过程控制3——精选推荐

过程控制3
1.⾃动化仪表：第⼀位字母表⽰被控变量的类别，常见的字母包括T（temperature温度）、P（pressure压⼒）、
dP(differential pressure差压)、F（flow流量）、L（liquid 液位或料位）、A（Analysis分析量）、W（weight重量或藏量）、D（density密度）等；后继字母表⽰仪表功能，常见的字母包括T（Transmitters传感变送器）、C （controller控制器）、
I（indicator指⽰仪表）等。

2.hsp ：设定值（Setpoint sp）也称给定值（Setpoint Value
sv），h(被控变量Controlled Variable CV),LT21(液位变
送),LC21(液位控制),Q0(Mainpulated Variable MV操作变
量),Qi（Disturbance Variable DV扰动变量）
3.被控变量：Controlled Variable（CV）过程变量：Process
Variable(PV) 测量值：Measurement 设定值：Setpoint(SP)
给定值：Setpoint Value(SV) 操作变量：Manipulated
Variable(MV) 扰动变量：Disturbance Variables(DVs) 安
全性：Safety 质量：Quality 收益：Profit 直接数字控制：
Direct Digital Control(DDC) 分布式控制系统：Distributed
Control System(DCS) 局域⽹：Local Area Network(LAN)
试差：trial and error 定值调节控制：Regulatory Control
伺服控制：Servo Control 常规控制：Conventional Control
先进控制：Advanced Process Control(APC) PID⽐例积
分微分:Proportional Integral Derivative 多输⼊多输出：
Multi Input Multi Output(MIMO) 前馈控制：feedforward
control ⽐例控制：ratio control 偏差积分IE(Integral of
error) 平⽅偏差积分ISE（Integral of squared error）绝对
偏差积分IAE(Integral of absolute value of error) 时间与
偏差绝对值乘积的积分ITAE(Integral of time multiplied
by the absolute value of error)
4.归⼀化：是⼀种⽆量纲处理⼿段，使物理系统数值的
绝对值变成某种相对值关系，即将有量纲的表达式经变
转化为⽆量纲表达式，成为纯量。

5.PID 控制器
下⾯是Ziegler-Nichols公式
根据临界增益可以分别计算出P、PI、PID控制下的参数
值
控制规律Kc Ti Td
P 0.5Kcmax
PI 0.45Kcmax 0.83Pu
PID 0.6Kcmax 0.5Pu 0.12Pu
6⽓动调节阀----依靠压缩空⽓作为动⼒，输⼊信号为
0.02～0.1MPa的压⼒信号。

特点----结构简单、动作可靠、性能稳定、故障率低、价格便宜、维修⽅便、本质防爆、容易做成⼤功率。

⽓动执⾏器⼜称⽓动调节阀，它是由⽓动执⾏机构和调
节机构两个部分组成。

⽓动执⾏机构类型：薄膜式，活
塞式。

⽓动薄膜执⾏机构有正作⽤和反作⽤两种形式：
当输⼊压⼒增加时，推杆向下移动的称为正作⽤；反之，当输⼊压⼒增加时，推杆向上移动的称为反作⽤。

7.对数特性调节阀流量变化计算
8.前馈控制系统的特点：1.前馈控制对于⼲扰的克服要⽐反馈控制及时。

2.前馈控制属于开环控制系统。

3.前馈控制采⽤的是由对象特征确定的“专⽤”控制器。

9.串级控制系统的设计原则？
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具有能够检测的副变量，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。

10.位置式和增量式的⽐较？
（1）位置式需由外部引⼊初始阀位值，增量式不需要;（2）位置式需防积分饱和，增量式不会产⽣积分饱和;（3）只有存在偏差时，增量式才会有输出;（4）增量式
容易实现从⼿动到⾃动的切换.
11.温度变送器的量程为50～150℃，输出为4～20mA。

假设采⽤12位的A/D，当采样值为100000000000b时，
实际的测量值是多少？
12.为何采⽤数字控制？
11
100000000000b22048
→=
转为⼗进制
12
11
12
5020
15050(21)0 2 (15050)50100 21
m
m
Y
Y
--
=
---
=-+=
-
11
12
11
12
5020
15050(21)0 2 (15050)50100 21
m
m
Y
Y
--
=
---
=-+=
（1）可实现⾼级控制算法；（2）可对过程进⾏监视（3）可实现过程优化（4）可实现诊断
13、电动执⾏机构的技术指标主要包括输出⼒矩或推⼒、⾏程、输出速度及精度等。

14、调节阀流量特性的选择仅当对象特性近似线性⽽且阀阻⽐⼤于 0. 60 以上（即调节阀两端的压差基本不变），才选择线性阀，如液位控制系统；其他情况⼤都应选择对数阀。

15.阀门定位器的作⽤
1.将输⼊标准电信号线性地转换为⽓压信号（20-100kPa ）
2.改善阀的定位精度（静态特性）
3.改善阀的动态特性
4. ⽤于分程控制：⽤⼀个调节器控制两个以上的调节阀。

使它们分别在信号的某⼀个区段内完成全⾏程移动。

5. ⽤于阀门的反向动作：采⽤反作⽤式定位器可使⽓开阀变为⽓关阀，⽓关阀变为⽓开阀。

1
6. ⽐例控制器
控制器增益 Kc 对系统性能的影响：增益 Kc 增⼤，系统的调节作⽤增强，但稳定性下降（当系统稳定时，调节频率提⾼、余差下降）。

⽐例调节特点：有差调节。

积分作⽤对控制性能的影响:积分时间Ti 对系统性能的影响,引⼊积分作⽤可以消除稳态余差，但控制系统的稳定性下降。

当积分作⽤过强时（即Ti 过⼩），可能使控制系统不稳定。

积分调节的特点：⽆差调节, 滞后作⽤。

微分调节的特点：1 也是有差调节 2 超前作⽤ 3 抑制偏差变化，使被控变量平缓。

17.微分对压⼒调节的影响：加上微分后控制效果反⽽出现振荡，为什么？
答：微分作Ud=Td*de/dt,微分作⽤在⾼频下有较⼤的振幅⽐。

如果测量值含有很⼤的噪声，由于微分作⽤对⾼频噪声起到放⼤作⽤，因此存在⾼频噪声的地⽅不宜⽤微分;压⼒对象的波动和测量噪声⽐较多，所以压⼒控制
不宜⽤微分.
18..
对象惯性越⼩越容易振荡，惯性越⼤越不易振荡。

对象惯性越⼩振荡幅值越⼤，惯性越⼤振荡幅越⼩。

对象惯性越⼩振荡周期越⼩，惯性越⼤振荡周期越长。

2-3什么是线性化，为什么在过程控制中经常采⽤近似线性化模型？
答：对于⾮线性系统的过程控制的模型，需要进⾏线性化处理。

在系统输⼊和输出的⼯作范围内，把⾮线性关系近似为线性关系。

应⽤于过程控制的数学模型，往往采⽤增量的形式进⾏表达，增量形式不仅便于把⾮线性系统线性化，⽽且通过坐标变换把稳态⼯作点定为原点，可使输⼊输出关系更加简单，便于运算。

线性化处理的常⽤⼯具是泰勒级数展开。

4-1.PID 控制器的时域算式中有⼀偏置U 0，⽽在复频域（即在传递函数形式）算式中却没有这⼀项，这是为什么？U 0的物理含义是什么？U 0的具体取值是怎么取得的？
答：理想的PID
控制器是
式中，e(t)为系统偏差，e(t)=r(t)-c(t);Kp 为⽐例系数；Ti
为积分时间常数；Td 为微分时间常数。

U 0为常数，⽽常数经过拉⽒变换后为0，故在复频域算式中没有这⼀项，U 0为控制器的稳态输出。

U 0的具体取值根据系统稳态时需要保持的控制阀阀门开度确定。

4-2.单回路系统中的其他参数不变，仅加速PI 控制器的积分作⽤，回答（1）在相同的外界⼲扰作阶跃变化情况下，最⼤偏差是否增⼤？振荡是否加剧？（2）为了获得和以前相同的系统稳定性，Kc 是调⼤还是调⼩？Kc 调整后环路静态增益是否改变，变⼤或变⼩？
答：1加速PI 控制器的积分作⽤，最⼤偏差变⼩，但是振荡加剧2.为了获得相同的系统，Kc 应调⼩，Kc 调整后环路静态增益Kc ，Kp 也变⼩。

4-3.什么是积分饱和？产⽣积分饱和的条件是什么？有何危害？对单回路系统，如何防积分饱和？
答：积分饱和：对于⼀个有积分功能的偏差，控制器的积分作⽤就会对偏差进⾏累积来改变控制器的输出，如果这时阀门已达到饱和，已全开或全关，⽽⽆法继续进⾏调节，那么偏差将⽆法消除，然⽽由于积分作⽤，控制器的输出仍在增加直到它达到某个极限值并停留在那⾥，这种情况被称为积分饱和。

产⽣积分饱和的条件是控制器具有积分功能，控制器的饱和输出极限值
要⽐执⾏机构的信号范围⼤。

积分饱和可能使产品质量不好，并对操作⼈员的安全构成威胁。

⽬前，常⽤的⼀种防积分饱和的⽅法是当发现控制器输出饱和时，就停⽌控制器的积分作⽤；当控制器输出不再饱和时，再恢复积分作⽤。

6-1.在⼀个串级控制系统中，原来选⽤⼝径为20mm 的⽓开阀，后来改为⼝径为32mm 的⽓关阀（1）主，副控制器正反作⽤是否改变？为什么？（2）副控制器的⽐例度和积分时间是否改变？是变⼤还是变⼩，为什么？（3）主控制器的⽐例度和积分时间要否改变？是变⼤还是变⼩，为什么？
(1)副控制器的正反作⽤需要改变，因为调节阀的⽓开阀改为⽓闭阀，则Gv(s)极性由+改为-，为了保证副回路构成负反馈，必须将副控制器的正反作⽤改变。

主调节器的正反作⽤⽆需改变，因为副回路正反作⽤设置后对主回路只相当于⼀个+极性环节，主调节器的正反作⽤取决于主对象的放⼤倍数的符号，⽽与其他环节⽆关.（2）调节阀开度增加了60%，即Kv 增加了，要想维持副回路的稳态，须将副调节器的增益Kc2减⼩，即⽐例度要增⼤，虽然调节阀的流量特性没有改变，但由于管路串
0)()(u t e K t u c +=%100*1
c
K =δ
并联管阻的存在会引起流量特性的畸变，调节阀开度的增加使副回路⼴义对象的敏感性增强，为了副回路的稳定，应减⼩副调节器的控制强度，弱化积分作⽤，即增⼤积分时间（3）主控制器的⽐例度⽆须改变，但由于副回路减弱了积分作⽤，所以主回路的积分作⽤应适当增强，即减⼩积分时间。

6-2.考虑题图中的4个串联储罐，⽔的出⼝温度θ4为被控变量，加热量Q是操纵变量，F1和θ12为⼲扰。

（1）在设计串级控制时，最合适的副变量应选择在何处？试与选择向前和向后⼀个罐的情况相⽐较（2）在⼯艺图上表⽰该串级系统并画出相应的⽅块图（3）确定控制器的正反作⽤。

解：（1）最合适的副变量选择θ2，它离第四个储罐较远，可以防⽌副变量与主变量发⽣共振，⽽且它包含更多的⼲扰。

（2）
（3）副控制器的选择与主回路⽆关，⽽测量变送器，副对象均为正作⽤，调节阀为正作⽤，故副控制器为反作⽤，主控制器与主对象正反作⽤相反，⽽主对象为正作⽤，故主控制器为反作⽤。

6-3.题图表⽰了⼆个动态过程的⽅框图。

为了改善闭环品质（d1⼲扰时），哪⼀个过程应该采⽤串级控制，为什么？对应该采⽤串级控制的系统，试画出相应的⽅框图（假设G v(s)=G m(s)=1）.
解：
上图如果采⽤串级控制，副对象为⼆阶系统1/(10s+1)(20s+1)，且时间常数较⼤，主对象为1/(0.1s+1)，且时间常数较⼩，这样副回路难以发挥快速抑制扰动的作⽤，故不宜采⽤串级控制。

下图如果采⽤串级控制，副对象为⼀阶系统且带有⼩的滞
后，⽽主回路为两个⼤惯性的串联，这样副回路可以发
挥快速调节的作⽤，抑制d1扰动的影响。

6-5有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统⼗分相似，试问如何来区分它们？试分析判断如题图所⽰的两个系统各属于什么系统？说明其理由。

答：前馈-反馈系统对主变量的扰动提前检测并进⾏补偿控制⽽串级控制没有对主变量扰动提前进⾏检测和补偿。

图a为前馈-反馈控制系统，因为原油流量扰动且直接影响主变量的扰动，将其检测后由燃料油的流量补修实现前馈控制，所以是前馈-反馈控制系统。

图b为串级控制系统。

8-3,试写出数字PID控制算式，并说明增量PID控制算式的优点？
答：（1）位置算式
（2）增量算式
式中和分别表⽰积分和微分系数。

此
式的特点是⽐例、积分和微分作⽤互相独⽴。

增量式⽐位置式有下述特点1.增量式具有防积分饱和的优点，因为在计算积分作⽤时，不⽤对偏差进⾏累积。

2.增量式的输出是执⾏机构位置的改变量，只有偏差出现时，才产⽣输出增量值。

3.增量式算式很容易从⼿动位置切换到⾃动位置，⽆需进⾏控制器输出的初始化。

实验
1，ADAM-4017/4017+是16位A/D8通道的模拟量输⼊模块，ADAM-4017如果测量电流信号，需在该通道的输⼊端⼝并联⼀125Ω的精密电阻。

2，ADAM-4017+为8通道模拟量输⼊模块，ADAM-4021是1路模拟量输出通道，分辨率为12位，输出范围为0-20mA,,4-
20mA,0-10v。

ADAM-4024是4路模拟量输出通道分辨率为12位，输出范围为0-20mA,,4-20mA,+/-10v。

ADAM-4055是带LED 显⽰的16路隔离数字量输⼊/输出模块，提供8通道数字输⼊和8通道隔离数字输出，输⼊接受10-50V电压，且输出提供5-
40VDC开放式采集。

ADAM-4520隔离转换器可以将RS-232信号转换为隔离RS-422或RS-485信号，传感器调节阀若⽤电压输⼊，则需要⽤250Ω电阻进⾏变换3，孝悌忠信礼仪廉耻缇萦闵损
4，恒压供⽔：设定30KP-50KP(单回路PID调节)‘孝’（AI808）’悌’（AI818）,执⾏器：变频器（0-20MA）输⼊+磁⼒驱动泵调节’孝’M 5Pt’悌’PID ,Ctrl设置为2
5，⽔箱液位单回路PID控制：’孝’AI808，M 5Pt反作⽤内给定输⼊0-600，输出0-100，’悌’ADAM,PID反作⽤外给定
6，管道单回路PID控制：’孝’AI808，M 5Pt反作⽤内给定，dIL=0，dIH=1200’悌’ADAM4017+,ADAM-4024,ADAM-4520,⼒控PID输⼊0-1200，输出0-100，反作⽤外给定,
7，锅炉温度单回路PID控制：’孝’铜电阻测温（CU50）范围（-50°-150°C）传感器外形：直径8mm,长度30cm,A/D转换分辨率：12bit
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）。

4、模糊控制器的设计（不依赖）被控对象的精确数学模型
1．随着控制通道的增益K0的增加，控制作⽤(增强)，克服⼲扰的能⼒(最⼤)，系统的余差（减⼩），最⼤偏差（减⼩）。

2．从理论上讲，⼲扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。

3．建⽴过程对象模型的⽅法有机理建模和系统辨识与参数估计。

4．控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。

5. 控制阀的选择包括结构材质的选择、⼝径的选择、流量特性的选择和正反作⽤的选择。

6．防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。

7．如果对象扰动通道增益
f
K 增加，扰动作⽤（增强），
系统余差（增⼤），最⼤偏差增⼤。

8．在离⼼泵的控制⽅案中，机械效率最差的是通过旁路控制。

1．控制通道的时间常数T0的⼤⼩，反映了控制作⽤对系统动态过程的影响的快慢， T0 越⼩，控制作⽤越及时，过渡过程越
快，有利于提⾼系统的稳定性。

2.被控变量是指⼯艺要求以⼀定的精度保持恒定或随某⼀参数的变化⽽变化的参数。

4．反映对象特性的参数有放⼤倍数、时间常数和
纯滞后时间。

5．检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递的滞后问题上。

7．常见的⽐值控制系统有开环⽐值、单闭环⽐值、双闭环⽐值、串级⽐值。

8. 简单控制系统的⼯程整定法有经验⽅法，简单、⽅便，⼯程实际中⼴泛采⽤的特点。

⼀般有经验凑试法、衰减曲线法、临界⽐例度法、响应曲线法等。

9、离⼼泵的控制⽅案有直接节流法、改变泵的转速、改变旁路回流量。

1、调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求，稳定调节过程的衰减率ζ应是（C.0<ζ<1）。

2、线性调节系统的稳定性取决于（Ｃ．⼲扰作⽤的形式、强弱和系统本⾝的结构、参数。

）
3、单纯的前馈调节是⼀种能对（C ．⼲扰量的变化）进⾏补偿的调节系统。

4、均匀控制系统的任务是（A ．使前后设备在物料供求上相互均匀、协调。

）
5、定值调节系统是环调节，前馈系统是环调节。

（B ．闭，开）
6、在选择性调节系统中防积分饱和⼀般采⽤（B ．外反馈法）⽅法。

7、设置分程调节系统的⽬的是（C ．为了满⾜⼯艺的特殊要求，扩⼤可调⽐）
8、若控制系统在纯⽐例作⽤下已整定好参数，加⼊积分作⽤后，为保证原稳定度，应将⽐例度（Ａ．增⼤） 9、成分、温度调节系统的调节规律，通常选⽤（Ｄ．PID ）。

10、流量、压⼒调节系统的调节规律，通常选⽤（Ｂ．P Ｉ）。

11、要消除系统的稳态误差，调节系统的调节规律，通常选⽤（Ｂ．P Ｉ）。

12、通常可以⽤时间常数T 和放⼤系数K 来表⽰⼀阶对象的特性。

现有甲⼄两个液体贮罐对象，已知甲的截⾯积⼤于⼄的截⾯积，假定流⼊和流出侧的阀门、管道尺⼨及配管均相同，那么时间常数T （A ．甲⼤于⼄）。

15、定值系统的传递函数反映了以给定量为输⼊，以被控量为输出的动态关系，它（Ａ．与系统本⾝的结构参数、扰动量的形式及⼤⼩均有关。

）
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 ．克服调节对象的惯性滞后（时间常数T ））
13、调节系统中调节器正、反作⽤的确定是根据（B ．实现闭环回路的负反馈）
14、均匀调节系统调节器参数应为（B ．⽐例度在100%～200％之间）。

15、定值系统的传递函数反映了以给定量为输⼊，以被控量为输出的动态关系，它（Ａ．与系统本⾝的结构参
数、扰动量的形式及⼤⼩均有关。

）
1、被控参数的选择原则有哪些？
答：如可能，应尽量选择质量指标参数作为被控参数，当不能选择质量指标作为被控参数时，应选择⼀个与产品质量指标有单位对应关系的间接参数作为被控变量。

2、分程控制有哪些⽤途？如何解决两个分程信号衔接处流量我的折点现象？
答：⽤于满⾜⼯艺的特殊要求，扩⼤可调⽐；解决：1.如果选择直线阀，则应使两个调节阀的流通能⼒相近。

2.部分分程信号重叠的⽅法。

3.采⽤两个对数法并联分程。

3、与单回路控制相⽐，串级控制系统具有哪些特点？答：1.减⼩了被控对象的时间常数，缩短了控制通道，使控制作⽤更加及时。

2.提⾼了系统的⼯作频率，使振荡周期减⼩，调节时间缩短，系统的快速性提⾼了。

3.对于⼆次⼲扰有很强的客服能⼒，对克服⼀次⼲扰也有⼀定的提⾼。

4.对负荷或操作条件的变化有⼀定的适应能⼒。

简述串级控制系统的特点。

答：(1)串级控制系统由于副回路的存在,能够迅速克服进⼊副回路的扰动的影响;(2) 串级控制系统由于副回路的存在,改善了对象的特性,提⾼了系统的⼯作频率;(3) 串级控制系统由于副回路的存在,使对象⾮线性特性线性化,提⾼了系统的⾃适应能⼒;(4) 能
够更精确控制操纵变量的流量.（5）可以实现灵活的操作⽅式选择
4.前馈控制的特点（1）前馈控制对于⼲扰的克服要⽐反馈控制及时（2）属于开环控制（3）采⽤的是由对象特性确定的“专⽤”控制器
1、构成⼀个⾃动调节对象应具备哪三个条件？
答：：⑴调节对象中的被调节参数是可以连续测量的；
⑵在调节对象中存在影响被调节参数使之偏离给定的⼲扰因素；⑶在调节对象中⾄少可以找出⼀个量是可以进⾏调节的（即所谓可控的），通过对这个量调节，将外界⼲扰对调节参数的影响，使被调节参数维持不变，这个量即所谓的调节参数
2、什么是分程控制系统？适⽤于哪些场合？
答：⼀台控制器的输出信号去操纵两个或者两个以上的控制阀⼯作，⽽且每个控制阀上的操作信号只是控制器输出信号的某⼀段。

场合：⽤于扩⼤控制阀的可调⽐；满⽬⼯艺操作上的特殊要求。

3、什么是串级控制系统? 试画出其典型⽅框图。

答：两个控制器串联⼯作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵控制阀，从⽽对主被控变量有更好的控制效果。

典型⽅框图：P106
1、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
2.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。

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。

4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采⽤前馈-反馈复合系统将能较⼤地改善系统的控制品质？
答:前馈控制的特点是:根据⼲扰⼯作;及时;精度不⾼,实施困难;只对某个⼲扰有克服作⽤.反馈的特点作⽤依据是偏差;不及时:精度⾼,实施⽅便,对所有⼲扰都有克服作⽤.由于两种控制⽅式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较⼤地改善系统的控制品质.
简述被控量与操纵量的选择原则。

答：(1) 被控量的选择原则: ①必须尽可能选择表征⽣产过程的质量指标作为被控变量;②当没有合适的质量指标时,应选择与质量指标由单质对应关系的间接指标作为被控量; ③间接指标必须有⾜够的灵敏度;④被控变量的选择还应考虑⼯艺过程的合理性及所⽤测量仪表的性能、价格等因素.
(2) 操纵变量选择的原则①操纵变量应是控制通道放⼤系数K0较⼤者;②应使扰动通道的时间常数越⼤越好，⽽控制通道的时间常数适当⼩⼀些。

③控制通道纯滞后时间则越⼩越好，并尽量使扰动远离被控变量⽽靠近调节阀;④当⼴义过程的控制通道由⼏个⼀阶滞后环节组成时，要避免各个时间常数相等或相接近的情况;⑤⼯艺上的合理性和⽅便性。

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.
1.被控过程的数学模型，是指过程在各输⼊量（包括控制量与扰动量）作⽤下，其相应输出量（被控量）变化函数关系的数学模型。

2.过程的数学模型有两种，⾮参数模型和参数模型。

3.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、成分、粘度、湿度和pH（酸碱度或氢离⼦浓度）等这样的⼀些过程变量的系统。

4.表⽰过程控制系统控制关系的⽅框图，两个框之间的带箭头连线表⽰其相互关系和信号传递⽅向，但是不表⽰⽅框之间的物料关系。

5.⼀种测量体与被测介质接触，测量体将被测参数成⽐例转换成另⼀种便于计量的物理量，再⽤仪表加以显⽰，通常把前⼀种过程叫做⼀次测量，所⽤的仪表称为⼀次仪表，后⾯的计量显⽰仪表称为⼆次仪表。

6.在热电偶测温回路中接⼊第三种导体时，只要接⼊第三种导体的两个接点温度相同，回路中总电动势值不变。

7.DDZ-III型变送器是⼀种将被测的各种参数变换成4~20mA统⼀标准信号的仪表。

8.正作⽤执⾏机构是指当输⼊⽓压信号增加时，阀标向下移动。

反作⽤执⾏结构是指当输⼊⽓压信号增加时，阀标向上移动。

9.流通能⼒定义为调节阀全开，阀前后压差为0.1Mpa、流体密度为1g/cm3时，每⼩时流过阀门的流体流量（体积(m3)或质量（kg））。

10.执⾏器的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系。

11.接触式测温时，应保证测温仪表与被测介质充分接触，要求仪表与介质成逆流状态，⾄少是正交，切勿与介质成顺流安装。

12.⼲扰通道存在纯时间滞后，理论上不影响控制质量。

13.扰动通道离被控参数越近，则对被控过程影响越⼤。

14.正作⽤调节器的测量值增加时，调节器的输出亦增加，其静态放⼤倍数取负值。

反作⽤调节器的测量值增加时，调节器的输出减⼩，其静态放⼤倍数取正值。

15.⽓开式调节阀，其静态放⼤倍数取负，⽓关式调节阀，其静态放⼤倍数取正。

16.常见复杂控制系统有串级控制、补偿控制、⽐值控制、分程与选择控制和多变量解耦控制等。

17.串级控制系统与单回路控制系统的区别是其在结构上多了⼀个副回路，形成了两个闭环。

18.⼀般认为纯滞后时间τ与过程时间常数T 之⽐⼤于0.3，则称该过程为⼤滞后过程。

19.凡是两个或多个参数⾃动维持⼀定⽐值关系的过程控制系统，统称为⽐值控制系统。

20．分程控制系统从控制的平滑性来考虑，调节阀应尽量选⽤对数调节阀，可采⽤分程信号重叠法来控制调节阀开度。

21．选择性控制系统的特点是采⽤了选择器。

它可以接在两个和多个调节器的输出端，对控制信号进⾏选择，也可以接在⼏个变送器的输出端，对测量信号进⾏选择。

22．常见DDZ-III型温度变送器有热电偶温度变送器、热电阻温度变送器、直流毫伏温度变送器。

23．绝对误差是指仪表指⽰值与被测变量的真值之差。

24．典型的过程控制系统由检测元件、变送器、调节器、调节阀和被控过程等环节构成。

25．按过程控制系统结构特点来分类可分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。

26．按过程控制系统给定值来分类可分为定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统。

27．被控过程输⼊量与输出量的信号联系称为过程通道。

控制作⽤与被控量之间的信号通道联系称为控制通道。

28．当阶跃扰动发⽣后，被控过程能达到新的平衡，该过程称为⾃衡过程过程，如果不能达到新的平衡，则称该过程为⽆⾃衡过程过程。

\ 29．研究建模过程的⽬的主要有设计过程控制系统和整定调节器参数、指导设计⽣产⼯艺设备、进⾏仿真试验研究、培训运⾏操作⼈员。

30．量程调节的⽬的是使变送器的输出信号的上限值ymax（DC 20mA）与测量范围的上限值xmax相对应。

31．正迁移是指测量起点由零迁⾄某⼀正值。

负迁移是指测量起点由零迁⾄某⼀负值。

32．流量是指单位时间内通过管道某⼀截⾯的物料数量，即瞬时流量。

33．差压变送器主要⽤于测量液体、⽓体或蒸汽的压⼒、差压、流量、液位等过程参量，并将其转换成标准统⼀信号
DC4~20mA电流输出，以便实现⾃动检测或控制。

34．执⾏器由执⾏机构和调节机构（阀）两部分组成。

35．在过程控制系统中，执⾏器接受调节器输出的控制信号，并转换成直线位移或⾓位移，来改变阀芯与阀座间的流通截⾯积以控制流⼊或流出被控过程的流体介质的流量，从⽽实现对过程参数的控制。

36．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的控制系统。

37．在控制系统⽅块图中，两个⽅块之间⽤带箭头的线段相联系来表⽰其相互关系和信号传递⽅向，但是不表⽰⽅框之间的物料联系。