(完整版)过程控制复习简答题
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1.闭环控制系统分为几种类型?每种代表什么含义?答:(1)定值控制系统,就是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。
(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。
2.一个单回路控制系统主要由哪几个环节组成?作出简单控制系统的方框图。
答:一个单回路控制系统主要由测量元件、变送器、调节器、调节阀、和被控过程等环节组成。
图22值单控制系统方框图3.什么是气开式调节阀?什么是气关式调节阀?其选择的原则是什么?答:气开式:执行器输入压力p>0.02mpa时,阀开始打开,也就是说有信号压力时阀打开,无信号压力时阀关。
气关式则反之,有信号压力时阀关,无信号压力时阀开。
原则:主要是考虑在不同工艺条件下安全生产的需要。
a、考虑事故状态时人身、工艺设备安全。
b、考虑事故状态下减少经济损失,保证产品质量。
c、考虑介质的性质。
4.根据流量特性曲线,分别写出其对应的流量特性。
答:流量特性主要有直线、等百分比(对数)、抛物线及快开四种直线特性是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系,即单位开度变化引起的流量变化时常数。
对数特性是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比,即调节阀的放大系数是变化的,它随相对流量的增大而增大。
抛物线特性是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系。
快开流量特性是指在开度较小时就有较大的流量,随开度的增大,流量很快就达到最大,此后再增加开度,流量变化很小,故称快开特性。
隔膜阀的流量特性接近快开特性,蝶阀的流量特性接近等百分比特性,闸阀的流量特性为直线特性,球阀的流量特性在中启闭阶段为直线,在中间开度的时候为等百分比特性。
仃I »/群卜苴町『J g次打七牛等-Tfc5.什么是积分饱和现象?防止积分饱和的措施都有哪些?所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差,PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大,从而导致u(k)达到极限位置。
三:简答题 32分1.什么是PID,它有哪三个参数,各有什么作用?怎样控制?答: PID是比例-积分-微分的简称。
其三个参数及作用分别为:(1)比例参数KC,作用是加快调节,减小稳态误差。
(2)积分参数Ki,作用是减小稳态误差,提高无差度(3)微分参数Kd,作用是能遇见偏差变化趋势,产生超前控制作用,减少超调量,减少调节时间。
2.正反方向判断气开气关,如何选择? P84答:所谓起开式,是指当气体的压力信号增大时,阀门开大;气关式则相反,压力增大时,阀门关小。
气动调节阀气开气关形式的选择,主要从工艺生产的安全来考虑的。
详见例题3-5气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的,当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。
如阀门处于开的位置时危害性小,则应选气关式反之选用气开式。
3.控制器正反方向判断 P133答:所谓作用方向,就是指输入作用后,输出的变化方向。
当输入增加时,输出也增加,则成该环节为“正环节”,反之,当输入增加时,输出减少,则称“反作用”。
具体步骤(1),判断被控对象的正/反作用那个方向,主要由工艺机理确定。
(2)确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。
(3)确定广义对象的正/反作用方向(4)确定执行器的正/反作用方向4.串级系统方框图 P176及特点是什么?答:特点(1)减小了被控对象的等效时间常数;(2)提高了系统工作频率;(3)对负载变化有一定的自适应能力。
5.前馈反馈的区别有哪些?答:(1)控制依据:反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”,前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。
(2)控制作用发生时间方面:反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生,是一种“不及时”的控制;扰动发生后,前馈控制器及时动作。
(3)控制结构方面:反馈为闭环控制,存在稳定性问题,即使闭环环节中每个系统都是稳定的,但闭环后稳定与否,还需要进一步分析;前馈属于开环控制,各环节稳定,系统必然稳定。
过程控制知识考试题库一、选择题1. 过程控制的基本原理是什么?A. 开环控制B. 闭环控制C. 线性控制D. 非线性控制2. 以下哪个不是过程控制系统的组成部分?A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 电源3. PID控制器中的I代表什么?A. 比例(Proportional)B. 积分(Integral)C. 微分(Derivative)D. 增益(Gain)4. 过程控制中,什么是反馈?A. 系统输出的信号B. 系统输入的信号C. 系统内部的信号D. 系统外部的信号5. 以下哪个是过程控制系统的典型应用?A. 温度控制B. 压力控制C. 流量控制D. 所有以上选项二、填空题6. 过程控制中,______ 用于测量过程变量。
7. 过程控制系统的目的是维持过程变量在______ 附近。
8. PID控制器的输出信号是比例项、积分项和______ 的组合。
9. 在过程控制中,______ 可以用于消除系统的稳态误差。
10. 过程控制系统的稳定性可以通过______ 判据进行判断。
三、简答题11. 简述开环控制系统与闭环控制系统的区别。
12. 解释什么是过程控制中的超调量,并说明它对系统性能的影响。
13. 描述PID控制器的工作原理,并解释各参数如何影响控制效果。
14. 什么是控制回路的死区?它在实际应用中的作用是什么?15. 举例说明过程控制系统在工业生产中的应用。
四、计算题16. 假设有一个简单的PID控制系统,其比例增益Kp=2,积分时间Ti=1秒,微分时间Td=0.5秒。
如果设定值为10,实际值为8,初始时刻t=0,求在t=1秒时系统的输出值。
五、案例分析题17. 某化工厂需要控制反应器内的温度,以保证化学反应的顺利进行。
请根据以下信息设计一个合适的过程控制系统:- 温度测量范围:100°C至200°C- 允许的最大超调量:5%- 控制精度:±1°C- 反应器热容量:5000 J/°C- 环境温度:25°C- 反应器加热器功率:10 kW六、论述题18. 论述现代过程控制系统中数字控制技术的优势及其在工业自动化中的应用。
过控简答题总结1、什么是过程控制系统?典型过程控制系统由哪几部分组成?过程控制系统:一般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、成分等这样一些变量的系统。
组成:过程控制系统=检测和控制仪表+被控过程2、过程控制的主要任务是什么?过程控制有哪些特点?任务:对生产过程中的重要参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度等)进行控制,使其保持恒定或按一定规律变化。
特点:1.控制对象复杂、控制要求多样2.控制方案丰富3.控制对象大多属于慢过程4.大多数工艺要求定值控制5.大多使用标准化的检测、控制仪表及装置。
3、过程控制系统的分类?按设定值的形式分类:1)定值控制系统——设定值恒定不变。
2)随动控制系统——设定值随时可能变化。
3)程序控制系统——设定值按预定的时间程序变化。
按系统的结构特点分类:1)反馈控制系统(闭环控制系统)2)前馈控制系统(开环控制系统)3)复合控制系统4、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?稳态—把被控变量不随时间变化的平衡状态称为系统的稳态(静态)。
静态特性—静态时系统各环节的输入输出关系。
动态—把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。
动态特性—在动态过程中系统各环节的输入输出变化关系。
静态特性和动态特性都是反映被控参数与控制变量之间的关系,不同点是一个处于静态一个处于动态过程,而这两种过程又是控制系统正常运行中的两种不同状态,只有综合两种性能指标才能反映出一个系统的特性与品质。
5、为什么常选用阶跃信号进行系统分析?阶跃信号的输入突然,对被控变量的影响也最大。
如果一个控制系统能够有效地克服这种干扰,那么对其它比较缓和的干扰也能很好地克服。
阶跃信号的形式简单,容易实现,便于分析、实验和计算。
故更多使用阶跃信号。
6、什么是控制器的控制规律?控制器有哪些基本控制规律?控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。
基本控制规律有:位式控制、P调节、PI调节、PD调节、PID调节。
过程控制系统简答题复习重点名词解释:衰减比答:衰减比n 定义为:衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。
为保证系统足够的稳定程度,一般取衰减比为4:1~10:1。
B1,B2为前两个峰顶与稳定值的差值。
其中4 :1 常作为评价过程动态性能指标的一个理想指标。
2、自衡过程答:当扰动发生后,无须外加任何控制作用,过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。
称该类被控过程为自衡过程。
3、分布式控制系统答:分布式控制系统DCS ,又称为集散控制系统,一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统。
DCS 的设计思想是“控制分散、管理集中”4、串级控制系统将两个控制器串联在一起工作、各自完成不同任务的系统结构,就称为串级控制结构。
主控制器的输出作为副控制器的设定值,再用控制器的输出去操纵调节阀,从而对主被控变量具有更好的控制效果。
流量:单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量称为瞬时流量,而把某一段时间内流过工艺管道某截面的流体总量称为累计流量。
简答题:1.简述串级控制系统的设计原则。
答:(1)副回路的选择必须包括主要扰动,而且应包括尽可能多的扰动;(2)主、副对象的时间常数应匹配;(3)应考虑工艺上的合理性和实现的可能性;(4)要注意生产上的经济性。
2.电气阀门定位器有哪些作用答:①改善阀的静态特性②改善阀的动态特性③改变阀的流量特性④用于分程控制⑤用于阀门的反向动作3. 简单控制系统由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答:简单控制系统由一个被控对象,一个检测元件和变送器,一个调节阀和一个调节器组成。
检测元件和变送器用于检测被控变量,并将检测到的信号转换为标准信号,输出到控制器。
控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较,得出偏差,并把偏差信号按一定的控制规律运算,运算结果输出到执行器。
执行器是控制系统回路中的最终元件,直接用于改变操纵量,以克服干扰,达到控制的目的。
过程控制技术复习资料考试题型:一、单项选择题(每题2分,共20分)二、填空题(每空2分,共40分)三、简答题(每题5分,共20分)四、分析题(每题10分,共20分)复习范围:一、填空题1.过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位等一些过程变量的系统。
2.测量变送器用于测量被控变量,并按一定的规律将其转换为标准信号作为输出。
3.构成控制系统的基本单元有被控对象、测量变送器、控制器、执行器。
4.简单控制系统有两个通道:控制通道和扰动通道。
对被控过程而言,操纵变量至被控变量的信号联系称为控制通道;扰动至被控过程的信号联系称为扰动通道。
5.根据输出相对于输入变化的响应情况可以将过程分为自衡过程和非自衡过程两大类:。
6.自衡过程包括纯滞后过程、单容过程和多容过程。
7.在控制系统方框图中,每一条线代表系统中的一个信号,线上的箭头表示信号传递的方向,每个方块代表系统中的一个环节。
8.执行器由执行机构和调节机构(阀)两部分组成。
9.从保证控制质量的角度,选择控制阀要考虑:阀的类型、阀口径、气开气关特性、流量特性。
10.正常工况下要求控制阀开度处于15~85%之间。
11.气开阀的增益为正、气关阀的增益为负。
12.控制阀接受控制器来的控制信号,通过改变阀的开度来达到控制流量的目的。
13.阀门流量特性主要有直线、等百分比、快开、抛物线四种。
14.为了简化控制系统的分析和设计,常把执行机构、被控对象和测量变送环节合并起来看作是一个广义对象。
15.系统在自动控制作用下,从一个稳态进入另一个稳态的过程称为过渡过程。
16.当被控变量的测量值增大时,控制器的输出增大,则该控制器为“正作用”控制器;当测量值增大时,控制器输出减少,则该控制器为“反作用”控制器。
17.小的比例度对应于大的控制器增益,大的比例度对应于小的控制器增益。
18.调节器的基本控制规律有比例控制规律(P)、比例积分规律(PI)、比例微分规律(PD)、比例积分微分规律(PID)等四种类型。
1.过程控制系统由几大部份组成,它们是:( C )A.传感器、变送器、执行器B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象D. 控制器、检测装置、执行器2. 在简单控制系统中,接受偏差信号的环节是( B )。
A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之比,T01/T02=( )为好,主、副回路恰能发挥其优越性,确保系统高质量的运行。
A. 3~10B. 2~8C. 1~4D. 1~24. 过渡过程品质指标中,余差表示( )。
A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差5.PID 调节器变为纯比例作用,则( )。
A. 积分时间置∞、微分时间置∞B. 积分时间置0、微分时间置∞C. 积分时间置∞,微分时间置0D. 积分时间置0,微分时间置06.( )在阀芯行程比较小时,流量就比较大,随着行程的增加,流量很快地达到最大。
A. 快开流量特性B. 线性流量特性C. 抛物线流量特性D. 等百分比流量特性7.闭环控制系统是根据( )信号进行控制的。
A.被控量B.偏差C.扰动D.给定值8.衡量控制准确性的质量指标是( )。
A.衰减比B.过渡过程时间C.最大偏差D.余差9.对象特性的实验测取常用的方法是( )。
A.阶跃响应曲线法B.频率特性法C. 比例积分法D.最小二乘法10.用于迅速启闭的切断阀或者两位式调节阀应选择( )的调节阀。
A.快开特性B.等百分比特性C.线性 D.抛物线特性11.调节具有腐蚀性流体,可选用( )阀。
A.单座阀B.双座阀C.蝶阀D.隔膜阀12.调节阀接受调节器发出的控制信号,把( )控制在所要求的范围内,从而达到生产过程的自动控制。
A. 控制变量B.被控变量C. 扰动量D. 偏差13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。
A.调节阀B.副调节器 C. 变送器 D. 主对象14.在阶跃扰动作用下,过程控制系统的过渡过程浮现的形式如下,( )是一种稳定控制系统A.发散振荡过程B.等幅振荡过程C.衰减振荡过程D.非振荡发散过程15. 串级控制系统参数整定步骤应为( )。
1.闭环【2 】掌握体系分为几种类型?每种代表什么寄义?答:(1)定值掌握体系,就是体系被控量的给定值保持在划定值不变或在小规模邻近不变.(2)程序掌握体系,是被控量的给定值按预定的时光程序变化工作.(3)随动掌握体系,是一种被控量的给定值随时光随意率性变化的掌握体系.2.一个单回路掌握体系重要由哪几个环节构成?作出简略掌握体系的方框图.答:一个单回路掌握体系重要由测量元件.变送器.调节器.调节阀.和被控进程等环节构成.3.什么是气开式调节阀?什么是气关式调节阀?其选择的原则是什么?答:气开式:履行器输入压力p>0.02mpa时,阀开端打开,也就是说有旌旗灯号压力时阀打开,无旌旗灯号压力时阀关.气关式则反之,有旌旗灯号压力时阀关,无旌旗灯号压力时阀开.原则:主如果斟酌在不同工艺前提下安全临盆的须要.a.斟酌变乱状况时人身.工艺装备安全.b.斟酌变乱状况下削减经济损掉,保证产品德量.c.斟酌介质的性质.4.依据流量特点曲线,分别写出其对应的流量特点.答:流量特点重要有直线.等百分比(对数).抛物线及快开四种直线特点是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系,即单位开度变化引起的流量变化时常数.对数特点是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比,即调节阀的放大系数是变化的,它随相对流量的增大而增大.抛物线特点是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系.快开流量特点是指在开度较小时就有较大的流量,随开度的增大,流量很快就达到最大,此后再增长开度,流量变化很小,故称快开特点.隔阂阀的流量特点接近快开特点,蝶阀的流量特点接近等百分比特点,闸阀的流量特点为直线特点,球阀的流量特点在中启闭阶段为直线,在中央开度的时刻为等百分比特点.5.什么是积分饱和现象?防止积分饱和的措施都有哪些?所谓积分饱和现象是指若体系消失一个偏向的误差,PID掌握器的输出因为积分感化的不断累加而加大,从而导致u(k)达到极限地位.此后若掌握器输出持续增大,u(k)也不会再增大,即体系输出超出正常运行规模而进入了饱和区.一旦消失反向误差,u(k)逐渐从饱和区退出.进入饱和区愈深则退饱和时光愈长.此段时光内,履行机构仍逗留在极限地位而不能跟着误差反向立刻做出响应的转变,这时体系就像掉去掌握一样,造成掌握机能恶化.这种现象称为积分饱和现象或积分掉控现象.1.积分分别法2.变速积分 PID 掌握算法3.超限减弱积分法4.有用误差法5.抗积分饱和机制6.简述前馈-反馈掌握体系的长处.1体系分解了反馈.前馈掌握体系的长处填补了他们的缺陷因而前馈—反馈复合掌握体系的到了普遍的运用2引入前馈补偿没有影响到体系的稳固性很显然前馈无论加在什么地位都不会构成回路体系的特点式都保持不变因而不会影响体系的稳固性.3引入反馈掌握后前馈完整补偿前提并没有转变.7.什么是比值掌握体系?常见的比值掌握计划有哪些?答:实现两个或两个以上的参数相符必定比例关系的掌握体系,称为比值掌握体系.平日为流量比值掌握体系,用来保持两种物料的流量保持必定的比值关系.开环比值掌握体系,单闭环比值掌握体系,双闭环比值掌握体系,变比值掌握体系8.掌握器参数整定的义务是什么?常用的整定办法有几种?答:掌握器参数整定的义务是,依据已定的掌握计划,来肯定调节器的最佳参数值(包括比例度,积分时光,微分时光).以便是体系能获得好的调节质量.常用的整定法有:临界比例度法,衰减曲线法,和经验凑试法.掌握器参数整定的义务是:依据已定的掌握计划,来肯定掌握器的最佳参数值(包括比例度δ.积分时光TI;.微分时光TD),以便使体系能获得好的掌握质量.掌握器参数整定办法有理论盘算和工程整定两大类,个中常用的是工程整定法. 属于掌握器参数工程整定法重要有临界比例度法.衰减曲线法和经验凑试法等.9.与单回路掌握体系比拟,串级掌握体系有什么特色?答:1.改良了进程的动态特点,进步了体系掌握质量.2.能敏捷战胜进入副回路的二次扰动.3. 进步了体系的工作频率. 对负荷变化的顺应性较强10.简略掌握体系中,掌握器的正反感化应如何选择?11.与反馈掌握体系比拟,前馈掌握体系有哪些特色?答:(1)反馈掌握的本质是基于误差来清除误差,而前馈掌握是基于扰动来清除扰动对被控量的影响; (2)反馈掌握是“不实时”的,而前馈掌握器可“实时”动作; (3)反馈掌握属闭环掌握,而前馈掌握属开环掌握; (4)反馈掌握对闭环内扰动均有校订感化,而前馈掌握具有制订性补偿的局限性; (5)反馈掌握纪律平日有P.PI.PD.PID等,而前馈掌握纪律比较庞杂.12.串级掌握体系有哪些特色?重要运用在哪些场合?答:1.串级掌握体系的重要特色为: (1)在体系构造上,它是由两个串接工作的掌握器构成的双闭环掌握体系; (2)体系的目标在于经由过程设置副变量来进步对主变量的掌握质量;(3)因为副回路的消失,对进入副回路的干扰有超前掌握的感化,因而削减了干扰对主变量的影响; (4)体系对负荷转变时有必定的自顺应才能. 2.串级掌握体系重要运用于:对象的滞后和时光常数很大.干扰感化强而频仍.负荷变化大.对掌握质量请求较高的场合.13.什么是掌握通道和扰动通道?对于不同的通道,对象的特点参数对掌握有什么不同的影响?对于一个被控对象来说,输入量是扰动量和操纵变量,而输出是被控变量.由对象的输入变量至输出变量的旌旗灯号接洽称为通道.操纵变量至被控变量的旌旗灯号接洽称为掌握通道;扰动量至被控变量的旌旗灯号接洽称为扰动通道.一般来说,对于不同的通道,对象的特点参数(K.T.)对掌握感化的影响是不同的. 对于掌握通道:放大系数K大,操纵变量的变化对被控变量的影响就大,即掌握感化对扰动的补偿才能强,余差也小;放大系数K小,掌握感化的影响不明显,被控变量的变化迟缓.但K太大,会使掌握感化对被控变量的影响过强,使体系的稳固性降低.在雷同的掌握感化下,时光常数T大,则被控变量的变化比较迟缓,此时对象比较安稳,轻易进行掌握,但过度进程时光较长;若时光常数T小,则被控变量变化速度快,不易掌握.时光常数太大或太小,在掌握上都将消失必定艰苦,是以,需依据现实情形适中斟酌.滞后时光的消失,使得掌握感化老是落伍于被控变量的变化,造成被控变量的最大误差增大,掌握质量降低.是以,应尽量减小滞后时光.对于扰动通道:放大系数K大对掌握不利,因为,当扰动频仍消失且幅度较大时,被控变量的波动就会很大,使得最大误差增大;而放大系数K小,既使扰动较大,对被控变量仍然不会产生多大影响.时光常数T大,扰动感化比较平缓,被控变量变化较安稳,对象较易掌握.纯滞后的消失,相当于将扰动推迟0时光才进入体系,并不影响掌握体系的品德;而容量滞后的消失,则将使阶跃扰动的影响趋于缓和,被控变量的变化响应也缓和些,是以,对体系是有利的.14.作出串级掌握体系的方块图.15.若何选择串级掌握体系中主.副掌握器的正.反感化?答副掌握器的感化偏向与副对象特点.掌握阀的气开.气关型式有关,其选择办法与简略掌握体系中掌握器正.反感化的选择办法雷同,是按照使副回路成为—个负反馈体系的原则来肯定的.主掌握器感化偏向的选择可按下述办法进行:当主.副变量在增长(或减小时),假如请求掌握阀的动作偏向是一致的,则主掌握器应选“反”感化的;反之,则应选“正”感化的.从上述办法可以看出,串级掌握体系中主掌握器感化偏向的选择完整由工艺情形肯定,或者说,只取决于主对象的特点,而与履行器的气开.气关型式及副掌握器的感化偏向完整无关.这种情形可以如许来懂得:假如将全部副回路看作是构成主回路的一个环节时,副回路这个环节的输入就是主掌握器的输出(即副回路的给定),而其输出就是副变量.因为副回路的感化老是使副变量追随主掌握器的输出变化而变化,不管副回路中副对象的特点及履行器的特点若何,当主掌握器输出增长时,副变量老是增长的,所以在主回路中,副回路这个环节的特点老是“正”感化偏向的.由图可见,在主回路中,因为副回路.主测量变送这两个环节的特点始终为“正”,所认为了使全部主回路构成负反馈,主掌握器的感化偏向仅取决于主对象的特点.主对象具有“正”感化特点(即副变量增长时,主变量亦增长)时,主掌握器应选“反”感化偏向,反之,当主对象具有“反”感化特点时,主掌握器应选“正”感化偏向.16.掌握器的P.PI.PD.PID掌握纪律各有什么特色?答:比例掌握纪律实用于掌握通道滞后较小,时光常数不太大,扰动幅度较小,负荷变化不大,掌握质量请求不高,许可有余差的场合.如贮罐液位.塔釜液位的掌握和不太重要的蒸汽压力的掌握等.比例积分掌握纪律引入积分感化能清除余差.实用于掌握通道滞后小,负荷变化不太大,工艺上不许可有余差的场合,如流量或压力的掌握.比例微分掌握纪律引入了微分,会有超前掌握感化,能使体系的稳固性增长,最大误差和余差减小,加速了掌握进程,改良了掌握质量.实用于进程容量滞后较大的场合.对于滞后很小和扰动感化频仍的体系,应尽可能避免运用微分感化.比例积分微分掌握纪律可以使体系获得较高的掌握质量,它实用于容量滞后大.负荷变化大.掌握质量请求较高的场合,如反响器.聚合釜的温度掌握.17.在进程掌握体系中,测量变送装配.掌握器.履行器各起什么感化.检测元件和变送器用于检测被控变量,并将检测到的旌旗灯号转换为标准旌旗灯号,输出到掌握器.掌握器用于将检测变送器的输出旌旗灯号与设定值进行比较,得出误差,并把误差旌旗灯号按必定的掌握纪律运算,运算成果输出到履行器.履行器是掌握体系回路中的最终原件,直接用于转变操纵量,以战胜干扰,达到掌握的目标.18.剖析在什么场合下选用比例,比例积分,比例积分微分调节纪律?(1)比例调节纪律实用于负荷变化较小,纯滞后不太大而工艺请求不高又许可有余差的调节体系.(2)比例积分调节纪律实用于对象调节通道时光常数较小.体系负荷变化较大(须要清除干扰引起的余差).纯滞后不大(时光常数不是太大)而被调参数不许可与给定值有误差的调节体系.(3)比例积分微分调节纪律实用于容量滞后较大,纯滞后不太大,不许可有余差的对象.20.临界比例度的意义是什么?为什么工程上掌握器所采用的比例度要大于临界比例度?转变掌握器的比例度会转变体系的过度进程情势,当掌握体系在阶跃输入感化时,能使体系产生等幅震动过度进程的比例度的数值称为临界比例度.当现实的比例度小于临界比例度的数值时,体系会不稳固,这是临盆上不许可的.所以工程上掌握器所采用的比例度要大于临界比例度.21.按照设定值的不同情势,进程掌握体系可分为哪几类?按照设定值的不同情势又可分为:1.定值掌握体系定值掌握体系是指设定值恒定不变的掌握体系.定值掌握体系的感化是战胜扰动对被控变量的影响,使被控变量最终回到设定值或其邻近.今后无特别解释掌握体系均指定值掌握体系而言.2.随动掌握体系随动掌握体系的设定值是不断变化的.随动掌握体系的感化是使被控变量可以或许尽快地,精确无误地跟踪设定值的变化而变化3.程序掌握体系程序掌握体系的设定值也是变化的,但它是一个已知的时光函数,即设定值按必定的时光程序变化.22.何为掌握阀的幻想流量特点和工作流量特点?常用的调节阀幻想流量特点有哪些?假定阀前后压差保证不变时,调节阀的流量特点称为幻想流量特点,它只取决于阀芯外形,现实运用中,阀前后压差老是变化的,此时调节阀的流量特点称为工作流量特点,它取决于阀芯外形和配管状况常用的是直线.等百分比.快开三种23前馈掌握与反馈掌握的差别有哪些?前馈掌握对掌握器的请求异常严厉,即前馈掌握体系中的人必须具有开辟的意识;而反馈掌握可以运用信息流的闭合,调剂掌握强度,因而对掌握器的请求相对较低.24.串级掌握体系中主.副变量应若何选择?答主变量的选择原则与简略掌握体系中被控变量的选择原则是一样的. 副变量的选择原则是: (1)主.副变量间应有必定的内涵接洽,副变量的变化应在很大程度上能影响主变量的变化; (2)经由过程对副变量的选择,使所构成的副回路能包含体系的重要干扰; (3)在可能的情形下,应使副回路包含更多的重要干扰,但副变量又不能离主变量太近; (4)副变量的选择应斟酌到主.副对象时光常数的匹配,以防“共振”的产生.25.什么是平均掌握体系?它有何特色?答平均掌握体系是为懂得决前后工序的供求抵触,使两个变量之间可以或许互相统筹和调和操作的掌握体系.平均掌握体系的特色是其掌握成果不像其它掌握体系那样,不是为了使被控变量保持不变,而是使两个互相接洽的变量都在许可的规模内迟缓地变化.平均掌握体系中的调节器一般都采用纯比例感化,且比例度很大,必要时才引入少量的积分感化.26.对象的时光常数T指的是什么?答案:对象的时光常数T,是表示扰动后被测量完成其变化进程所需时光的一个重要参数,即表示对象惯性的一个参数.T越大,表明对象的惯性越大.27.比例掌握感化有何特色?答:比例感化的长处是动作快.它的输出无提前地反应输入的变化,是最根本的掌握感化.缺陷是调节停止后被控量有静态误差.18 图1-2所示,是某温度记载仪上面画出的曲线图,试写出最大误差.衰减比.余差.振荡周期,假如工艺上请求掌握温度为(40±2 0C),哪么该掌握体系可否知足请求?解答:最大误差:e max= 45-40 = 5 ℃衰减比:n = B / B’= 4 / 1 .余差:C = 41-40 = 1℃振荡周期:T= 18 -5 = 13 min 终值在41℃,误差± 1 ℃,相符请求.5.如下图所示液位掌握体系中,被控进程物料的输入量和输出量是什么?掌握体系的(1)被控变量.(2)操纵变量.(3)重要扰动.(4)输入旌旗灯号.(5)输出旌旗灯号各是什么?解:被控进程物料的输入量时水的流量Q1,输出量是水的流量Q2; (1)被控变量是液位H; (2)操纵变量是流量Q2;(开关在这里,掌握排水量,而不是入水量)(3)重要扰动是流量Q1; (4)输入旌旗灯号是液位的给定值; (5)输出旌旗灯号是液位H图1-11所示是一反响器温度掌握体系示意图.A.B两种物料进入反响器进行反响,经由过程转变进入夹套的冷却水流量来掌握反响器内的温度保持不变.图中TC表示温度掌握器.试画出该温度掌握体系的方块图,并指出该掌握体系中的被控对象.被控变量.操纵变量及可能影响被控变量变化的扰动各是什么?个中,被控对象:反响器;被控变量:反响器内的温度;操纵变量:冷却水流量.可能影响被控变量的干扰身分重要有A.B两种物料的温度.进料量,冷却水的压力.温度,情形温度的高下等.若当反响器内的被控温度在干扰感化下升高时,其测量值与给定值比较,获得误差旌旗灯号,经温度掌握器运算处理后,输出掌握旌旗灯号去驱动掌握阀,使其开度增大,冷却水流量增大,如许使反响器内的温度降下来.所以该温度掌握体系是一个具有负反馈的闭环掌握体系.。
1、什么是积分饱和,常用的抗积分饱和方法有哪些?答:如果执行已经到极限位置,仍然不能消除静差时,由于积分作用,尽管PID 差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行已无相应的动作,这就叫积分饱和。
常用措施有:限幅法,外反馈法,积分切除法。
2、采用经验建模方法建立对象模型的步骤是什么?答:(1)设计试验来获得用于建模的输入输出数据;(2)对输入输出数据进行预处理,如选择有用的数据,剔除换点及遗漏的数据点等;(3)指定模型结构或选择模型集;(4)确定一个性能指标作为模型选择的准则;(5)根据输入输出数据和性能指标从指定的模型集中选择已个最佳模型;(6)对获得的模型进行测试,满意则结束,否则重复前面的步骤。
3、串级控制系统的设计原则有哪些?答(1)在单回路控制不能满足要求的情况下可以考虑采用串级控制;(2)具有能够检测的副回路,且主要干扰应该包括在副回路中;(3)副对象的滞后不能太大,以保持副回路的快速响应性能;(4)将对象中具有显著非线性或时变特性的部分归于副对象中。
4、设置均匀控制系统的目的和其特点是什么?答:目的是:对表征前后设备供求矛盾的两个变量均匀协调,统筹兼顾。
特点是:表征前后供求矛盾的两个变量都应该是缓慢变化的;前后互相联系又互相矛盾的两个变量都应保持在工艺操作所允许的范围内。
5、前馈控制系统的基本原理是什么?为什么它常与反馈控制构成前馈-反馈控制系统?答:基本原理是测量进入过程的干扰量,并根据干扰的测量值产生合适的控制作用来改变控制量,使被控制变量维持在给定值。
前馈控制是一种补偿控制。
一般来讲,前馈控制无法全部补偿扰动对被控变量所产生的影响。
因此,单纯的前馈控制系统在应用中就会带来一定的局限性。
为克服这一弊端,前馈控制常与反馈控制联用,构成前馈—反馈控制系统。
6、什么是控制系统的过渡过程?有几种基本形式?答:一个过程控制系统在外作用下从原有的稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。
简答题1、什么是过程控制?常分析的参数有哪些?答案:针对连续或半连续(间隙)过程中的温度、压力、流量、液(物)位、化学成分、物性参数等变量而实现的自动控制系统被称为过程控制。
被控参数种类、温度、压力、液位、成分、物性2、试说明在整个串级控制系统中主、副控制器的正反作用方式能否互换,若不能,主、副控制器之一的正、反作用方式选错会造成怎样的危害?答案:不能。
因为当主、副控制器有一个正反作用方式选错时,就会造成系统的主回路或副回路按正反馈控制,当被控变量出现偏差时,系统不仅不向着消除偏差的方向校正,反而是被控变量原理给定值。
3、何为简单控制系统?试画出简单控制系统的方块图这种控制系统结构上只有一个反馈回路(环路),所以称为单回路反馈控制系统,简称单回路控制系统,所在反馈系统中,单回路反馈控制系统是最基本,最简单的一种,因此又常常称为简单控制系统。
所谓简单控制系统,通常是指由被控对象或被控过程、测量变送装置、控制器和控制阀所构4·何谓控制通道?何谓干扰通道?它们的特性对控制系统质量有什么影响?5.前馈控制与反馈控制各有什么特点?6.自动控制系统按其基本结构有可分为几类?其闭环控制系统中按其设定值的不同又可分为几类?简述每种形式的基本含义自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统. 闭环自动控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制.在闭环控制系统中,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。
过程控制工程》期末考试复习题及参考答案答案:C二、___答题1、什么是过程控制工程?过程控制工程是指对生产过程中的物理量进行测量、控制和调节,以达到生产过程稳定、优化和自动化的技术和方法。
2、什么是反馈控制系统?其优点是什么?反馈控制系统是指通过对被控对象输出值与设定值之间的差异进行测量,并将这个差异信号反馈到控制器中,以调节控制器输出信号的系统。
其优点是能够自动调节系统的输出,使系统稳定在设定值附近,具有良好的鲁棒性和适应性。
3、什么是前馈控制系统?其优点是什么?前馈控制系统是指在控制系统中加入一个预测模型,根据预测模型预测被控对象的输出值,并将预测值作为控制器的输入信号,以提高控制系统的响应速度和控制精度。
其优点是能够减小被控对象输出值与设定值之间的误差,提高控制系统的响应速度和控制精度。
4、什么是控制系统的稳态误差?如何消除?控制系统的稳态误差是指被控对象输出值与设定值之间的差异在长时间运行后趋于稳定的误差。
消除稳态误差的方法包括增加控制器增益、调整控制器的积分时间常数、增加前馈控制等。
5、什么是控制系统的过渡过程?如何评价过渡过程的质量?控制系统的过渡过程是指被控对象输出值从设定值开始到稳定在设定值附近的过程。
过渡过程的质量可以通过评价过渡过程时间、超调量、振荡幅值等指标来进行评价。
过渡过程时间越短、超调量越小、振荡幅值越小,说明过渡过程的质量越好。
34、在单回路控制中,选择合适的控制阀结构形式非常重要。
在分流或合流控制时,应该选择三通控制阀。
35、在单回路控制中,选择合适的控制阀结构形式非常重要。
对于大口径、大流量、低差压,而泄漏量要求不高的情况,应该选择蝶阀。
36、为了确保过程控制系统正常工作,必须满足各个环节的静态放大系数相乘小于1.37、在控制阀的正作用下,如果控制阀是气开式,那么Kv应该大于1.38、在控制阀的负作用下,如果控制阀是气关式,那么Kv应该小于1.39、在控制器正作用时,其放大系数Kc应该大于0.40、在控制器负作用时,其放大系数Kc应该小于0.41、在控制器上对整定参数进行设置的顺序应该是P、I、D。
过程控制期末试题库(适用于沈阳建筑大学自动化专业期末考试)一、填空题(本题共计10 分,包括3 小题,10 个填空,每空1 分)1.一般一个简单控制系统由(检测/变送)装置、(被控对象)、(调节)器和(执行)机构组成。
2.过程控制系统常用的参数整定方法有:(经验法)、(衰减曲线法)、(稳定边界法/临界比例度法)和(响应曲线法)。
3.在PID 调节器中,调节器的Kc越大,表示调节作用(越强),Ti 值越大,表示积分作用(减弱),Td 值越大表示微分作用(增强)。
4.常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式:(操作指导控制系统)、直接数字控制系统、(监督计算机控制系统)、(集散控制系统)和现场总线控制系统。
5.在闭环控制系统中,根据设定值的不同形式,又可分为定值控制系统,随动控制系统和程序控制系统。
1)定值控制系统特点:设定值是(固定不变);作用:保证在(扰动)作用下使被控变量始终保持在设定值上。
2)随动控制系统特点:设定值是一个(变化量);作用:保证在各种条件下系统的输出(及时跟踪设定值变化)。
3)程序控制系统特点:设定值是一个(按一定时间程序变化的时间函数);作用:保证在各种条件下系统的输出(按规定的程序自动变化)。
6.热电偶温度计的基本组成部分部分是(热电偶)、(测量仪表)、(连接热电偶)和(测量仪表的导线)。
7.串级控制系统能迅速克服进入(副)回路的扰动,改善(主)控制器的广义对象特性,容许(副)回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
8.定值控制系统是按(偏差)进行控制的,而前馈控制是按(扰动)进行控制的;前者是(闭)环控制,后者是(开)环控制。
选择题(本题共计10 分,包括5 小题,每题2分)1.由于微分调节规律有超前作用,因此调节器加入微分作用主要是用来(C)A.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc 和纯滞后τ0.B.克服调节对象的纯滞后τ0.C.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc.2.定值调节是一种能对(A )进行补偿的调节系统。
1、过程控制系统按其基本结构形式可分为几类?其中闭环系统中按设定值的不同形式又可分为几种?答:过程控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。
在闭环控制系统中,按照设定值的不同形式又可分为:(1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)程序控制系统2、试述热电阻测温原理,常用热电阻的种类有哪些?r0各为多少?答:热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的,只要设法测出电阻值的变化,就可达到温度测量的目的。
工业上常用的热电阻有:铂电阻,铜电阻。
目前工业上使用的铂电阻有两种:一种是10;另外一种是100。
工业上使用的铜电阻也有两种:一种是50;另一种是100。
3、试述过程控制系统中常用的控制规律及其特点。
答:控制系统中常用的控制规律有比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律。
比例控制规律是控制器的输出信号与它的输入信号(给定值与测量值的偏差)成比例。
它的特点是控制及时,克服干扰能力强,但在系统负荷变化后,控制结果有余差。
比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信号成比例,而且与输入信号对时间的积分成比例。
它的特点是能够消除余差,但是积分控制作用比较缓慢、控制不及时。
比例积分微分控制规律是在比例积分的基础上再加上微分作用,微分作用是控制器的输出与输入的变化速度成比例,它对克服对象的容量滞后有显著的效果。
4、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性?常用的调节阀理想流量特性有哪些?答:阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性;在实际使用过程中,阀前后的压差会随阀的开度的变化而变化,此时的流量特性称为工作流量特性。
常用的调节阀理想流量特性有:直线流量特性、等百分比(对数)流量特性、快开特性。
5、控制器参数整定的任务是什么?工程上常用的控制器参数整定有哪几种方法?答:控制器参数整定的任务是:根据已定的控制方案,来确定控制器的最佳参数值,以便使系统能获得好的控制质量。
过程控制工程复习资料一、填空题1.过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。
2、调节阀按能源不同分为三类:气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、自动控制系统按工作原理可分为三类:反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。
按给定值特点分类可分为三类:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
4、过程控制系统方案设计的基本要求是:安全、稳定、经济。
5、过程数学模型的求取方法有三种,分别是:机理法建模、系统辨别法建模、混合法(机理分析+系统辨别)建模。
6、理想流量特性有四类,分别是直线、对数、抛物线、快开。
7、定比值控制系统包括:开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。
8、控制器参数整定法有:经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。
9、根据实践经验的总结发现,除少数无自平衡的对象以外,大多数对象均可用一阶、二阶、一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。
为进一步简化,也可以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式,用传递函数可以表示为:()。
其中K表示对象的静态放大系数,T表示对象的时间常数,表示纯滞后时间。
10、调节器的比例度δ越大,则放大倍数Kc越小,比例调节作用就越弱,过渡过程曲线就越平稳,但余差也越大。
积分时间T i越小,则积分速度越大,积分特性曲线的斜率越大,积分作用越强,消除余差越快,微分时间T d越大,微分作用越强。
11、定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的,而前馈调节是按扰动量大小进行调节的;前者是闭环调节,后者是开环调节。
采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
12、防止几分饱和有哪三种方法:限幅法、外反馈法、积分切除法。
13、测量变送器的要求:准确、快速、可靠。
14、在串级控制系统中,调节器参数的整定方法有:逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。
二、选择题1、下列控制系统中,哪些是开环控制(C),哪些是闭环控制(ABD)A、定值控制B、随动控制C、前馈控制D、程序控制2、对某PI控制系统,为了防止积分饱和,采取下列措施,问哪一条是不起作用的(D)C、采用高低阻幅器 B、采用调节器外部积分反馈法C、采用PI-P调节器D、采用PI-D调节器3、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同(如均为二阶对象),甲采用PI作用调节器,乙采用P作用调节器。
过程控制期末试题库(适用于沈阳建筑大学自动化专业期末考试)一、填空题(本题共计10 分,包括3 小题,10 个填空,每空1 分)1.一般一个简单控制系统由(检测/变送)装置、(被控对象)、(调节)器和(执行)机构组成。
2.过程控制系统常用的参数整定方法有:(经验法)、(衰减曲线法)、(稳定边界法/临界比例度法)和(响应曲线法)。
3.在PID 调节器中,调节器的Kc越大,表示调节作用(越强),Ti 值越大,表示积分作用(减弱),Td 值越大表示微分作用(增强)。
4.常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式:(操作指导控制系统)、直接数字控制系统、(监督计算机控制系统)、(集散控制系统)和现场总线控制系统。
5.在闭环控制系统中,根据设定值的不同形式,又可分为定值控制系统,随动控制系统和程序控制系统。
1)定值控制系统特点:设定值是(固定不变);作用:保证在(扰动)作用下使被控变量始终保持在设定值上。
2)随动控制系统特点:设定值是一个(变化量);作用:保证在各种条件下系统的输出(及时跟踪设定值变化)。
3)程序控制系统特点:设定值是一个(按一定时间程序变化的时间函数);作用:保证在各种条件下系统的输出(按规定的程序自动变化)。
6.热电偶温度计的基本组成部分部分是(热电偶)、(测量仪表)、(连接热电偶)和(测量仪表的导线)。
7.串级控制系统能迅速克服进入(副)回路的扰动,改善(主)控制器的广义对象特性,容许(副)回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
8.定值控制系统是按(偏差)进行控制的,而前馈控制是按(扰动)进行控制的;前者是(闭)环控制,后者是(开)环控制。
选择题(本题共计10 分,包括5 小题,每题2分)1.由于微分调节规律有超前作用,因此调节器加入微分作用主要是用来(C)A.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc 和纯滞后τ0.B.克服调节对象的纯滞后τ0.C.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc.2.定值调节是一种能对(A )进行补偿的调节系统。
1.分析前馈控制与反馈控制的区别以及各自的优缺点?反馈控制是最基本也是最常见的控制系统,控制是按被调量与给定值的偏差起作用的,也称按偏差控制。
扰动作用后要等到被调量发生变化并与给定值形成偏差才产生控制作用,所以从消除扰动的影响来看,控制作用是不及时的,但它时刻观测被调量,所以可以保证被调量不会有太大的偏离。
前馈控制系统没有被调量的反馈信号,没有形成闭合回路,又称开环控制。
扰动作用后,一方面通过被控对象会引起被调量变化,但同时由前馈控制器产生控制作用,力图消除扰动的影响,所以,控制作用是很及时的。
前馈控制主要作用于对外部扰动进行抑制,以减少动态偏差。
2.微分调节器是否能单独工作,请说明其原因,并说明微分调节器的作用?(过82)因为微分控制的工作是基于误差的变化速度的,而不是基于作用误差本身的,因此这种方法不能单独应用。
它总是与比例控制作用或比例-加-积分控制作用组合在一起。
微分控制器能够反映误差信号的变化速度,并且在作用误差的值变得很大的之前,产生一个有效的修正。
因此,微分控制可以预测作用误差,使修正提前发生,从而有助于增进系统的稳定性。
3.为什么采用非线性控制系统?有哪几种实施方法?(131)采用非线性控制的原因主要有:被控对象本身具有非线性特性;人为引入非线性控制规律,使控制系统实施变得简单或满足一定的控制要求。
具体的实施方法:1-采用控制阀的非线性流量特性补偿;2-采用非线性控制规律补偿;3-采用串级控制系统。
4.试述智能控制系统的特点和模糊控制器的基本结构及各部件功能?(191)智能控制的特点:1-智能控制系统具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合控制系统。
2-智能控制具有分层信息处理和决策机构。
3-智能控制具有非线性特点。
4-智能控制具有变结构的特点。
5-智能控制具有总体寻优特点。
6-智能控制是多学科的综合。
模糊控制器通常由模糊化、知识库、模糊推理和解模糊化等部分组成。
模糊化:模糊化的作用是将输入的精确量转换成模糊化量,输入值的模糊化是通过论域的隶属度函数实现的。
《过程控制系统》复习题过程控制系统复习题⼀.选择题(每题2分,共10题,共20分)1.过程控制系统由⼏⼤部分组成,它们是:( C )A.传感器、变送器、执⾏器B.控制器、检测装置、执⾏机构、调节阀门C. 控制器、检测装置、执⾏器、被控对象D. 控制器、检测装置、执⾏器2. 在简单控制系统中,接受偏差信号的环节是( B )。
A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象3. 串级控制系统主、副对象的时间常数之⽐,T01/T02=( )为好,主、副回路恰能发挥其优越性,确保系统⾼质量的运⾏。
A. 3~10B. 2~8C. 1~4D. 1~24. 过渡过程品质指标中,余差表⽰( )。
A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差5.PID调节器变为纯⽐例作⽤,则( )。
A. 积分时间置∞、微分时间置∞B. 积分时间置0、微分时间置∞C. 积分时间置∞,微分时间置0D. 积分时间置0,微分时间置06.( )在阀芯⾏程⽐较⼩时,流量就⽐较⼤,随着⾏程的增加,流量很快地达到最⼤。
A. 快开流量特性B. 线性流量特性C. 抛物线流量特性D. 等百分⽐流量特性7.闭环控制系统是根据( )信号进⾏控制的。
A.被控量B.偏差C.扰动D.给定值8.衡量控制准确性的质量指标是( )。
A.衰减⽐B.过渡过程时间C.最⼤偏差D.余差9.对象特性的实验测取常⽤的⽅法是( )。
A.阶跃响应曲线法B.频率特性法C.⽐例积分法D.最⼩⼆乘法10.⽤于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( )的调节阀。
A.快开特性B.等百分⽐特性C.线性 D.抛物线特性11.调节具有腐蚀性流体,可选⽤( )阀。
A.单座阀B.双座阀C.蝶阀D.隔膜阀12.调节阀接受调节器发出的控制信号,把( )控制在所要求的范围内,从⽽达到⽣产过程的⾃动控制。
A. 操纵变量B.被控变量C. 扰动量D. 偏差13.串级调节系统主调节输出信号送给( )。
1、过程控制系统按其基本结构形式可分为几类?其中闭环系统中按设定值的不同形式又可分为几种?
答:过程控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。
在闭环控制系统中,按照设定值的不同形式又可分为:
(1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)程序控制
系统2、试述热电阻测温原理,常用热电阻的种类有
哪些?r0各为多少?
答:热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变
化而变化的特性来进行温度测量的,只要设法测出电
阻值的变化,就可达到温度测量的目的。
工业上常用
的热电阻有:铂电阻,铜电阻。
目前工业上使用的铂
电阻有两种:一种是10;另外一种是100。
工业上使
用的铜电阻也有两种:一种是50;另一种是100。
3、试述过程控制系统中常用的控制规律及其特点。
答:控制系统中常用的控制规律有比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律。
比例控制规律是控制器的输出信号与它的输入信号
(给定值与测量值的偏差)成比例。
它的特点是控制及
时,克服干扰能力强,但在系统负荷变化后,控制结
果有余差。
比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信
号成比例,而且与输入信号对时间的积分成比例。
它
的特点是能够消除余差,但是积分控制作用比较缓慢、
控制不及时。
比例积分微分控制规律是在比例积分的基础上再加上
微分作用,微分作用是控制器的输出与输入的变化速
度成比例,它对克服对象的容量滞后有显著的效果。
4、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性?常用
的调节阀理想流量特性有哪些?
答:阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量
特性;在实际使用过程中,阀前后的压差会随阀的开
度的变化而变化,此时的流量特性称为工作流量特性。
常用的调节阀理想流量特性有:直线流量特性、等百分比(对数)流量特性、快开特性。
5、控制器参数整定的任务是什么?工程上常用的控制
器参数整定有哪几种方法?答:控制器参数整定的任务
是:根据已定的控制方案,来确定控制器的最佳参数
值,以便使系统能获得好的控制质量。
控制器参数的工程整定法主要有临界比例度法、衰减曲线法和经验凑试法等。
6、什么是调节器的控制规律?基本控制规律有哪几种?各有什么特点?
答:调节器的输出信号随着它的输入偏差信号变化的规律叫控制规律。
基本控制规律有:①双位控制:输出不是最大,就是
最小,只有两个位置。
②比例控制:控制作用及时,有余差。
③积分控制:具有消除余差的作用④微分控制:具有
超前调节的作用。
1、某测量范围是0---500℃的温度计出厂前校验结果
如下表:
被0 123
标0 123求:该表的基本误差并确定它的精度等级。
解:基本误差:δ=
500
300
306
-
-
*100﹪=1.2﹪<1.5﹪
所以它的精度等级为1.5级.
2、某一标尺为0~1000℃的温度计出厂前经校验得到
如下数据:
标准表0 200 400 600 800 1000 被校表0 201 402 604 806 1001 求:1)该表最大绝对误差;2)该表精度;
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
3、甲的正常流量为240kg/h,仪表量程为0-360kg/h;
乙的正常流量为120NM3/h,仪表量程为0-240NM3/h。
采用控制乙的单闭环比值控制系统,计算引入开方运
算与不引入开方运算所分别设置的比值系数。
答:F1为甲流量,F2为乙流量 1.引入开方器时:
2.不引入开方器时:
4、用带隔离罐的差压变送器测某储罐的液位,差压
变送器的安装位置如图所示。
请导出变送器所测差压
Δp与液位H之关系。
变送器零点需不需要迁移?若要
迁移,是正迁移还是负迁移?
P+=Hρ 1g+ h1ρ2g+P0
P-= h2ρ2g+P0
ΔP= P+- P-= Hρ 1g-( h2- h1)ρ2g
H=0时,ΔP<0,需迁移负迁移
5、用差压变送器测某储罐的液位,差压变送器的安
装位置如图所示。
请导出变送器所测差压与液位之关
系。
讨论变送器零点在什么条件下不需要迁移?在什
么条件下需要正迁移?在什么条件下需要负迁移?
P+=Hρ 1g+ h1ρ1g+P0
P-= h2ρ2g+P0
ΔP= P+- P-= Hρ 1g+ h1ρ1g- h2ρ2g
- 1 -
H=0时,ΔP= h1ρ1g- h2ρ2g
当h1ρ1= h2ρ2时,不需迁移
当h1ρ1 > h2ρ2时,需正迁移
当h1ρ1 < h2ρ2时,需负迁移
6、用差压变送器测某开口容器的液位,其最低液位和最高液位分别为h1=1m和h2=3m(如图所示)。
若被
测介质的密度
=980kg/3
m,求:(1)变送器量程是多
少?(2)变送器零点是否需要迁移?正迁移还是负迁移?迁移量是多少?
解:ΔP= (h2 -h1)ρ g =(3-1) *980*9.807=19221.7(Pa) 适当考虑裕度得到量程
P+= h1ρ g+P0=1*980*9.807+P0=9610.9 +P0
P-= P0
故迁移量P= P+ -P- =9610.9 (Pa)
因为P+ >P-,所以需正迁移,迁移量为9610.9 (Pa)
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。
六
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。
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。
确定调节器的正反作用以及应选择什么调节规律。
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。
为保证氨冷器内有一定的汽化空间,
避免液氨带入冰机造成事故,采用温度――液位串级
控制。
此串级控制系统的主副被控变量各是什么?
2) 试设计一温度—-液位串级控制系统,完成该控制
方案的结构图(即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整);
3)试画出温
度――液位串级控制系
统控制框图;
4)确定气动调
节阀的气开气关形式,并
说明原因;
5)确定主副调节器的正反作用。
解:
主参数为铜液温度,副参数为液氨液位
气开式副调节器反作用
主调节器正作用副调节器采用P调节规律
主调节器采用PI或PID调节规律
5、一个如图所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷水
加热到一定温度,生产工艺要求热水温度维持恒定(Δ
θ≤±1℃)。
试设计一简单温度控制系统,画出其方
框图,并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、
反作用方式,指出调节器应选择什么调节规律?
气开式
反作用
PID控制规律
6、如图所示为一管式加热炉,由于工艺对原油出口温
度控制精度要求很高,单回路控制满足不了要求,需
采用原油出口温度与炉膛温度串级控制系统。
要求:
(1)画出该串级控制系统流程图,并画出其方框图。
TT TC LC
LT
铜液
液氨
气氨
- 2 -
(2)选择调节阀的气开、气关形式。
(3)确定主、副调节器的正、反作用。
解:气开式副调节器反作用主调节器反作用
- 3 -。