法恢复平衡的过程称为非自衡过程。
所谓自衡单容过程,是指只有一个贮量的又具有自平衡能力的过程。
在工业生产中,被控过程往往由多个容积和阻力构成,这种过程称为多容过程。
2-6图示液位控制过程的输入量为q1,流出量为q2、q3 ,液位h 为被控变量,C 为容量系数,并设R 1、R 2、R3均为线性液阻。
要求:1) 列出液位过程的微分方程组;2) 画出液位控制过程框图;3) 求取液位过程的传递函数。
q112 3 d q d h q q Ct --=,123d d h q q q C t ∆∆-∆-∆=22h q R ∆∆=,33h q R ∆∆= Q 123()111()H s Q s Cs R R =++2-13 已知某液位过程的阶跃相应数值t/s 0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600h/mm 0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8 14.4 16.6 18.4 19.2 19.6当其阶跃扰动量为20%时要求:画出液位过程的阶跃响应曲线;用一阶加滞后环节近似描述020==1000.2K , t=[0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600];h=[0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8 14.4 16.6 18.4 19.2 19.6];hstar=h/20;spline(hstar(2:14),t(2:14),0.39) 得1128.9t =spline(hstar(2:14),t(2:14),0.63) 得2200.5t =021=2()T t t -=143.2 12=2t t τ-=57.3spline(t,hstar, 57.3) 得0.09 较小接近0;当400.8171.9t T τ=+= spline(t,hstar,171.9) 得0.564 与0.55较接近;当502343.7t T τ=+= spline(t,hstar,343.7) 得0.889 与0.865较接近;该过程可用一阶加滞后环节近似描述。
3-3 请归纳一下过程控制系统设计的主要内容。
控制方案的设计:系统设计的核心,包括合理选择被控参数和控制参数、信息的获取和变送、调节阀的选择、调节器控制规律及正、反作用方式的确定等。
工程设计:在方案设计的基础上进行,包括仪表选型、控制室和仪表盘设计、仪表供电供气系统设计、信号及联锁保护系统设计等。
工程安装和仪表调校:系统正常运行的前提,安装完毕后要对每台仪表进行单校和对各个回路联校等。
调节器参数工程整定:保证系统运行在最佳状态。
3-4 通常过程控制系统设计步骤应包括哪些?结合控制原理请说明静态、动态特性分析计算时应包含哪些主要内容?步骤:<1>建立被控过程的数学模型;<2>选择控制方案;<3>控制设备选型;<4>实验(和仿真);静态特性分析:扰动通道静态放大系数Kf;控制通道静态放大系数K0;调节参数Kc;注意K0和Kc 要远远大于Kf 。
动态特性分析:扰动通道时间常数Tf 、时延Cf 以及扰动作用点;控制通道的时间滞后Cf 以及时间常数分配的影响。
3-5什么叫单回路系统?其方案设计包括哪些主要内容?怎样理解方案设计是系统设计的核心?只有一个闭环回路的简单控制系统叫单回路控制系统;过程控制系统设计包括系统的方案设计,工程设计,工程安装和仪表调校,调节器参数整定四个主要内容;控制方案是系统设计得核心,若控制方案不正确,则无论如何选用何种先进的过程控制仪表或计算机系统,无论其安装如何细心,都不可能是系统在工业生产过程中发挥良好的控制作用,甚至系统不能运行。
3-6 什么是直接参数与间接参数?这两者有何关系?选择被控参数应遵循哪些基本原则?直接参数:直接反应生产过程产品产量和质量,以及安全运行的参数。
间接参数: 能间接反应产品质量和产量又与直接参数有单值对应关系的、易于测量的参数作为被控参数。
直接参数与间接参数有单值对应关系。
归纳起来:1)选择对产品和质量、安全生产、经济运行等具有决定性作用的、可直接测量的工艺参数2)当不能用直接参数作为被控参数时,应该选择一个与直接参数有单值函数关系的间接参数作为被控参数3)被控参数必须有足够的灵敏度4)被控参数的选取考虑工艺过程的合理性和所用仪表的性能。
3-7 选择控制参数时,为什么要从分析过程特性入手?为什么选过程控制通道的放大系数K0要适当大一些,时间常数T0要小一些,而扰动通道Kf要尽可能小一些,Tf要大?问题一:在生产过程中往往有几个参数可作为控制参数,选择不同的控制参数,就相当于选择不同的过程特性,而过程的动态、静态特性直接影响着控制系统的稳态性能、动态性能和暂态性能。
问题二:控制通道的静态放大系数K0越大,表示控制作用越灵敏,克服扰动的能力越强,控制效果越显著。
时间常数T0的大小反映了控制作用的强弱,反映了控制器的校正作用克服扰动对被控参数影响的快慢。
若控制通道时间常数T0太大,则控制作用太弱,被控参数变化缓慢,控制不能及时,系统过渡过程时间长,控制质量下降,所以希望T0要小一些。