过程控制系统课后习题

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过程控制系统习题和答案

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。

过程控制系统第2章 思考题与习题

过程控制系统第2章 思考题与习题

第2章 思考题与习题1.基本练习题(1)简述过程参数检测在过程控制中的重要意义以及传感器的基本构成。

答:1)过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、成分等工艺参数进行控制,使其保持为定值或按一定规律变化,以确保产品质量的生产安全,并使生产过程按最优化目标进行。

要想对过程参数实行有效的控制,首先要对他们进行有效的检测,而如何实现有效的检测,则是有检测仪表来完成。

检测仪表是过程控制系统的重要组成部分,系统的控制精度首先取决与检测仪表的精度。

检测仪表的基本特性和各项性能指标又是衡量检测精度的基本要素。

2)传感器的基本构成:通常是由敏感元件、转换元件、电源及信号调理/转换电路组成。

(2)真值是如何定义的?误差有哪些表现形式?各自的意义是什么?仪表的精度与哪种误差直接有关?答:1)真值指被测物理量的真实(或客观)取值。

2)误差的各表现形式和意义为:最大绝对误差:绝对误差是指仪表的实测示值x 与真值a x 的差值,记为Δ,如式(2-1)所示:a Δx x =- (2-1)相对误差:相对误差一般用百分数给出,记为δ,如式(2-2)所示:aΔδ100%x =⨯(2-2) 引用误差:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。

它是相对仪表满量程的一种误差,一般也用百分数表示,记为γ,如式(2-3)所示:max minΔγ100%x x =⨯- (2-3)式中,maxx 仪表测量范围的上限值;minx 仪表测量范围的下限值。

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。

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。

3) 仪表的精度与最大引用误差直接有关。

(3)某台测温仪表测量的上下限为500℃~1000℃,它的最大绝对误差为±2℃,试确定该仪表的精度等级;答:根据题意可知:最大绝对误差为±2℃则精度等级%4.0%1005002±=⨯±=δ所以仪表精度等级为0.4级(4)某台测温仪表测量的上下限为100℃~1000℃,工艺要求该仪表指示值的误差不得超过±2℃,应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求?答:由题可得:仪表精度等级至少为0.001级。

过程控制系统章节练习题及答案 第5章 习题解答

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。

王福利过程控制系统课后题答案

王福利过程控制系统课后题答案

王福利过程控制系统课后题答案1、什么是对象特性?为什么研究对象特性对象的输入变量和输出变量之间的定量关系;它使人们能更深刻的认识自动控制的本质,从而能采取有效措施提高控制质量。

2、何为对象的数学模型?静态数学模型与动态数学模型有哪些区别?在输入(控制输入与扰动输入)作用下,其状态和输出(被控参数)变化的数学表达式;前者是在输入变量与输出变量达到平衡状态时建立的数学表达式,后者是在输出变量和状态变量在输入变量影响下建立的数学表达式。

3、建立对象的数学模型有什么重要意义?1设计过程控制系统与整定控制参数;2指导生产工艺与其设备的设计与操作;3对被控过程进行仿真研究;4培训运行操作人员;5工业过程的故障检测与诊断。

4、建立数学模型的方法:机理建模和实验建模5、为什么不同的过程特性与工艺要求需设计不同的控制方案?怎样理解被控过程特性是过程控制系统设计的基础?过程控制系统的过程设计正确与否,直接影响到系统能否正常投入运行,因此要求过程控制设计人员必须根据生产过程的特点,工艺特性和生产操作的规律,正确运用控制理论,设计一个正确合理的控制方案;过程控制系统的设计首先要根据工艺要求和控制目标确定系统变量,进一步根据被控过程特性用恰当的数学关系式,即所谓的数学模型来描述被控过程的变量之间的关系,只有掌握了被控过程的数学模型才能深入的分析过程的特性和选择正确的控制方案。

6。

什么叫单回路系统?控制方案设计包括哪些内容?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。

7。

什么是直接参数与间接参数?他们有何关系选择被控参数应遵循哪些基本原则?直接参数,直接反应生产过程中产品质量和产量又以直接测量的参数间接参数,间接反映产品质量和产量又与直接参数有着单值函数关系,有足够大的测量灵敏度的参数间接参数必须与直接参数有单值函数关系被控参数的选择原则:1)直接参数法2)间接参数法3)被控变量必须具备足够的灵敏度和变化数值4)被控变量的选择必须考虑到工艺过程的合理性,经济性,以与国内外仪表生产的现状。

过程控制系统第7章 思考题与习题

过程控制系统第7章 思考题与习题

第7章 思考题与习题1.基本练习题(1)什么叫比值控制系统?它有哪几种类型?画出它们的原理框图。

答:1)比值控制系统就是实现副流量2F 与主流量1F 成一定比值关系,满足关系式:21F K F的控制系统。

2)比值控制系统的类型:开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统。

3)结构原理图分别如图7-1,图7-2,图7-3,图7-4所示:图7-1开环比值控制系统(a )开环比值控制系统原理图(b )开环比值控制系统方框图图7-2单闭环比值控制系统(a)单闭环比值控制系统原理图 (b )单闭环比值控制系统方框图(a )原理图(b )方框图(a) 原理图(b) 方框图(b)方框图图7-3双闭环比值控制系统(a)双闭环比值控制系统原理图(b)双闭环比值控制系统方框图(b)方框图图7-4变比值控制系统(a)变比值控制系统原理图(b)变比值控制系统方框图(2)比值控制中的比值与比值系数是否是一回事?其关系如何?答:1)工艺要求的比值系数K,是不同物料之间的体积流量或重量流量之比,而比值器参数K’,则是仪表的读数。

它与实际物料流量的比值K,一般情况下并不相等。

因此,在设计比值控制系统时,必须根据工艺要求的比值系数K计算出比值器参数K’。

当使用单元组合仪表时,因输入-输出参数均为统一标准信号,所以比值器参数K’必须由实际物料流量的比值系数K折算成仪表的标准统一信号。

2)当物料流量的比值K一定、流量与其检测信号呈平方关系时,比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈平方关系。

当物料流量的比值K一定,流量与其检测信号呈线性关系时,比值器的参数与物料流量的实际比值和最大值之比的乘积也呈线性关系。

(3)什么是比值控制中的非线性特性?它对系统的控制品质有何影响?在工程设计中如何解决?答:1)比值控制系统中的非线性特性是指被控过程的静态放大系数随负荷变化而变化的特性。

2)非线性特性使系统的动态特性变差。

过程控制仪表及控制系统课后习题答案林德杰

过程控制仪表及控制系统课后习题答案林德杰

过程控制仪表及控制系统-课后习题答案(林德杰)第一章思考题与习题1-2 图1.6为温度控制系统,试画出系统的框图,简述其工作原理;指出被控过程、被控参数和控制参数。

解:乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体并释放出热量。

当电石加入时,内部温度上升,温度检测器检测温度变化与给定值比较,偏差信号送到控制器对偏差信号进行运算,将控制作用于调节阀,调节冷水的流量,使乙炔发生器中的温度到达给定值。

系统框图如下:被控过程:乙炔发生器被控参数:乙炔发生器内温度控制参数:冷水流量1-3 常用过程控制系统可分为哪几类?答:过程控制系统主要分为三类:1. 反馈控制系统:反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的,最终达到或消除或减小偏差的目的,偏差值是控制的依据。

它是最常用、最基本的过程控制系统。

2.前馈控制系统:前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的,扰动是控制的依据。

由于没有被控量的反馈,所以是一种开环控制系统。

由于是开环系统,无法检查控制效果,故不能单独应用。

3. 前馈-反馈控制系统:前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响,而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动,能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上,提高控制系统的控制质量。

3-4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容?它们的定义是什么?哪些是静态指标?哪些是动态质量指标?答:1. 余差(静态偏差)e:余差是指系统过渡过程结束以后,被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c之差。

它是一个静态指标,对定值控制系统。

希望余差越小越好。

2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标,它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比,即:n <1系统是不稳定的,是发散振荡;n=1,系统也是不稳定的,是等幅振荡;n >1,系统是稳定的,若n=4,系统为4:1的衰减振荡,是比较理想的。

衡量系统稳定性也可以用衰减率φ 4.最大偏差A :对定值系统,最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差,它衡量被控参数偏离给定值的程度。

过程控制仪表及控制系统课后习题答案林德杰

过程控制仪表及控制系统课后习题答案林德杰

过程控制仪表及控制系统课后习题答案林德杰(总18页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--lxc第一章思考题与习题1-2 图为温度控制系统,试画出系统的框图,简述其工作原理;指出被控过程、被控参数和控制参数。

解:乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体并释放出热量。

当电石加入时,内部温度上升,温度检测器检测温度变化与给定值比较,偏差信号送到控制器对偏差信号进行运算,将控制作用于调节阀,调节冷水的流量,使乙炔发生器中的温度到达给定值。

系统框图如下:被控过程:乙炔发生器被控参数:乙炔发生器内温度控制参数:冷水流量1-3 常用过程控制系统可分为哪几类答:过程控制系统主要分为三类:1. 反馈控制系统:反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的,最终达到或消除或减小偏差的目的,偏差值是控制的依据。

它是最常用、最基本的过程控制系统。

2.前馈控制系统:前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的,扰动是控制的依据。

由于没有被控量的反馈,所以是一种开环控制系统。

由于是开环系统,无法检查控制效果,故不能单独应用。

3. 前馈-反馈控制系统:前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响,而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动,能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上,提高控制系统的控制质量。

3-4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容它们的定义是什么哪些是静态指标哪些是动态质量指标答:1. 余差(静态偏差)e :余差是指系统过渡过程结束以后,被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。

它是一个静态指标,对定值控制系统。

希望余差越小越好。

2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标,它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比,即:n <1系统是不稳定的,是发散振荡;n=1,系统也是不稳定的,是等幅振荡;n >1,系统是稳定的,若n=4,系统为4:1的衰减振荡,是比较理想的。

过程控制仪表及系统-习题与思考题-解答

过程控制仪表及系统-习题与思考题-解答

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: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。

为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性?解答:稳态:对于定值控制,当控制系统输入(设定值和扰动)不变时,整个系统若能达到一种平衡状态,系统中各个组成环节暂不动作,它们的输出信号都处于相对静止状态,这种状态称为稳态(或静态)。

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(达到新的平衡)、调节过程结束的这一段时间,整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中,这种状态称为动态。

在实际的生产过程中,被控过程常常受到各种振动的影响,不可能一直工作在稳态。

只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性,才能设计出良好的控制系统。

1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些?各自的定义是什么?解答: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、振荡频率、上升时间和峰值时间等。

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第二章1什么是对象特性?为什么要研究对象特性?答:研究对象特性是设计控制系统的基础;为了能使控制系统能安全投运并进行必要的调试;优化操作。

2什么是对象的数学模型?静态数学模型与动态数学模型有什么区别?答:对对象特性的数学描述就叫数学模型。

静态:在输入变量和输出变量达到平稳状态下的情况。

动态:输出变量和状态变量在输入变量影响下的变化情况。

3建立对象的数学模型有什么意义?答:1,控制系统的方案设计;2控制系统的调试和调节器参数的确定;3制定工业过程操作优化方案;4新型控制方案及控制策略的确定;5计算机仿真与过程培训系统;6设计工业过程的故障检测与诊断系统。

4建立对象的数学模型有哪两种方法?答:机理建模和实验建模。

机理建模:由一般到特殊的推理演绎方法,对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律或定理,根据对象或生产过程的内部机理,经过合理的分析简化而建立起描述系统各物理量动静态性能的数学模型。

实验建模步骤:1确定输入变量与输出变量信号;2测试;3对数据进行回归分析。

5反应对象特性的参数有哪些?各有什么物理意义?他们对自动控制系统有什么影响?答:K—放大系数。

对象从新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。

T—时间参数。

时间参数表示对象受到输入作用后,被控变量的变化快慢。

桃—停滞时间。

输入发生变化到输出发生变化之间的时间间隔。

6评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些?各自的定义是什么?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、振荡频率、上升时间和峰值时间等。

衰减比:等于两个相邻的同向波峰值之比n;过渡过程的最大动态偏差:对于定值控制系统,是指被控参数偏离设定值的最大值A;超调量:第一个波峰值y与最终稳态值y之比的百分数;残余偏差C:过渡过程结束后,被控参数所达到的新稳态Y与设定值之间的偏差。

调节时间:从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间;振荡频率:过渡过程中相邻两同向波峰之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期,其倒数称为振荡频率;峰值时间:过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。

第三章12选择调节器控制规律的依据是什么?若已知过程的数学模型,怎样来选择pid控制规律?1根据桃0/T0比值来选择。

若比值小于0.2,选PI,若在0.2与1.0之间,选用PI或者PID,若大于1.0,就需要用到串级控制。

2根据过程特性来选择控制器的控制规律。

P:过渡时间短,克服干扰能力大。

常用于负荷变化小,自平衡能力强,对象控制通道中的滞后时间与时间常数之比小,允许余差存在,控制质量要求不高的场合。

PI:适合用于调节通道滞后小,负荷变化小,不允许有余差的场合。

PD:积分消除余差,微分提高系统稳定性。

适合用于调节通道滞后大的场合。

PID:对象控制通道中的滞后时间与时间常数之比大,通道滞后大控制要求较高。

13一个自动控制系统,在比例控制的基础上分别增加:1适当的积分作用;2适当的微分作用。

试问:(1)这两种情况对系统的稳定性,最大动态偏差,余差分别有什么影响?(2)为了得到相同的系统稳定性,应如何调整系统调节器的比例度,说明理由(1)P,减小余差,稳定性不变,最大动态偏差不变D,增强系统稳定性,最大动态偏差减小,余差不变(2)1将控制器的积分时间放在最大值,微分时间放在最小值,比例度放在最大值后,让系统投入运行。

2逐渐减小比例度,且每改变一次,都通过改变设定值给系统施加一个阶跃干扰,同事观察系统输出,直到过渡过程出现等幅振荡为止。

此时为临界比例度和临界振荡周期。

3根据临界比例度和临界周期,根据相应公式求出控制器的个整定参数。

4将控制器的比例度换成正定的值,然后依次按积分时间和微分时间设置为整定值,加入干扰后,还可以适当调整。

15第四章1.什么叫串级控制系统?绘制其结构方框图。

串级控制系统是由两个控制器的串接组成,一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值,两个控制器有各自独立的测量输入,有一个控制器的给定由外部设定。

2.与单回路控制系统相比,串级控制系统有哪些主要特点?多了一个副回路,形成双闭环。

特点:主控制器输出改变副控制器的设定值,故副回路构成的是随动系统,设定值是变化的。

在串级控制系统中,由于引入了一个副回路,不仅能及早克服进入副回路的扰动,而且又能改善过程特性。

副调节器具有“粗调”的作用,主调节器具有“细调”的作用,从而使其控制品质得到进一步提高。

3.为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力?①副回路的快速作用,对于进入副回路的干扰快速地克服,减小了干扰对主变量的影响;②引入副回路,改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后),提高了主回路的响应速度,提高了干扰的抑制能力;③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制;④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。

4.串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则?①将主要干扰包括在副回路;②副回路尽量包含多的干扰;③为保证副回路的快速响应,副对象的滞后不能太长;④为提高系统的鲁棒性,将具有非线性时变部分包含于副对象中;⑤需要对流量实现精确的跟踪时,将流量选为副对象。

5.串级控制系统通常可用在哪些场合?* 应用于容量滞后较大的过程* 应用于纯时延较大的过程* 应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程* 应用于参数互相关联的过程* 应用于非线性过程6.前馈控制与反馈控制各有什么特点?绘制前馈控制系统结构方框图。

前馈:基于扰动来消除扰动对被控量的影响;♦动作“及时” ;♦只要系统中各环节是稳定的,则控制系统必然稳定;♦具有指定性补偿的局限性;♦控制规律取决于被控对象的特性。

♦反馈:基于偏差来消除偏差;♦“不及时”的控制;♦存在稳定性问题;♦对各种扰动均有校正作用;♦控制规律通常是P、PI、PD或PID等典型规律。

7.在什么条件下前馈控制效果最好?为什么一般不单独使用前馈控制方案?准确地掌握过程扰动通道的特点wf(s)及控制通道的特性wo(s)准确求出前馈控制wm(s);克服可测不可控的扰动前馈控制室基于扰动的控制,扰动不止一个,难于把握属于开环控制,易受其他扰动干扰而无法控制其克服可测不可控的扰动,对于系统中其他扰动无抑制作用8.试述前馈控制系统的整定方法。

⑴前馈控制器的选择①用模拟表实施通过特定的前馈控制器,或采用运算单元自行构造;②用软件实现⑵参数整定①单纯的前馈控制,可视工艺要求进行参数整定;先调整d K,然后调整T1、T2②前馈—反馈相结合,先整定反馈系统,再重复步骤①。

9.什么是比值控制系统?常用的比值控制方案有哪些?并比较其优缺点,绘制各比值控制方案结构方框图。

实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统,称为比值控制系统开环比值控制系统,单闭环比值控制系统,双闭环比值控制系统,变比值控制系统10.比值与比值系数有何不同?设计比值控制系统时需解决哪些主要问题?比值k=Q1/Q2,,是两个体积流量或重量之比,而比值参数是把比值k折算成比值器上,K’=k(Q1max/Q2max)主从动量确定;控制方案的选择;调节器控制规律的确定;正确选用流量计与变送器;比值控制系统的实施;比值参数的计算;比值控制系统参数的整定11.什么是均匀控制?常用的均匀控制方案有哪些?均匀控制是在连续生产过程中,各种设备前后紧密联系的情况提出来的一种特殊的控制①采用液位控制②采用液位和流量的串级控制③取液位和流量两个信号之差为被控变量双冲量均匀控制12.什么是分程控制?怎样实现分程控制?在分程控制中需注意哪些主要问题?在工业生产过程中,有时会遇到一个控制器去操纵几只阀门,若按输出信号的不同区间操作不同的阀门,这样的控制系统叫做分程控制系统。

尽量选用对数调节阀;采用分程信号重叠法;调节阀的泄漏量的大小13.什么是选择性控制?试述常用选择性控制方案的基本原理。

凡是在控制回路中引入选择器的系统称为选择性控制系统。

选择器位于调节器的输出端,对调节器输出信号进行选择的系统:两个调节器共用一个调节阀选择器位于调节器之前,对变送器的输出信号进行选择的系统:几个变送器合用一个调节器14.什么是积分饱和现象?如何消除选择性控制中的积分饱和现象?当选择器在控制器和控制阀之间,系统出现超限时,控制器应立即切换。

为保证及时切换,在偏差为零时,两个调节器应该有相同的输出。

当其中一个控制器或两个控制器采用PI作用时,一个调节器被另一个控制器切换后,偏差仍存在,且存在的时间较长,将产生积分饱和现象,使下一次不能及时切换。

由于偏差长时间存在,偏差为零时控制器输出仍要超出规定上、下限一段时间。

为了保持同步,常采用积分外反馈的办法。

采用选择器的输出,即控制调节阀的信号做为积分外反馈。

15.一般地说从结构上看,分程控制是由一只控制器控制两只控制阀,而选择性控制是由两只控制器控制一只控制阀,试绘制各自系统结构方框图。

16.什么是推断控制?两类“计算指标控制”是什么?推断控制:利用系统的数学模型,由可测信息将不测输出推算出来实现反馈控制;或将不可测扰动推算出来实现前馈控制。

由辅助输出推算控制指标,作为被控变量的测量值;以某辅助输出变量为被控变量,其设定值由控制指标算式推算出来。

17.试述复杂控制系统有哪些?它们都是为什么目的而开发的?1串级控制系统:改善控制质量2前馈控制系统:扰动出现时就能够进行控制3比值控制系统:根据某一流量的变化调节另一流量4均匀控制系统:使前后设备在物料供求上相互兼顾均匀协调5分程控制系统:扩大控制阀的可调范围,使得在小流量时可实现更精确的控制用于满足工艺上操作的特殊要求6选择性控制系统:7推断控制系统:被控对象的输出和扰动都不可测,无法设计一般的反馈和前馈控制。

22第七章1什么是集散控制系统?集散控制系统的特点有哪些?集散控制系统是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统,简称DCS系统特点:1系统构成灵活2操作管理便捷3控制功能丰富4信息资源共享5安装调试方便6安全可靠性高2与仪表控制系统相比较,集散控制系统有哪些相同处?有哪些不同处?仪表控制系统指由模拟式仪表组成的闭环控制系统,控制的作用是保证被控对象的一个最基本的运行单元能够按照预定的参数正常运行。

控制器的输入有两个:设定值和测量值;控制器的输出是对被控过程的控制。

特点:各部分的仪表分布于工业现场,系统按预先设定的控制规律进行工作,控制比较单一。

3与计算机直接控制相比较,集散控制系统的相同点和不同点?4集散控制系统中,现场控制站的任务是什么?依靠什么设备去完成这些任务?1主要任务是进行数据采集及处理,对被控对象实施闭环反馈控制,顺序控制和批量控制,用户可以根据不同的应用需要,选择不同的现场控制单元构成现场控制站。

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