过程控制系统试题答案

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过程控制系统期末考题及答案

过程控制系统试题及答案（全班仅一份）

1、什么是控制系统的过渡过程？研究过渡过程有什么意义？

（1）系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为系统的过渡过程。（2）对设计、研究、整定和改进调节系统都具有重要的意义。

2、在控制系统中，被控变量的选择应遵循什么原则？

（1）尽可能选择对产品的质量和产量、安全生产等具有决定性作用，可直接测量的参数作为被控参数。

（2）当不能用直接参数作为被控变量时，应选择与直接参数有单值对应关系的间接变量作为被控参数。

（3）必须考虑到工艺过程的合理性以及国内外仪表的生产的现状。

3、在控制系统中，操纵变量的选择应遵循什么原则？

（1）控制变量应具有可控性、工艺操作的合理性、经济性。

（2）控制通道放大系数Ko要适当大，时间常数To要适当小，纯滞后时间越小越好。

（3）干扰通道放大系数Kf应尽可能小，时间常数Tf要大一些，干扰作用点位置要远离被控量，靠近控制阀为好。

4、过程控制系统有哪些特点？

（1）被控对象的多样性。（2）对象存在滞后。（3）对象特性的非线性。（4）控制系统比较复杂。

5、什么是控制规律?常用的控制规律有哪些？它们各有什么特点？

（1）控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律。（2）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。

（3）比例控制规律：它的特点是控制及时，反应快速，控制结果有余差。

比例积分控制规律：它的特点是能够消除余差，但是控制作用比较缓慢、控制不及时。

比例积分微分控制规律：微分作用对于克服容量滞后有显著效果，在比例作用的基础上加上微分作用能提高系统的稳定性，加上积分作用能消除余差，因而可以使系统获得较高的控制质量。

过程控制系统试卷和答案

过程控制系统试卷C卷

一、填空题（每空1.5分）（本题33分）

1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。

2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。

3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。

4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。

5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。

6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。

7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。

8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭

环比值控制和变比值控制三种。

9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长

期存在偏差。

二、名词解释题（每小题5分）（本题15分）

1、过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。

2、串级控制系统：值采用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，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。

3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互

联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。

三、简答题（每小题8分）（本题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。

《过程控制系统》作业题答案

过程控制系统》思考题

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

过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷C卷

一、填空题每空1.5分本题33分

1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成;

2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成;

3、压力检测的类型有三种,分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测;

4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类;

5、根据使用的能源不同,调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类;

6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模;

7、积分作用的优点是可消除稳态误差余差,但引入积分作用会使系统稳定性下降;

8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭

环比值控制和变比值控制三种;

9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用,外因是控制器长期

存在偏差;

二、名词解释题每小题5分本题15分

1、过程控制：指根据工业生产过程的特点,采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具,应用控制理论, 设计工业生产过程控制系统,实现工业生

产过程自动化;

2、串级控制系统：值采用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,由副控制器的输入去操纵调节阀,从而对住被控变量具有更好的控制效果;

3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络,具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点,是工业控制网络向现场级发展的产物;

三、简答题每小题8分本题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;

过程控制试题库答案

35.简述热电偶温度计组成部分及各部件的功能。（本题每写出1个组成部分得1分，每写出1个组成部分功能得1分）
答案：热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。如下图所示
图题4（2）
热电偶是系统中的测温元件，测量仪表是用来检测热电偶产生的热电势信号的，可以采用动圈式仪表或电位差计，导线用来连接热电偶与测量仪表。为了提高测量精度，一般都要采用补偿导线和考虑冷端温度补偿。
22.前馈控制与定值控制的原理相同，都是以偏差进行调解的。
23.被控对象的存滞后时间常数是由于其自身的惯性特性引起的。
24.在串级控制中，副控制器的输入值为主控制器的输出。
四．简答题
1.答：简单控制系统的组成是：被控对象，执行器，控制阀，控制器，传感器和变送器。结构见书本3页图1-2
2.答：工艺参数需要控制的生产过程设备和机器等。
12.在比值控制系统中，一般选择易调节的量为主变量，易测量的量为副变量。[×]
13.√
14.×
15.×
16.×
17
18.DDC的中文含义是直接数字控制。[√]
19.被控对象的动态特性是描述被控对象输入输出关系动态特征的。[√]
20.串级控制系统适用于容量滞后较小的生产工艺过程。[×]
21.前馈控制系统一般可单独使用，因为其控制精度高，且不受外界干扰影响。[×]

过程控制系统与习题答案

过程控制系统与仪表

习题与思考题

解答

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。

过程控制系统作业答案(全)

串级控制系统

（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。答：气开阀。（3）确定主副温度调节器的正反作用。答：主控制器反作用；副控制器反作用。（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。答：该方案在滞后时间较小的混合箱出口设置了副温度传感器，组成混合箱出口副温度控制器，把主要干扰纳入了副回路，副回路通道短，滞后时间小，控制作用及时，能够有效提高控制质量。
I o (mA)
基型调节器

1 0 TD/KD=12

0.368
K D 1 I i KD P分量
t(s)
①PD工况下 1 1 K P I i I i 2 1mA P分量= 200 % P分量= K I 1mA 解得 5
i
TD
KD

2 60 10
?4系统主副流量无变化当扰动作用使氧化炉出口温度偏离设定值时修改氨气和空气的流量比设定值通过调整实际氨气的流量使得实际比值跟随修正后的设定比值从而保证氧化炉出口温度达到设定值
过程控制作业答案
戴立红
基型调节器

2-4 某P控制器的输入信号是4mA~20mA，输出信号为1V~5V，当比例度δ=60%时，输入变化0.6mA所引起的输出变化是多少？ x 解：根据比例度的公式： x x 100 % y 得

过程控制习题及答案

第1章绪论思考题与习题

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局部组成？

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：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，用以克制扰动的影响，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？

解答：

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制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，但它是一个的时间函数，即设定值按一定的时间程序变化。

过程控制系统试卷和答案

过程控制系统试卷C卷

一、填空题〔每空1.5分〕〔此题33分〕

1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。

2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两局部组成。

3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。

4、气动执行构造主要有薄膜式和活塞式两大类。

5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。

6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。

7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。

8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭

环比值控制和变比值控制三种。

9、造成积分饱和现象的因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期

存在偏差。

二、名词解释题〔每题5分〕〔此题15分〕

3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级开展的产物。

三、简答题〔每题8分〕〔此题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。

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

过程控制系统试卷及答案

过程控制系统试卷C卷

一、填空题（每空1.5分）（本题33分）

1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。

2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。

3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。

4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。

5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。

6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。

7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。

8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭

环比值控制和变比值控制三种。

9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长

期存在偏差。

二、名词解释题（每小题5分）（本题15分）

3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。

三、简答题（每小题8分）（本题32分）

1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？

(完整版)过程控制试题库及答案

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。

《过程控制系统》期末试卷+参考答案

xxxx-xxxx学年第x学期

《过程控制系统》试题（卷）A

课程代码 BB058007 考试方式闭卷考试时长 100 分钟

姓名学号教学班号专业级班

（每空1分，共25分）

1、过程控制系统由和两部分组成。。

2、过程检测仪表的接线方式有两种：、。

3、压力检测的类型有三种，分别为：、、。

4、PID调节器分为和两种。

5、理想流量特性有四类，分别是、、、。

6、常用比值运算部件有：、、、。

7、前馈控制规律取决于和的传递函数。

8、主要扰动无法落在串级控制的副环时，用可得到更好的控制效果。

9、混合型选择性控制系统指：既包含有，又有。

10、产生积分饱和的3个条件：（1）（2）（3）。

（每个3分，共18分）

1、阀位控制系统

2、积分饱和

3、比例控制系统

4、.超驰控制系统

5、现场总线

6、均匀控制系统

（每个6分，共30分）

1、被控对象、调节阀、调节器的正、反作用方向各是怎样规定的？

2、什么是简单控制系统？试画出简单控制系统的典型方块图。

3、调节器参数整定的任务是什么？工程上常用的调节器参数整定有哪几种方法？

4、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律?

5、积分饱和的危害是什么?有哪几种主要的抗积分饱和措施?

四、分析题。（共27分）

1、（15分）请判定如图所示温度控制系统中，调节阀和调节器的作用型式。

（1）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为过热蒸汽时；

（2）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为过热蒸汽时；

（3）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为待加热的软化水时；

（4）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为待加热的软化水时。

过程控制系统试题答案

⼀. 填空 (22分.每个空格 1分)

1.（⼀）；（若⼲）

2.1).单冲量;2). 双冲量；3). 三冲量

3.对象；线性阀；对数阀（等百分⽐）；快开阀；抛物线。

4.受控变量（被控变量）；偏差；扰动（⼲扰）；开环；安全保护（软限）；危险

5.串级；减少；频率。

⼆.回答下列各问 (20分)

1.⼀器多阀与分程⾃控系统有什么区别？ (4分)

答：⼀器多阀是调节器输出控制多个调节阀，但每个调节阀都⼯作在调节器输出信号的全范围内，即阀由全开到全关信号从0.2~1.0kgf/cm），⽽分程控制系统调节阀都各⾃⼯作在调节器输出信号的某⼀范围内（如0.2~0.6kgf/cm）完成全开到全关（或反之）。

2.往复泵进⾏负荷控制时，调节阀为什么不能安装在泵的出⼝管线上？ (2分) 答：因为往复泵的压头与流量⽆关，即往复泵输出流量是固定不便的。因此，往复泵出⼝安装调节阀会造成往复泵憋压，损坏往复泵。

3.串级．前馈．均匀及⽐值控制系统引⼊的⽬是什么? (4分)

答：串级控制系统引⼊主要是为了提⾼控制系统质量，去解决对主变量影响较⼤，可测可控的主要⼲扰变量，或对象容量滞后较⼤情况引⼊的。前馈控制系统也是为提⾼控制系统质量，不同点是解决对那些可测不可控的主要⼲扰变量；均匀控制系统解决前后设备供求⽭盾为⼯艺⽬的服务的。

4.设计⼀个⾃控系统⼀般包括哪些内容? (3分)

答：1）选择受控变量；2）选择操纵变量；3）选择调节阀特性

4）测量变送元件；5）调节器的控制规律；6）控制系统投运及参数整定。

过程控制系统习题和答案

单回路系统方框图如图1所示，试问当系统中某组成环节的参数分别发生以下四种变化时，系统控制性能会有何变化？为什么？

(1 )若T o增大；(2)若0增大；(3)若T f增大(4)若f增大。

图1单回路系统方框图

在生产过程中，要求控制水箱液位，故设计了如图2所示的液位定值控制系统。如果水箱受到一个单位阶跃扰动f作用，试求：

(1 )当调节器为比例作用时，系统的稳态误差。

(2)当调节器为比例积分作用时，系统的稳态误差

(3)控制系统方框图:

F ⑶

——> W z CS)

翌严“ 一

Wo (S)

环)

►

(4)

扰动和控制系统输出之间的闭环传递函数：

H(S )

——W ^(S )——

F(s) 1 W c (s)W o (s)

(5) 当控制器分别为比例、比例积分控制律时，在阶跃干扰作用下，应用终值定理，可求得系统的稳态值(即稳态误差)

h( ) lim sH(s)

s 0

三、单回路控制系统如下图3所示。Wc(S)为控制器的传递函数，Wo(S)=Ko/(ToS+1)为被控对象的传

递函数，W d (S)=K d /(T d S+1)为干扰通道的传递函数。

(1) .设D(S)是幅值为A 的阶跃扰动，证明当控制律为 PI 时，控制系统的稳态偏差(余差)为 0。 (2) .若D(S)为可测扰动，且控制器 Wc(S)=Kc 。试设计一个控制系统，使其能完全补偿的

D(S)扰

动的影响。请给出系统方框图，并写出设计过程。

答案:

(1)建立对象(单容自衡过程)的数学模型:

W o (s)

R 2

q 1 (s) R 2Cs 1 K o

过程控制部分习题答案-完整版

第一章思考题与习题

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。

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

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。

5．过程过渡时间

ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的