热工过程自动调节
热工过程自动调节
第一章自动调节的基本概念1、调节系统分类以及常见术语、组成2、组件自动调节系统应注意哪几个方面问题3、调节系统的任务以及常见主控设备4、前馈和反馈的作用5、什么情况下会使用离散调节系统6、线性调节系统的好处7、最不好的扰动8、理想的调解过程9、调节质量的好坏包括哪些方面10、自动调节系统的性能指标@第二章自动调节系统的数学模型1、什么是调节系统的数学模型2、数学模型从哪两个方面进行描述的3、什么是静态、静态特性；动态、动态特性第三章热工对象动态特性和自动调节器1、研究和设计自动调节系统的步骤2、调节输入信号和干扰信号的选择原则3、通道及干扰信号的种类以及调节干扰通道对系统的影响4、什么是有自平衡能力和无自平衡能力的对象，有哪些特征参数5、热工对象的特点6、P调节、I调节、D调节和PID调节的特点@7、P调节为什么会产生静差，I调节为什么无静差8、DDC系统的含义和组成9、SAMA图和SCD图有什么作用第六章自动调节系统的整定1、什么是系统整定，为什么要进行系统整定2、整定的分类方法；整定参数包括哪几个它们对调节质量有哪些影响3、三种具体整定方法是怎样进行的（怎样实现纯比例调节）4、为什么PI调节的δ要比P调节中的δ大@5、什么叫单位反馈系统，什么叫单位负反馈系统6、串级调节系统和单回路调节系统的区别7、串级调节系统工作过程及对主副调节器的要求第七章汽包锅炉给水自动调节系统1、给水调节系统的任务及给谁调节控制的重要性及其难点2、引起水位变化的扰动有哪些，其各扰动对象有什么特性3、什么叫虚假水位，引起虚假水位的主要原因4、采用什么样的手段消除虚假水位5、给水调节系统的基本要求@6、什么叫自发性扰动@7、单冲量系统机器适用场合及特点8、什么是三冲量系统，多出的两个冲量的作用是什么9、什么情况下单级三冲量给水系统采用无静差10、串级三冲量系统的特点及其最大优点11、变速泵系统中工作点和安全区12、全程给水系统及其适用场合13、为什么要提出全程给水泵，要解决的主要问题是什么第八章气温调节系统1、气温调节系统包括那两个系统2、过热气温偏高偏低带来的危害3、影响主气温的因素4、主汽温在几种扰动下的动态特性是怎样的5、烟气侧扰动因素有哪些@6、彭水减温系统的组成7、消除惯性的调节系统有哪些@8、串级双回路中主副调节器选用与什么有关@9、串级双回路与导前微分双回路的区别511、为什么需要再热系统，再热系统在低负荷时的控制任务12、再热气温系统中喷水调温的作用13、再热系统调节手段有哪些14、挡板法的特点及如何克服挡板调节的延迟性15、喷水减温中串级喷水电磁阀作用16、倾角法的特点及调温过程，以及倾角过大过小带来的危害17、倾角再热气温系统中引入的送风量微信号的作用18、烟气再循环法怎样进行再热气温调节19、气——气热交换法的使用场合第九章汽包锅炉燃烧过程自动控制系统1、燃烧控制系统的基本任务2、影响燃烧控制方案的因素3、控制燃烧量Bv、Vs的目的4、燃烧过程经济性指标5、剂量大小对燃烧有哪些影响6、燃烧控制系统被调量、调节量的特点7、燃烧控制主控系统有哪几种控制方式8、气压控制对象组成9、引起主气压变化的扰动10、什么叫燃烧率，什么叫燃烧内扰动11、汽轮机t 扰动下的气压对象特性12、两燃料量信号测量有哪些方法及其适用场合13、给煤机、给粉机转速反映燃料量不准的原因、煤粉的自流现象14、热量信号反映燃料量的原理C k15、典型燃烧控制系统的子系统包括。
热工过程自动调节教学设计 (2)
热工过程自动调节教学设计一、设计背景热工过程自动调节是热能工程学中的重要内容，本教学设计旨在通过教学实验的方式，使学生深度理解热工过程自动调节的原理和应用。
二、教学目标1.理解热工自动调节系统的基本原理；2.掌握调节系统的常用调节方式；3.学会使用PID调节器进行调节；4.能够做好热工自动调节实验。
三、教学内容1. 热工自动调节系统的基本原理热工自动调节系统由调节器、执行器、被调节对象和测量元件组成。
被调节对象是要进行调节的对象，例如温度、压力等。
测量元件是用来对被调节对象进行测量的元件。
调节器通过将被调节对象的测量值与设定值进行比较，控制执行器，使被调节对象达到设定值，从而实现自动调节。
2. 常用调节方式常用的调节方式有比例调节、积分调节和微分调节。
比例调节是将被调节对象与设定值的差值乘以一个比例常数，得到控制量，从而控制执行器。
积分调节是将被调节对象与设定值的积分乘以一个常数，得到控制量，从而控制执行器。
微分调节是将被调节对象与设定值的微分乘以一个常数，得到控制量，从而控制执行器。
3. PID调节器的使用PID调节器是一种常用的自动调节器，它可以通过调整比例参数、积分参数和微分参数，来实现对被调节对象的控制。
PID调节器在自动控制系统中应用广泛。
4. 热工自动调节实验热工自动调节实验是通过具体实验，让学生进行实际操作，从而更深入地了解热工自动调节的原理和应用。
本次实验将根据课程设计要求，选取合适的实验项目，从而让学生更好地掌握热工自动调节理论知识。
四、教学方法1.讲授法：通过课堂讲解，让学生全面了解热工自动调节的内容。
2.实验法：通过实验操作，让学生深入理解热工自动调节的原理和应用。
3.讨论法：通过讨论，激发学生的活跃性，促进学生的思考。
五、教学评估通过考试、实验、报告等方式，对学生的知识掌握情况进行评估。
同时，通过学生的课堂表现和实验操作情况等，对学生的思维能力、动手能力和实际操作能力进行评估。
热工过程自动调节第二版课程设计
热工过程自动调节第二版课程设计1. 选题背景热工过程是化工工艺过程中非常重要的一环。
在热工过程中，要对温度、压力等参数进行监控和调节才能保证产品的质量和工艺稳定。
传统的热工过程调节是通过人工进行控制，但由于人工操作存在误差和滞后等不可避免的问题，因此必须引入自动化控制，实现热工过程的自动调节。
热工过程自动调节是化工过程控制的基础，也是热工工程师必须掌握的核心技术之一。
2. 选题目的和意义本课程设计主要是为了提高学生的热工工程实践能力和对热工过程自动化控制的理解和应用能力。
通过本课程设计，学生将能够深入掌握热工过程自动调节的基本原理和方法，并能够在实践中灵活运用。
此外，本课程设计还能够培养学生的实验设计能力和团队合作精神，为学生未来的工程实践打下坚实的基础。
3. 课程设计内容3.1 实验目的热工过程自动调节的实验目的是加强学生对自动控制的了解和应用能力，以培养工程实践能力。
3.2 实验内容实验内容主要是通过某热工工艺过程的调节，让学生加深对热工过程的理解，了解自动控制的基本原理和方法，并能够通过软硬件调试，实现热工过程自动调节。
3.3 实验流程实验步骤如下：1.设计调节方案和要求；2.搭建实验平台和实验电路，进行热工过程自动调节的软硬件实现；3.实验数据采集和处理，进行结果分析和实验总结。
3.4 实验要求本课程设计要求学生结合所学知识和实践经验，自主设计一个热工过程自动调节的方案，进行软硬件调试，并完成实验数据采集和处理。
同时，要求学生在实验前完成相应的理论学习和实验准备，并在实验中积极合作，严格按照实验要求进行操作。
4. 实验设计要点本课程设计的实验设计要点如下：1.自主设计方案：学生根据需要自主设计一个热工过程自动调节的方案，包括控制器选择、传感器选型、控制算法编写等；2.实验电路设计：根据方案进行实验电路的设计和搭建，明确各组成部分的连接方式；3.软硬件调试：进行实验软硬件调试，确保各部分能够正常工作；4.数据采集和处理：对实验结果进行数据采集和分析，总结实验过程中遇到的问题和解决方法；5.实验报告撰写：根据实验结果进行实验报告撰写，包括实验原理、方案设计、实验步骤、结果分析和总结等。
热工过程自动调节资料
热⼯过程⾃动调节资料名词解释1.⾃动控制：在⽆⼈直接参与的情况下利⽤外加装置或设备使机器或⽣产过程的某个参数按预定规律运⾏。
2.被调对象：被调节的⽣产设备或⽣产过程。
被调量：通过调节需要维持的物理量。
给定值：根据⽣产要求，被调量的规定数值。
扰动：引起被调量变化的各种原因。
内扰：经过调节通道作⽤到对象上的扰动外扰：经过⼲扰通道作⽤到对象上的扰动调节机关：在调节作⽤下，⽤来改变进⼊被调对象的物质或能量的装置。
调节作⽤量：在调节作⽤下，控制被调量变化的物理量3.传递函数：在线性定常系统中，初始条件为零时，环节输出信号的拉⽒变换与输⼊信号的拉⽒变换之⽐，称为环节的传递函数4.静态特性：在平衡状态时，输出信号和引起它变化的输⼊信号之间的关系。
动态特性：在不平衡状态时，输出信号和引起它变化的输⼊信号之间的关系。
5.输出响应：系统在输⼊信号的作⽤下，输出信号随时间的变化规律6.时域分析法：根据系统的微分⽅程，求出当输⼊为某种时间函数的微分⽅程的解即调节系统的时间响应7.频率特性：两者的频率ω相同，但振幅和相位⾓不同。
当输⼊信号的频率改变时，输出信号的振幅和相位⾓会发⽣变化。
8.ADS指令：电⽹中⼼调度遥控的负荷分配指令填空题1.⾃动控制的组成：检测元件，转换原件，调节原件，执⾏机构，被控对象2.⾃动控制系统按给定值分类：恒值调节系统、程序调节系统、随机调节系统3.⾃动控制系统按结构分类：反馈调节系统、前馈调节系统、复合调节系统4.按调节系统闭环回路分类：单回路调节系统、多回路调节系统5.按调节作⽤的形式分类：连续调节体统、离散调节系统6.按系统的特性分类：线性调节系统、⾮线性调节系统7.系统⽅框图主要由环节和信号线组成。
⽅框代表环节，箭头代表信号线。
8.调节系统的性能指标有稳定性、准确性、快速性9.⼯程上常⽤的调节系统的分析⽅法有时域分析法和频域分析法10.单回路整定⽅法有临界⽐例带法、衰减曲线法、图表整定法。
《热工过程自动调节》课件
热力发电厂的自动控制系统
总结词
热力发电厂的自动控制系统是实现电厂高效 、安全运行的关键，通过自动化控制技术， 实现对电厂热力系统的实时监测和调整，提 高发电效率并降低能耗。
详细描述
热力发电厂的自动控制系统包括热工测量、 控制和保护等部分，能够实现对汽轮机、锅 炉等设备的自动化控制。通过自动化控制技 术，可以确保电厂在最佳状态下运行，提高 发电效率，同时降低能耗和减少环境污染。
总结词
液位自动调节系统用于控制和稳定设备或工艺过程中的液位高度，确保液位在设定的范 围内波动。
详细描述
液位自动调节系统通过液位传感器检测液位高度，并将液位信号转换为电信号传输给控 制器。控制器根据设定值与实际值的偏差，输出控制信号调节进料或排料的运行，以实
现对液位的自动控制。
成分自动调节系统
总结词
要点一
总结词
网络化控制技术可以实现远程监控和操作，提高热工过程 的自动化和智能化水平。
要点二
详细描述
通过网络化控制技术，可以实现远程监控和操作热工设备 ，实时获取设备的运行状态和参数，提高设备的运行效率 和安全性。
节能减排的需求驱动
总结词
随着环保意识的不断提高，节能减排成为热工过程自动 调节的重要发展方向。
02
热工过程自动调节的基本 原理
自动调节系统的组成
测量元件
用于检测被调参数，并将其转换为可处理的信号。
控制器
接收测量元件的信号，根据设定的参数值进行比较和计算，输出控制信号。
执行机构
接收控制信号，驱动调节阀等执行元件进行动作，实现对被调参数的控制。
被调对象
需要进行自动调节的设备或系统。
自动调节系统的基本特性
化学反应器的自动控制系统
热工过程自动调节第二章
T、 ：反映惯性（反应时间和变化速度） K、：反映自平衡能力
对象结构参数对其动态特性的影响
1、容量系数的影响 2、阻力的影响
T FR s
K K R s
T FR s
容量系数越大，惯性越大
惯性越大 阻力越大 自平衡性越差
有自平衡的多容对象
Q0
h1
0
0
无自平衡能力的多容对象的传递函数：
1 s 1 W ( s) e 或W ( s) Ta s Ta s(Ts 1)n
纯迟延对象
Ku
e
s
Q1
Q2
1 F2 1 R2
h2
K Rs 0 s H ( s) K 0 s e e (s) FRs s 1 Ts 1
特征参数
h2 () 放大系数K 0
h2 () 时间常数Tc dh 2 dt t p
h2
0 d 1 自平衡率 dh h2 () K
dh2 dy dt t p K dt max 飞升速度 0 0 Tc
1 Tc
dh2 Q1 Q2 dt
阶 跃 响 应
F2
Q0 K
Q1 h1 R1
Q2 0
传递函数
K
Q0
Q1
1 F1 s
h1
1 Q1 R1
1 F2 s
h2
K H 2 ( s) 1 (s) F2 s( F1R1s 1) Ta s(Ts 1)
T F1R1 ,前置水槽时间常数
t
h
F
Ta
0
dh Q1 Q2 Q dt
t0
《热工过程自动调节》课程学习指导
章节、内容
第九章汽包锅炉燃烧过程自动调节系统
§9-1燃烧过程调节对象的动态特性
§9-2燃烧过程调节信号的测取
§9-3锅炉燃烧调节的基本策略
§9-4燃烧过程调节系统实例
目的要求
1、掌握燃烧调节对象的动态特性
2、掌握燃烧调节系统的任务、组成
3、了解对几个物理量的测量：燃料量信号、风量、氧量。理解热量信号
2、分析三个子调节系统组成的基本控制策略及原理。
3、改进方法介绍。、单元机组汽包炉燃烧调节的任务是什么？有哪几个被调量？
相应的调节变量是什么？
2、为什么要采用热量信号？理想热量信号与实际热量信号有什么不同？
3、燃烧过程的调节中，如何实现风量对燃料量始终有足够富裕的操作方法？
4、燃烧调节系统中，常用来反映燃料量的信号有哪几种？
5、燃料量控制策略有哪几种？
6、送风量控制策略有哪几种？
7、氧量校正有几种方式？各有什么特点？
8、试述引风调节子系统原则方案及改进措施。（画出方框图）
学习心得
年月日
4、掌握锅炉燃烧调节的基本策略及常用的改进策略
5、了解锅炉燃烧调节系统的几个较复杂的实例
重点难点
重点：
1、对象的动态特性
2、燃烧调节系统的任务、组成、基本策略及常用的改进策略
3、热量信号的概念
难点：
1、燃烧调节系统基本策略及常用的改进策略
2、燃烧系统实例分析
时间分配：
6课时
教师教学思路
1、指出燃烧调节系统区别于前面介绍的调节系统，具有三个被调量、三个调节量，由三个子调节系统组成。
热工过程自动调节
1.自动调节系统的分类：一、按给定值信号的特点分类 1）恒值调节系统2）程序调节系统3）随机调节系统；二、按调节系统的结构分类：1、反馈调节系统2、前馈调节系统3、符合调节系统；按调节系统闭环回路的调节数目分类：1、单回路调节系统2、多回路调节系统；四、按调节作用的形式分类：1、持续调节系统2、离散调节系统；五、按系统的调节分类：1、线性调节系统2、非线性调节系统。
2.方框图等效转化遵循的原则:1、相邻相加点之间的移动。
在信号传输线上依次叠加的几个信号，若期间没有引出信号，则可以改变他们的次序，其效果不变。
2、相邻引出点之间的移动。
从信号传输线上引出的几个信号，若期间没有信号输入，则可以任意改变他们的次序，其效果不变。
3、相加点的后移。
在环节G （s ）的输入端和输入信号R （s ）叠加的信号Q （s ）可以移到输出端和输出信号叠加，只要在Q （s ）的线路上串联一个环节G （s ），其效果相等。
4、相加点的前移。
如果Q （s ）原来和环节的输出信号C （s ）叠加，则串联1／G （s ）环节后，可以移到输入端和输入信号R （s ）叠加，效果相等。
5、引出点的后移。
从环节G（s ）输入端引出信号与从环节G （s ）输出端引出信号后串联一个环节1／G （s ）的结果是等效的。
6、引出点的前移。
从环节G （s ）输出端引出的信号与从环节G （s ）输入端引出信号后串联一个环节G （s ）的结果是等效的。
3.给水量W 扰动时的动态分析：（1）如果仅仅从物质平衡的角度分析，当给水量W 产生一个阶级扰动，而蒸汽量不变时，汽包水位是上升的。
（2）如果仅仅从热平衡的角度分析，由于锅炉给水温度相对较低，当给水流量增加时吸收汽包中汽水混合物的热量会增加，因此汽水混合物中气泡容积会减少，汽包水位随之下降。
4.蒸汽流量D 扰动时的动态分析：（1）如果仅仅从物质平衡的角度分析，当蒸汽流量D 产生一个阶级扰动，而给水量不变时，汽包水位是下降的。
热工过程自动调节3
热工过程自动调节31调节量:即通过调节需要维持的物理量。
被调节对象：即被调节的生产设备或生产过程。
调节作用量:即在调节作用下，控制被调量变化的物理量。
2自动调节系统的分类：（1）按给定的信号的特点:恒值调节系统、程序调节系统、随机调节系统（2）按调节系统的结构分:反馈调节系统、前馈调节系统、复合调节系统。
（3）按调节系统闭环回路的数口分类:单回路调节系统、多回路调节系统。
（4）按调节作用的形式分:连续调节系统、离散调节系统。
（5）按系统的特性分:线性调节系统、非线性调节系统。
3反馈调节的特点（1）在调节结束时，可以使被调节量等于或接近于给定值，基于偏差的调节（2）在调节系统受到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节速度相对较慢。
前馈调节的特点：（1）由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度响度较快。
基于扰动的调节（2）由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值。
4自动调节系统的性能指标：（1）稳定性（2）准确性（3）快速性5自动调节系统典型的调节过程:非周期调节过程、衰减振荡调节过程、等幅振荡调节过程、渐扩振荡调节过程6自动调节系统的数学模型:微分方程、传递函数、时间特性、频率特性7环节的基本连接方式:串联、并联、反馈连接8基本环节：比例环节、积分环节、惯性环节、微分环节、纯迟延环节。
各环节的特点：比例环节（响应非常及时），积分环节（响应比较缓慢），惯性环节（响应比较缓慢取决于时间常数T）,微分环节（超前响应），纯迟延环节（响应落后与输入信号）9热工对象存在的特性:输出量的变化过程是不振荡的，在扰动发生的开始阶段有迟延和惯性。
在过程的最后阶段，有自平衡能力的对象输出量达到新的稳态值P不为0,无自平衡能力的对象输出量不断变化，不能达到新的稳态值P为0。
10热工对象分为:有自平衡能力的对象（指对象在阶跃扰动作用下，不需要经过外加调节作用，对象经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态）；无自平衡能力的对象。
“热工过程自动调节课程实验实践教学改革和实践
“热工过程自动调节课程实验实践教学改革和实践打开文本图片集摘要：实验实践教学环节是“热工过程自动调节”课程教学过程的关键。
以该课程教学内容、课程体系和教学方法改革为核心，开展了相应的实验实践教学研究工作，针对目前该课程实验实践教学存在的问题，提出了课程实验实践教学改革的设计思想和方法。
通过教学实践证明，改革设计思想的实施既能满足课程教学的要求，也能满足后续课程对热工过程自动调节知识的需求，还能因材施教满足部分优秀学生对该课程知识的需求，效果较好。
关键词：热工过程；自动调节；教学改革“热工过程自动调节”课程是热能与动力工程、火电厂集控运行和生产过程自动化等专业或专业方向的一门专业基础课，主要内容是结合热工过程自动化技术及其发展，应用火力发电厂中自动调节实例加以分析，有较强的工程实用性。
开设本课程的目的是使学生掌握自动调节的基本理论，了解火力发电厂热工过程中主要的自动调节系统，掌握发电厂自动调节系统的基本分析、整定方法，培养学生分析问题与解决问题的能力，为学生学习后续相关专业课程、拓宽专业知识面、开拓新的技术领域以及从事专业工作打下必要的基础。
注重工程实际的交叉与关联，是教好该课程的关键，因此该课程的实验实践教学环节必不可少，且尤为重要。
一般该课程设置为2～3学分，36～60学时，其中课内实验教学4～6学时。
以期通过实验实践教学环节巩固学生所学理论知识，培养学生的观察能力和实践能力，完成对实际工程状态的熟悉及工程操作的学习，把知识真正融入实践。
因此，在全面了解相关院校该课程实验设置情况和社会对该专业的需求的情况下，在发扬传统学科特色的基础上，融入了高新技术知识，以本课程教学内容、课程体系和教学方法改革为核心，开展了相应的实验实践教学研究工作。
一、实验实践教学现况在教学过程中进行实验教学是教学实践的基本手段，是对课堂知识的检验和巩固，是培养学生技能的重要手段。
实验教学从形式上分为演示型实验和仿真型实验两种，而实验类型又分为基础型实验、专业技能型实验和综合性实验。
热工过程自动调节习题答案
热工过程自动调节习题答案热工过程自动调节习题答案热工过程是工程热力学中的重要内容之一，它研究的是能量的传递和转化过程。
在热工过程中，自动调节是实现系统稳定运行的关键。
下面将针对热工过程自动调节的习题进行答案解析。
1. 热工过程的自动调节是什么意思？热工过程的自动调节是指通过自动控制系统对热工过程中的参数进行调节，以实现系统的稳定运行。
自动调节可以通过传感器感知系统的状态，再通过控制器对执行器进行控制，从而实现对热工过程的自动调节。
2. 什么是控制系统的闭环？控制系统的闭环是指在自动调节过程中，通过反馈信号将实际输出与期望输出进行比较，再根据比较结果对控制器进行调节，以实现系统的稳定运行。
闭环控制系统可以根据实际输出对控制器进行修正，从而提高系统的稳定性和精度。
3. 热工过程中常见的自动调节器件有哪些？热工过程中常见的自动调节器件包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、阀门、执行器等。
温度传感器可以感知系统的温度变化，压力传感器可以感知系统的压力变化，流量传感器可以感知流体的流量变化，阀门和执行器可以根据控制信号对流体进行调节。
4. 热工过程中的控制策略有哪些？热工过程中常见的控制策略有比例控制、积分控制和微分控制。
比例控制是根据系统输出与期望输出的差异来调节控制器输出信号的大小，积分控制是根据系统输出与期望输出的累积差异来调节控制器输出信号的大小，微分控制是根据系统输出与期望输出的变化率来调节控制器输出信号的大小。
这些控制策略可以单独使用，也可以组合使用，以实现更精确的控制效果。
5. 热工过程中的控制器有哪些类型？热工过程中常见的控制器类型包括比例控制器、积分控制器、微分控制器和PID控制器。
比例控制器根据系统输出与期望输出的差异来调节控制器输出信号的大小，积分控制器根据系统输出与期望输出的累积差异来调节控制器输出信号的大小，微分控制器根据系统输出与期望输出的变化率来调节控制器输出信号的大小，而PID控制器则是将比例控制、积分控制和微分控制三种控制策略综合起来，以实现更精确的控制效果。
电厂热工过程自动调节
1.火电厂热工过程自动化主要包括下列内容：自动检测、自动调节、自动保护、程序控制。
2.调节：在设备运行中参数总要经常受到各种因素的影响而偏离额定值，此时，运行人员就要及时进行操作，对他们加以控制，使这些参数保持为所希望的数值，这一过称称为调节。
由人工操作来完成的称为人工调节。
假若用一整套自动控制装置来代替人工操作就是自动调节。
3.实现自动调节所需要的自动调节装置主要有：测量单元（变送器），调节单元（调节器），执行单元（执行器）4.调节系统的分类：按信号的馈送方式分为反馈调节系统（调节时间长，能克服扰动），前馈调节系统（只能克服扰动，不存在稳定性分析），前馈-反馈调节系统。
5.调节过程：从发生扰动，经过调节，直到系统重新建立平衡的这段过程6.衡量调节过程好坏：稳定性，快速性，准确性7.传递函数：线性定常系统在零初始条件下，输出量的拉普拉斯变换式与输入量的拉普拉斯变换式之比。
8.静态放大系数：G(S)=C(S)/R(S)=K(s-Z1)(s-Z2) …(s-Zm)/(s-P1)(s-P2)…(s-P n)中，若取s=0，即微分方程中所有导数项都为零，则上式变为a0c（t）=b0r（t），则传递函数G（0）就是静态放大系数，即G(0)=C(0)/R(0)=b0/a0.称为系统的静态方程，反映了在稳态时输出与输入之间的关系。
9.基本环节：比例环节，积分环节，惯性环节，微分环节，实际微分环节，纯迟延环节。
10.环节的连接方式：串联，并联，反馈11.三种基本调节作用：比例调节作用P（作用动作快，对偏差有放大作用，会增加振荡），积分调节作用I（调节时间慢，能消除偏差，积分作用强会加强振荡甚至造成系统不稳定），微分调节作用D（不能消除偏差，只能使其不变，优化动态品质，恶化静态品质）。
12.自动调节器：比例调节器P，比例积分调节器PI，比例微分调节器PD，比例积分微分调节器PID。
13.工业调节器分为：模拟式调节器，数字式调节器14.模拟式自动调节器调节规律的实现方法：采用不同的反馈回路来实现调节器的动作规律；采用运算放大器的不同连接方式来实现调节器的动作规律15.二阶系统阶跃响应的特征量：上升时间tr，峰值时间tp，超调量Mp，衰减率ψ，调节时间ts，稳态误差e（∞）。
热工过程自动调节习题集答案详解
答案及分析第一章自动调节得基本概念1-1 试列举生产过程或生活中自动调节得例子,并分别说出它们各自得被调量,调节作用量以及可能受到得各种扰动、。
答:汽包锅炉给水自动调节系统被调量汽包水位H 调节量W 扰动蒸汽量D 锅炉燃烧率过热蒸汽温度自动控制系统过热蒸汽温度减温水流量变化扰动:蒸汽流量变化烟气量变化再热蒸汽温度自动控制系统再热蒸汽出口温度烟气量扰动:受热面机会给水温度得变化燃料改变过量空气系数得变化燃烧过程自动控制气压Pt 过剩空气系数a 炉膛负压S1 调节量: 燃烧量B 送风量V 引风量G 扰动:燃烧率负荷(汽轮机调节门开度汽轮机进气流量)以电厂锅炉运行中炉膛压力得人工控制为例,被调量就是炉膛压力,调节量就是引风量,各种扰动包括内扰与扰,如炉膛负荷送风量等。
在锅炉过热蒸汽温度控制系统中,被调量就是过热器出口过热蒸汽温度。
在锅炉负荷控制系统中,被调量就是主蒸汽压力,调节粮食锅炉燃料量,扰动就是汽机进汽量。
1-2 实际生产过程中常采用哪几种类型得自动调节系统答:按给定值信号得特点分类,有:恒值调节系统,程序调节系统与随机调节系统、按调节系统得结构分类,有:反馈调节系统,前馈调节系统与前馈-反馈得复合调节系统、按调节系统闭环回路得树木分类:单回路调节系统多回路调节系统按调节作用得形式分类:连续调节系统离散调节系统按系统特性分类:线性调节系统非线性调节系统1-3 为什么在自动调节系统中经常采用负反馈得形式答:自动调节系统采用反馈控制得目得就是消除被凋量与绐定值得偏差、所以控制作用得正确方向应该就是:被调量高于绐定值时也就就是偏差为负时控制作用应向减小方向,当被调量低于给定值时也就就是偏差为正时控制作用应向加大方向,因此:控制作用得方向与被调量得变化相反,也就就是反馈作用得方向应该就是负反馈、负反馈就是反馈控制系统能够完成控制任务得必要条件、1-4 前馈调节系统与反馈调节系统有哪些本质上得区别答:反馈调节系统就是依据于偏差进行调节得,由于反馈回路得存在,形成一个闭合得环路,所以也称为闭环调节系统、其特点就是:(1)在调节结束时,可以使被调量等于或接近于给定值;(2)当调节系统受到扰动作用时,必须等到被调量出现偏差后才开始调节,所以调节得速度相对比较缓慢、而前馈调节系统就是依据于扰动进行调节得,前馈调节系统由于无闭合环路存在,亦称为开环调节系统、其特点就是:(1)由于扰动影响被调量得同时,调节器得调节作用已产生,所以调节速度相对比较快;(2)由于没有被调量得反馈,所以调节结束时不能保证被调量等于给定值、1-5 如何用衰减率来判断调节过程得稳态性能答:衰减率ψ作为稳定性指标比较直观形象,在系统得调节过程曲线上能够很方便地得到它得数值、ψ=1就是非周期得调节过程,ψ=0就是等幅振荡得调节过程,0<ψ<1就是衰减振荡得调节过程, ψ<0就是渐扩振荡得调节过程、1-6 从系统方框图上瞧,调节系统得调节过程形态取决于什么答:取决于被调对象与调节器得特性、1-7 基本得自动调节系统除被调对象外还有哪几个主要部件它们各自得职能就是什么答:组成自动调节系统所需得设备主要包括:(1)测量单元:用来测量被调量,并把被调量转换为与之成比例(或其她固定函数关系)得某种便于传输与综合得信号、(2)给定单元:用来设定被调量得给定值,发出与测量信号同一类型得给定值信号、(3)调节单元:接受被调量信号与给定值信号比较后得偏差信号,发出一定规律得调节指令给执行器、(4)执行器:根据调节单元送来得调节指令去推动调节机构,改变调节量、第二章自动调节系统得数学模型2-1 求下列函数得拉普拉斯反变换 (1)4)2)((3)1)(()(++++=S S S S S s F (2) )1(1)(2+=S S s F(3)23)(23++=S S S s F (4)1)(2)(3)(4)(2+++=S S S s F解: (1) 3/81/43/8(s)24F S S S =++++ ∴24313()848t t f t e e --=++ (2) 21(s )1SF S S =-+ ∴()1cos f t t =-(3)81(s)321F S S S -=-++++ ∴'2()()3()8t t f t t t e e δδ--=-+- (4) 2122(s)4(2)2(1)F S S S ⎡⎤--=++⎢⎥+++⎣⎦∴22()488t t t f t te e e ---=--+ 2-2 试求下图所示环节得动态方程、静态方程与传递函数。
热工过程自动调节
1.4 自动调节系统的分类
一.按给定值信号的特点分类
1.恒值调节系统
2.程序调节系统 3.随机（动）调节系统
二.按调节系统的结构分类
1.闭环（反馈)调节系统
2.前馈调节系统 3.复合调节系统
三.按调节系统闭环回路的数 目分类
1.单回路调节系统
2.双回路调节系统 3.多回路调节系统
四.按被调量数目分类
2.常见函数的拉普拉斯变换
δ(t) 1(t) t sin ω t cos ω t e -at
1 1/s 1/s2 ω/(s2+ ω2) s/(s2+ ω2) 1/（s+a）
二.拉普拉斯变换的定理
1.线性定理
如果f(t)=af1(t)±bf2(t);且L[f1(t)]=F1(s),L[f2(t)]=F2(s)
c(t) c(t)
0 非周期调节过程
t
0 衰减振荡过程
t
c(t)
c(t)
0
等辐振荡过程
t
0
渐扩振荡过程
t
三、主要的性能指标
1、稳定性 调节系统的稳定性问题是由于闭环反 馈作用引起的,而负反馈是自动调节系 统稳定的必要条件.
2.准确性
1）.动态偏差是指整个调节过程中被调 量偏离给定值的最大偏差值 2）.静态偏差e∞是指调节过程结束后, 被调量与给定值之间的偏差
三.快速性
第二章自动调节系统的数学模型
2.1系统和环节的特性
一.静态特性 二.动态特性
三.动态特性的 表示方法
一.静态特性
环节(系统)的输出量和输入量在 平衡状态下的关系.
二. 动态特性
环节(系统)的输出量和输入量 在 变动过程中的关系.
热工过程自动调节
1.自动调节的常用术语：（1）被调对象：即被调节的生产设备或生产过程。
（2）被调量：通过调节需要维持的物理量。
（3）给定值：根据生产要求，被调量的规定数值。
（4）扰动：引起被调量变化的各种原因。
（5）调节作用量：在调节作用下，控制被调量变化的物理量。
（6）调节机关：在调节作用下，用来改变调节作用量的装置。
2.自动调节系统的分类：（1）按给定值信号的特点分：a.恒值调节系统：自动调节系统在运行过程中给定值恒定不变，也就是希望被调量保持为一固定数值。
这是在热工过程自动调节中应用最多的一种自动调节系统。
b.程序调节系统：这类系统的给定值是时间的已知函数，给定值随时间变化是预选设定的，调节系统用来保持被调量按预选设定的随时间变化的数值来改变。
C.随机调节系统：随机调节系统的给定值是不可预知的，其数值决定于一些外来因素的变化，所以调解结果使被调量也跟随这个给定值随时间改变。
（2）按调节系统的结构分：a.反馈调节系统：反馈调节系统是依据于偏差进行调节的，其特点是，在调节结束时可以使被调量等于或接近给定值；当调节系统受到扰动时必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节的速度相对比较缓慢。
B.前馈调节系统：前馈调节系统是依据扰动进行调节的，其特点是：由于扰动影响被调量的同时调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值。
前馈调节系统由于无闭合环路存在，亦称为开环调节系统。
C.复合调节系统：采用复合调节系统后，吸取了前馈和反馈调节系统各自的长处，在调节过程中，水温偏离给定值不会太大，调节结束时，水温可等于或接近给定值。
另外，整个调节时间也可以缩短，调节质量得到改善。
3.调节系统主要的性能指标：（1）稳定性：只有一个稳定的系统才能完成自动调节的任务；调节系统的稳定性问题是由于系统本身的闭环反馈作用所引起的，负反馈是自动调节系统稳定的必要条件，而正反馈往往是系统不稳定的根本原因。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Q、自动调节系统按给定值如何函数分类？按结构又如何分类？答：按给定值：1恒值调节系统生产过程中，（自动调节系统的给定值恒定不变，也就是使被调量保持为一固定数值）、2程序调节系统（系统的给定值是时间的已知函数，给定值随时间变化是预先设定的，调节系统用来保证被调量按预先设定的随时间变化的数值来改变）、3随机调节系统（系统的给定值是不可预知的，其数值决定于一些外来因素的变化，所以调节结果使被调量也跟随这个给定值随时改变）按结构及其特点：反馈调节系统（特点在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值；当调节系统受到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节的速度相对比较缓慢）前馈调节系统（由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值）复合调节系统（吸取前馈和反馈系统各自长处，调节时间缩短，调节质量得到改善）按调节系统闭环回路的数目分类：单回路调节系统，多回路调节系统按调节作用的形式分类：连续调节系统，离散调节系统按系统的特性分类：线性调节系统，非线性调节系统Q、什么是静态特性、动态特性、传递函数？答：静态特性：在平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。
动态特性：在不平衡状态时，输出信号和引起它变化的输入信号之间的关系。
传递函数：线性定常系统在零初始条件下，系统（或环节）输出信号的拉普拉斯变换与输入信号的拉普拉斯变换之比。
传递函数性质：1传递函数是复变量s的有理真分式函数，其分子多项式次数m低于或等于分母多项式次数n，且所有系数均为实数2传递函数是描述动态特性的数学模型，它表征系统的固有特性，和输入信号的具体形式，大小无关，且不能具体表达系统的物理结构3传递函数只能表示一个输入对一个输出的关系4系统传递函数的分母就是系统的特征方程，从何能方便判断动态过程的基本特性建立微分方程的步骤：1，根据输入信号，输出信号分析各变量间的关系；2依次写出每一元件的动态特性方程3在可能条件下，对各元件的动态特性方程进行适当简化，略去一些次要因素或进行线性化处理4校区中间变量5化为微分方程的一般形式输出有关的在等号左侧，输入有关的放在等号右侧，降幂形式排列Q、什么是有自平衡能力对象？无自平衡能力对象？内扰？外扰？答：（1）有自平衡能力对象：指对象在阶跃扰动作用下，不需要经过外加调节作用，对象的输出量经过一段时间后能自己稳定在一个新的平衡状态。
（2）无自平衡能力对象：指对象在阶跃扰动作用下，不经过外加调节作用，对象的输出量不能自己稳定在一个新的平衡状态。
（3）内扰：经过调节通道作用到对象上的扰动（4）外扰：经过干扰通道作用到对象上的扰动输入信号与输出信号之间的联系称为通道。
调节作用至被调量之间的信号联系为调节通道。
干扰作用至被调量之间的信号联系称为干扰通道。
经过调节通道作用到对象上的扰动称为内部扰动或基本扰动，简称内绕经过干扰通道作用到对象上的扰动称为外部扰动，简称外扰Q、工程上常用的调节系统的分析方法有哪两种？答：时域分析法和频域分析法时域分析法根据系统的微分方程，求出当输入为某种时间函数时微分方程式的解，即调节系统的时间响应，从而进一步分析系统的稳定性及其稳态和动态品质瞬态响应：齐次微分方程的通解描述了系统在输入为零时的自由运动稳态响应：非齐次微分方程的特解，是系统在输入信号作用下强迫运动，输入信号是阶跃函数，并且能达到稳态系统对输入的响应可描述为系统对输入的响应=瞬态响应+稳态响应调节系统稳定的必要和充分条件是系统特征方程的所有根的实属部分必须是负数Q、什么是被调对象、被调量、给定值、扰动、调节作用量、调节机关？答：被调对象：被调节的生产设备或生产过程。
被调量：通过调节需要维持的物理量。
给定值：根据生产要求，被调量的规定数值。
扰动：引起被调量变化的各种原因。
调节机关：在调节作用下，用来改变进入被调对象的物质或能量的装置。
调节作用量：在调节作用下，控制被调量变化的物理量Q、调节系统的性能指标有哪些？答：稳定性、准确性、快速性Q、分析比例带δ、积分时间Ti、微分时间TD,对调节质量的影响（静态指标、动态指标、衰减率）？答：（1）比例带δ对调节质量的影响1、减小比例带可以获得较小的静态偏差和动态偏差；2、比例带减小，调节作用越强，会使系统震荡剧烈，衰减率减小，降低稳定型。
（2）积分时间Ti 对调节质量的影响1、积分作用使静态偏差为零，积分时间越小，积分作用越强；2、积分作用的增强使衰减率减小；3、积分作用的增强使动态偏差减小。
（3）微分时间TD 对调节质量的影响1、适当增加微分作用会使系统稳定性增加，但过强会使系统不稳定；2、微分作用使动态偏差和调节时间都减小。
Q、单回路整定有哪几种方法？答：临界比例带法、衰减曲线法、图表整定法。
Q、汽包水位变化的原因？答：水位Ｈ变化的主要原因来自于（１）给水量Ｗ（２）蒸汽量Ｄ（３）锅炉燃烧率。
在给水量Ｗ扰动下，被调对象具有迟延、惯性和无自平衡能力特性。
Q、什么是虚假水位？产生原因、在设计时采用什么样的措施？答：虚假水位：对汽包而言，在其输出蒸汽流量增加，输入给水流量不变的情况下，汽包水位一开始不但不下降，反而上升的现象。
产生原因：蒸汽流量扰动导致。
解决措施：将蒸汽流量信号作为系统的前馈信号，当蒸汽流量改变时，调节作用使给水流量W 同方向改变，所以可以有效地减少或消除虚假水位现象产生误差带来的影响。
Q、给水调节系统有哪三种类型？各自的优缺点？答：单冲量给水自动调节系统： 1、这是一种最基本、最简单的调节系统，适用于低参数、小容量的锅炉； 2、不能克服虚假水位；3、调节作用滞后，汽包水位波动较大，调节时间较长；4、对于大容量高参数锅炉，在低负荷工况下也可以采用。
单级三冲量给水自动调节系统：1、克服了虚假水位；2、汽包水位不受给水自扰动的影响；3、调节品质提高，但受到静态偏差的影响；4、分流系数αw的数值同时影响内、外回路的稳定性，给整定工作带来不变。
串级三冲量给水自动调节系统：1、调节更加灵活；2、内、外回路相互独立，互不影响。
Q、三冲量三个冲量的引用，分别起到什么作用？答：汽包水位H：作为被调量，实现微调。
蒸汽流量D：作为前馈信号，克服虚假水位。
给水流量W：克服内扰，实现粗调。
Q、全程给水控制系统必须要解决的问题有哪些？解决措施？答：1．测量信号的准确性。
解决的思路：找出测量准确性受影响的原因，并找出它们之间的函数关系，在设计调节系统时引入这些物理量，便于在调节系统加以校正。
2．调节系统的结构切换。
在低负荷运行时宜采用单冲量调节系统，在非低负荷工况下采用三冲量调节系统。
解决的方法：在调节系统中增加逻辑控制功能。
3.调节机构的切换。
解决措施：低负荷运行时通常采用改变调节阀门的开度改变给水流量：高负荷运行时采用改变给水泵转速改变给水流量。
Q、为什么低负荷时不投单级三冲量？答：锅炉在低负荷工况下，蒸汽流量和给水流量的测量值误差很大，所以在低负荷运行时采用单冲量调节系统。
Q、气温调节系统的总特点？答：有延迟、有惯性、有自平衡能力。
Q、过热器和再热器出口汽温分别由哪个量来调节？答：过热蒸汽温度：喷水减温调节。
再热蒸汽温度：烟气侧调节。
Q、影响过热汽温变化的因素（扰动）有哪些？答：影响过热蒸汽温度变化的原因主要有：蒸汽量、烟气量和减温水量。
Q、采用减温水量调节过热汽温的原因？不能用减温水调节再热蒸汽的原因？答：采用减温水的原因：1、通过喷水减温改变过热器入口蒸汽温度，可以有效地调节过热器出口蒸汽温度；2、蒸汽流量的变化与锅炉负荷有关，由外部负荷决定；3、烟气侧调节会影响燃烧工况，且会影响再热汽温。
Q、串级汽温调节系统的整定步骤？答：整定原则为：内回路动作时，外回路可以视为开路状态；当外回路动作时，内回路可视为快速随动系统。
如果符合以上条件，则串级汽温调节系统可以采取内、外回路分别整定的方法进行整定。
一般nT≥3n2T2成立时即可认为内回路为快速随动系统Q、导前汽温信号的作用？答：导前汽温可以提前反映扰动，动态时可以使调节器的调节作用超前，稳态时可使过热器出口汽温等于给定值，从而改善调节品质。
Q、在烟气侧调节再热汽温的方法有哪些？各自的原理及特点？答：一．烟气旁路法烟气挡板调节再热汽温的主要特性有：1．用挡板调节再热汽温有一定的迟延。
2．调节特性的好坏是指调节的开度范围是否在挡板最佳转角范围内，烟气流量与挡板开度的关系是否呈线性关系。
3．双烟道同步调节。
在锅炉启动时，两烟道挡板角度均为45°。
利用旁路烟道法调节再热汽温的调节方法有多种，基本思路都是以挡板调节为主并以喷水减温为辅助手段•二．摆动燃烧器倾角法•燃烧器摆动角度对炉膛出口汽温的影响•摆动燃烧器倾角的再热汽温调节系统。
三．烟气再循环法四．汽—汽热交换器法Q、为什么不采用减温水调节再热汽温？答：用喷水减温调节再热汽温会增大中低压缸流量，使做功增加，在机组总功率不变的情况下，高压缸功率下降，使整个机组循环效率下降，因此，喷水减温只作为事故喷水减温。
Q、单元机组汽包燃烧控制的任务是什么？有哪几个被控量？相应的控制变量是什么？答：一、燃烧过程自动调节的任务：1．燃料量调节燃料量调节就使进入锅炉的燃料燃烧所产生的蒸汽量满足的外部负荷要求信号。
燃料量调节是锅炉调节中最基本也是最主要的一个系统。
2．送风量调节送风量调节应保证锅炉燃烧过程的经济性。
3．引风量调节（负压调节）引风量调节应使引风量与送风量相适应，并保持炉膛压力在要求的范围内。
二、控制量：燃料量、送风量、引风量。
Q、为什么采用热量信号？理想热量信号与实际热量信号有什么不同？答：燃料量作阶跃变化，而汽机阀门开度不变时，热量信号也相应的作阶跃变化；阀门开度作阶跃变化而燃料量不变时，尽管蒸发量变化，但汽包压力信号与蒸汽量的变化相反，结果热量信号不变。
热量信号随着燃料量的变化而变化，所以可用热量信号作为测量信号代表燃料量。
Q、燃烧控制系统中，常用来反映燃料量的信号有哪几种？答：1．电机转速2．热量信号DQ3．直吹制粉设备调节中煤量的测量（1）钢球磨和中速磨（或竖开磨）装煤量的测量(2)风扇磨功率信号代替给煤量(3)电子皮带秤（4）煤粉浓度的微机监测Q、燃料量控制策略有哪几种？送风量控制策略有哪几种？答：一、燃料量调节子系统的各种基本策略1、采用热量信号的燃料调节子系统用热量信号取代燃料量信号B 作为负反馈信号，当系统内发生来自燃料侧的内部扰动时，热量信号可以很快地反映出来，并在内回路中予以消除，尽量维持机前压力的稳定。
以汽机调速系统二次油油压pR 作前馈信号，以提前反映负荷扰动，提高锅炉对负荷的响应速度。
2、采用给粉机转速反馈信号的燃料量调节子系统针对钢球磨煤机中间储仓式制粉系统的锅炉3、采用一次风量总和作反馈信号的燃料量调节子系统针对直吹制粉锅炉的燃料量调节子系统。