过程控制复习
过程控制复习重点
过程控制复习重点热点偶：当两种不同的导体或半导体连接时，若两个接点温度不同，回路中会出现热电动势，并产生电流；通常将一端温度T0维持恒定，称为冷端或自由端。
另外一端放在需要测温的地方，称为热端或工作端。
温度补偿:只有当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数;热电偶的冷端温度补偿：只有将冷端温度保持为0℃，或者进行一定的修正才能得到准确的测量结果。
热电阻：在中、低温区，热电偶输出的热电动势很小；而在中、低温区，用热电阻比用热电偶做为测温元件时的测量精确度更高；热电阻特点：性能稳定、测量精度高，一般可在-270～900℃范围内使用（推荐在150℃以下时选用）。
1习题1-1试述热电偶的测温原理,工业上常用的测温热电偶有哪几种什么热电偶的分度号在什么情况下要使用补偿导线答:a.当两种不同的导体或半导体连接成闭合回路时,若两个接点温度不同,回路中就会出现热电动势,并产生电流.b.铂极其合金,镍铬-镍硅,镍铬-康铜,铜-康铜.c.分度号是用来反应温度传感器在测量温度范围内温度变化为传感器电压或电阻值变化的标准数列.d.在电路中引入一个随冷端温度变化的附加电动势时,自动补偿冷端温度变化,以保证测量精度,为了节约,作为热偶丝在低温区的替代品.1-2热电阻测温有什么特点为什么热电阻要用三线接法答:a.在-200到+500摄氏度范围内精度高,性能稳定可靠,不需要冷端温度补偿,测温范围比热电偶低,存在非线性.b. 在使用平衡电桥对热电阻进行测量时,由电阻引出三根导线,一根的电阻与电源E相连接,不影响电桥的平衡,另外两根接到电桥的两臂内,他们随环境温度的变化可以相互抵消.（在中、低温区，热电偶输出的热电动势很小；而在中、低温区，用热电阻比用热电偶做为测温元件时的测量精确度更高；热电阻特点：性能稳定、测量精度高，一般可在-270～900℃范围内使用（推荐在150℃以下时选用）。
）1-3说明热电偶温度变送器的基本结构.工作原理以及实现冷端温度补偿的方法.在什么情况下要做零点迁移答:a.结构:其核心是一个直流低电平电压-电流变换器,大体上都可分为输入电路.放大电路及反馈电路三部分.b.工作原理:应用温度传感器进行温度检测其温度传感器通常为热电阻,热敏电阻集成温度传感器.半导体温度传感器等,然后通过转换电路将温度传感器的信号转换为变准电流信号或标准电压信号.c.由铜丝绕制的电阻Rcu安装在热电偶的冷端接线处,当冷端温度变化时,利用铜丝电阻随温度变化的特性,向热电偶补充一个有冷端温度决定的电动势作为补偿.桥路左臂由稳压电压电源Vz(约5v)和高电阻R1(约10K欧)建立的恒值电流I2流过铜电阻Rcu,在Rcu上产生一个电压,此电压与热电动势Et串联相接.当温度补偿升高时,热电动势Et下降,但由于Rcu增值,在Rcu两端的电压增加,只要铜电阻的大小选择适当,便可得到满意的补偿.d.当变送器输出信号Ymin下限值(即标准统一信号下限值)与测量范围的下限值不相对应时要进行零点迁移.1-4什扰共模干扰为什么会影响自动化仪表的正常工作怎样才能抑制其影响么叫共模干扰和差模干扰为什么工业现场常会出现很强的共模干答:共模干扰:电热丝上的工频交流电便会向热电偶泄漏,使热电偶上出现几伏或几十伏的对地干扰电压,这种在两根信号线上共同存在的对地干扰电压称为~.差模干扰:在两根信号线之间更经常地存在电磁感应、静电耦合以及电阻泄漏引起的差模干扰.工业上会出现共模干扰是因为现场有动力电缆,形成强大的磁场.造成信号的不稳.共模干扰是同时叠加在两条被测信号线上的外界干扰信号,是被测信号的地和数字电压表的地之间不等电位,由两个地之间的电势即共模干扰源产生的.在现场中,被测信号与测量仪器间相距很远.这两个地之间的电位差会达到几十伏甚至上百伏,对测量干扰很大使仪表不能正常工作有时会损坏仪表.共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性干扰,共模干扰幅度大.频率高.还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大.消除共模干扰的方法包括:(1)采用屏蔽双绞线并有效接地(2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽(3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线(4)不要和电控锁共用同一个电源(5)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV).2.1 什么是调节器的调节规律？PID 调节器的数学表达式是怎样的？比例、积分、微分三种调节规律有何特征？为什么工程上不用数学上理想的微分算式？规律：确定调节器的动态特性称为调节器的调节规律，是调节器的输入信号与输出信号之间的动态关系。
过程控制复习
1. 过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。
（√）2. 扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。
（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。
3. 由调节器输出至被调参数间的所有环节称为干扰通道。
（×）答案：由调节器输出至被调参数间的所有环节称为调节通道。
4. 过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。
（√）5. 由控制阀操纵，能使被控变量恢复到设定值的物料量或能量即为操纵变量。
（√）6. 按控制系统的输出信号是否反馈到系统的输入端可分为开环系统和闭环系统。
（√）7. 在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、前馈控制系统、程序控制系统。
（×）答案：在闭环控制系统中，按照设定值的情况不同，可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
8. 在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的动态。
（×）答案：在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的静态，静态是一种相对静止状态。
9. 对一个系统总是希望能够做到余差小，最大偏差小，调节时间短，回复快。
（√）10. 时间常数越小，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。
（×）答案：时间常数越大，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。
11. 时间常数指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新稳态值的63.2 %所需要的时间。
（√）12. 对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。
（×）答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。
13. 放大倍数K 取决于稳态下的数值，是反映静态特性的参数。
（√）14. 对于控制通道来说希望τ越大越好，而对扰动通道来说希望τ适度小点好。
过程控制复习提纲
一．1过程控制定义：生产过程自动化的简称，工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制2过程控制的特点:1系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成。
2 被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计3 控制方案丰富多彩，控制要求越来越高4 控制过程多属于慢变过程与参量控制5 定值控制是过程控制的主要形式。
3过程控制的要求与任务：安全性、经济性和稳定性4过程控制系统的组成：过程控制系统主要由被控过程和自动化仪表（包括计算机）两部分组成5过程控制系统的分类：1 结构不同的控制系统（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 2 设定值不同的控制系统（1）定值控制系统 （2）随动控制系统（3）顺序控制系统自动化仪表的分类与发展1按照安装场地分现场类仪表与控制室类仪表2．按照能源形式分可分为液动、气动和电动安全火花型防爆则是把仪表的电路在短路、断路及误操作等各种状态下可能产生的火花限制在爆炸性气体的点火能量之下，因而与气动仪表、液动仪表一样，具有本质安全防爆性能。
安全火花型防爆系统必须具备两个条件： 一是现场仪表必须设计成安全火花型；二是现场仪表与非危险场所(包括控制室)之间必须经过安全栅，以便对送往现场的电压电流进行严格的限制，从而保证进入现场的电功率在安全范围之内。
二．调节器的作用：将变送器送来的1～5V ·DC 的测量信号，与1～5V ·DC 的给定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号进行PID 运算，输出4～20mA ·DC 信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。
2．执行器的作用：接受来自调节器的控制信号，改变其阀门开度，从而达到控制介质流量的目的。
3.安全栅：1：保证信号的正常传输，2控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保过程控制系统的安全火花性能。
传递函数形式比例度δ：调节器输入偏差的相对变化量与相应输出的相对变化量之比，用百分数表示为软手动操作电路：指调节器的输出电流与手动输入电压信号成积分 关系。
过程控制复习知识点
第一章1.过程控制系统的组成调节器、调节阀、被控过程、检测变送2.过程控制系统的分类1）按系统的结构特点分类反馈控制系统、前馈控制系统、前馈—反馈控制系统2)按给定值信号的特点分类定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统3.过程控制系统的质量指标系统是衰减震荡的过程、衰减比和衰减率、余差、调节时间，峰值时间第二章1.数学模型的建立方法解析法：根据过程的内在机理，通过静态与动态物料平衡关系，建立数学模型的方法自衡过程和无自衡过程。
2.实验法a.阶跃响应法，试验时需要注意的问题1)试验测定前，被控过程应处于相对稳定的工作状态2)输入阶跃信号的幅值不能过大，也不能过小3)分别输入正负阶跃信号，并测取其响应曲线作对比4)在相同的条件下重复测试几次b.矩形响应法3.混合法第三章1.变送器的类型和特点差压变送器、温度变送器、流量变送器、液位变送器温度变送器的分类是直流毫伏变送器、热电隅温度变送器（热电效应）、热电阻温度变送器温度变送器的特点：（1）采用低漂移，高增益的运算放大器作为主要放大器，具有线路简单和良好的可靠性，稳定性及各项技术性能。
（2）在配热电隅和热电阻的变送器中采用线性化电路，使其输出电流I与被测温度呈线性关系，测量精度高（3）线路中采用了安全火花防暴技术措施，可用于易燃易爆场合（4）采用DC24V集中供电，实现了二线制接线方式液位变送器迁移的原因：差压变送器安装位置与容器液相取压点不在同一个平面上。
2.仪表的选择1)量程的选择2）仪表等级的选择3.仪表的应用1）零点的调整：将变压器的测量起始点由零点迁移到某一点正值或负值2)量程的调整的目的：使变压器输出的信号的上限值Ymax与输入测量信号上限值Ymax相对应。
意义：工程应用中变送器进行零点迁移与量程调整可以提高其灵敏度。
第四章1.理解调节器在控制系统的工作原理2.调节器的分类1）按使用的能源：气动调节器和电动调节器2）按结构形式来分：基地式调节器、单元组合调节器、组装式调节器3）按信号类型：模拟调节器和数字式调节器3.调节器作用方式的选择4.调节规律对控制系统的影响PID调节器参数对系统的影响1）比例度是反映比例控制作用强弱的一个参数。
过程控制复习资料
1、过程控制是根据工业生产过程的特点，采用测量仪表执行机构计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程系统，实现工业生产过程自动化。
2、过程控制有多种方案，包括单回路控制系统前馈控制系统3、控制系统按照结构特点可分为反馈控制系统前馈控制系统复合控制系统。
按给定值信号特点分为定值控制系统、随动控制系统。
4、防爆技术的种类包括隔爆型本安型正压型油浸型充砂型等5、过程控制中压力检测方法有应变片式，压阻式，弹性式，液柱式。
6、半导体热敏电阻包括正温度系数PTC 负温度系数NTC 临界温度电阻CTR。
7、节流流量计基于节流变压降原理，由节流件、导压管及差压检测仪表组成。
8：物位测量方法静压式浮力式电气式超声波式。
9：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。
10调节阀由阀芯阀体组成《11调节阀的流量特性有直线流量特性、对数（等百分比）流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性四种。
12：DCS的设计思想是控制分散、管理集中。
13：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。
14、Smith预估补偿原理是预先估计出被控过程的数学模型，然后将预估器并联在被控过程上，使其对过程中的纯滞后进行补偿。
15、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节组成。
16、仪表的精度等级又称准确等级，通常用引用误差作为判断仪表精度等级的尺度。
17、过程控制系统动态质量指标主要有衰减比n 、超调量σ和过渡过程时间ts。
静态质量指标有稳态误差ess。
18、真值是指被测变量本身所具有的真实值，在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。
19、绝对误差是指仪表输出信号所代表的被测值与被测参数真值之差20、引用误差是绝对误差与仪表量程的百分比。
21、^22、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23、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。
过程控制复习题
过程控制复习题第一章绪论一、填空题1、过程控制是指生产过程的自动控制，主要被控参数有；2、传统的简单过程控制系统由和两部分组成。
3、检测控制仪表包括、和。
二、简答题1、过程控制有哪些特点？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？3、什么是定值控制系统？4、按照设定值形式不同，过程控制系统分哪些类？5、过程控制阶跃响应的单项性能指标有哪些？综合性能指标有哪些三、分析计算题1、会计算性能指标，书后P12 1-10题四、综合题第二章检测仪表一、填空题1、某压力表的测量范围为0-10MPa，精度等级为1.0级。
则该压力表允许的最大绝对误差是。
若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa时，标准压力计上读数为5.08MPa，则该点的绝对误差为，试问被校压力表在这一点（是/否）符合1级精度。
2、有两块直流电流表，他们的精度和量程分别为1）1.0级，0-250mA2）2.5级，0-75mA第一块表的最大绝对误差为；第二块表的最大绝对误差为；若要测量50mA 的直流电流，从准确性、经济性考虑应选择第块表。
3、某台测温仪表的测温范围-100—700C，检验该表时测得全量程内最大绝对误差为+5C，则该仪表的量程D为，该表的基本误差为，该仪表的精度等级为。
4、检测仪表的基本技术指标有哪些5、热电偶的基本定律有6、热电偶冷端温度补偿措施有、、、和。
7、常用弹性元件的形状有二、简答题1、热电偶测温原理是什么？2、椭圆齿轮流量计对介质有什么要求？3、热电阻测温有什么特点？为什么热电阻测温采用三线制接法？4、工业上常用的测温热电偶有哪几种？热电偶和仪表之间的接线，为什么要用补偿导线？三、分析计算题1、习题P70 2-52、习题P70 2-73、习题P70 2-11四、综合题第三章控制仪表一、填空题1、过程控制的基本控制有位式控制、P控制、、，在实际的比例控制器中，习惯上使用表示比例控制强弱。
2、用户根据控制需要，将程序模块用指令连接起来，就完成了编程，在数字控制系统中，这种利用标准功能模块组成系统的工作称为。
过程控制复习
过程控制的特点：1、控制对象复杂，控制要求多样2、控制方案丰富3、控制多属慢过程参数控制4、定值控制是过程控制的一种主要形式5、过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成系统阶跃响应的综合性能指标—偏差积分（偏差积分IE 、绝对偏差积分IAE 、平方偏差积分ISE 、时间与绝对偏差乘积积分ITAE ）不能保证控制系统具有合适的衰减率DDZ 定义：电动单元组合仪表变送器：将各种不同的检测信号转换成为标准信号输出压力测量的表示方法有绝对压力、表压、压差、负压流量：指单位时间内流过管道某一截面的流体数量，即瞬时流量流量按原理分有节流式、速度式、容积式、电磁式2-17 什么叫标准节流装置？试述差压式流量计测量流量的原理；并说明哪些因素对差压式流量计的流量测量有影响？解答：1）标准节流装置：包括节流件和取压装置。
2）原理：基于液体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的。
3）影响因素：P47○1流量系数的大小与节流装置的形式、孔口对管道的面积比m 及取压方式密切相关；○2流量系数的大小与管壁的粗糙度、孔板边缘的尖锐度、流体的粘度、温度及可压缩性相关；○3 流量系数的大小与流体流动状态有关。
椭圆齿流量计精度最高3-10 试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点，积分和微分为什么不单独使用？解答：1）比例控制及时、反应灵敏，偏差越大，控制力越强；但结果存在余差。
2）积分控制可以达到无余差；但动作缓慢，控制不及时，不单独使用。
3）微分控制能起到超前调节作用；但输入偏差不变时，控制作用消失，不单独使用。
3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响？调整比例度时要注意什么问题？解答：P741）控制器的比例度P 越小，它的放大倍数p K 就越大，它将偏差放大的能力越强，控制力也越强，反之亦然，比例控制作用的强弱通过调整比例度P 实现。
2）比例度不但表示控制器输入输出间的放大倍数，还表示符合这个比例关系的有效输入区间。
过程控制复习
（5）按控制变量的名称区分 温度控制系统 压力控制系统 …… （6）按调节规律区分 P、PI、PD、PID、预估控制 ……
1.4 过渡过程和品质指标
（1）静态（稳态）和动态
静态――被控变量不随时间变化的平衡状态（变化率为0，不 是静止）。 如果控制系统是稳定的，假设设定值和干扰都保持不变 ，经过足够长的时间，控制系统中各参数必然会到达一个“ 相对”平衡状态，这种状态就是所谓的“静态”，在控制领 域中更多的称之为“稳态”。 。
· 一阶线性对象
问题：求右图所示的对象模型（输入输出模型）。 解： 该对象的输入量为qi 被控变量为液位h
qi
A h
q0
根据物料平衡方程： 单位时间内水槽体积的改变＝输入流量 — 输出流量
dV V Ah q q i o dt A dh qi h dt R
dh A q q i o dt
对象机理数学模型的建立
问题：处于平衡状态的对象加入干扰以后，不经控制系统能否自行达到新的平衡状态？
qi qi q0
q0
左图：假设初始为平衡状态qi=qo，水箱水位保持不变。 当发生变化时(qi＞qo)，此时水箱的水位开始升高 根据流体力学原理，水箱出口流量与H是存在一定的对应关系的： q0
H /R
非周期衰减过程 衰减振荡过程 √ √
等幅振荡过程 发散振荡过程
？ X
一般是不允许的 除开关量控制回路
单调发散过程
X
（3）过渡过程的品质指标
通常要评价和讨论一个控制系统性能优劣，其标准有二大类：
· 以系统受到阶跃输入作用后的响应曲线的形式给出。主要包括： 最大偏差（超调量）、 衰减比 余差 过渡时间 振荡周期（振荡频率）……
(完整版)过程控制复习简答题
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。
过程控制复习重点
过控复习重点第一章1.过控的定义：过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。
2.过程控制的特点：①连续生产过程的自动化②过程控制系统由过程检测、控制仪表组成③被控过程是多种多样的、非电量的④过程控制的控制工程多属慢过程、而且多半为参量控制⑤过程控制方案十分丰富⑥定值控制是过程控制的一种常用形式3.过程控制系统的组成：测量元件、变送器、调节器、调节阀（过程检测控制仪表）和被控对象4.过程控制的分类：按过程控制系统的结构特点分①反馈控制系统②前馈控制系统③前馈—反馈控制系统按给定值信号的特点分①定值控制系统②程序控制系统③随动控制系统5.过程控制的任务在了解、熟悉、掌握生产工艺流程与生产过程静态和动态特性的基础上，根据工艺要求，应用控制理论、现代控制技术，分析、设计、整定过程控制系统。
第二章1.过程的数学建模:是设计过程控制系统，确定方控制案、分析质量指标、整定调节器参数等等的重要依据。
2.建模的目的：①设计过程控制系统和整定调节器参数②指导设计生产工艺设备③进行仿真实验研究④培训运行操作人员3.被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道4.控制作用与被控量之间的信号联系称为控制通道5.建模的方法：①机理分析法建模②实验法建模③最小二乘法建模6.自衡建模（1）单容过程：单容过程是指只有一个贮蓄容量的又具有自平衡能力的过程。
传递函数：1)(000+=s T K s W（2）多容过程：在工业生产过程中，被控过程往往由多个容积和阻力构成的过程称为多容过程传递函数：)1)(1()(2100++=s T s T K s W 7.非自衡过程建模（1）单容过程：传递函数：s T s W a 1)(0=(2) 多容过程：传递函数：)1(1)(0+=Ts S T S W a 8.最小二乘法的基本原理：出发点是在获得过程或系统的输入、输出数据后，希望求得最佳的参数值，以使系统方程在最小方差意义上与输入、输出数据相拟合，采用实际观察值替代模型的输出从上式所示的一类模型中找出过程参数向量的估计值，能使模型误差尽可能小的模型。
过程控制系统复习题库
过程控制系统复习题库复习题库⼀、填空题1.执⾏器是由( )和( )两部分组成。
2.控制阀所能控制的最⼤流量与最⼩流量之⽐，称为控制阀的( )，以R表⽰。
3.控制阀的理想流量特性是根据( )实现的。
4.在实际使⽤中，控制阀前后压差总是要变的，这时流过控制阀的相对流量与阀门的相对⾏程之间的关系称为控制阀的( )。
5.在控制阀两端压差较⼤的情况下应选⽤( )阀。
6.控制阀前后压差较⼩，要求泄露量⼩，⼀般可选( )阀。
7.控制参数流过阀门的相对流量（Q/Qmax）与阀门的相对⾏程（l/L）之间的关系称为控制阀的（）。
8.纯⽐例调节作⽤，⽐例度越⼤，则余差越( )。
9.积分时间T越⼩，则积分特性曲线的斜率( )，积分作⽤( )。
i10.积分规律的作⽤是( )，但是积分时间越⼩积分作⽤( )。
11.微分控制规律主要⽤来克服对象的( )滞后，TD越⼤微分作⽤(12.研究对象特性的⽅法有( )，( )两种。
13.描述对象特性的参数有（）、（）、（）14.⾃动调节系统按给定值的变化分为( )系统、( )系统、( )系统、三种类型。
串级控制系统的主回路为( )系统，⽽副回路为( )系统。
15.对于串级控制系统，副回路是为了稳定主参数⽽设制的，主控制器的输出作为副控制器的给定。
因此，副回路是( )系统，主回路是( )。
⼆、判断题1.微分作⽤主要⽤来克服对象的纯滞后。
( )2.微分作⽤主要⽤来克服所有的滞后。
( )3.微分时间越长，微分作⽤越强。
（）4.对纯滞后⼤的控制对象，为克服其影响，可引⼊微分控制作⽤来克服。
( )5.⽐例控制过程的余差与控制器的⽐例度成正⽐。
( )6.某⼀流量控制对象为提⾼控制精度，控制器控制规律应选⽤PID规律。
( )7.对已设计确定的控制系统，只要对控制器参数进⾏⼀次最佳整定后，则可在任何使8.范围内改善调节质量，不需再次调整。
( )9.对同⼀被控对象，控制通道和⼲扰通道的特性是相同的。
(完整版)过程控制复习题
一、填空题1．在自动控制系统中，能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是 。
2．过渡过程终了时，被调参数所达到的新的稳态值与给定值之差叫做 。
3．在研究对象的动态特性时，将 看作对象的输出量，而将干扰作用和调节作用看作对象的输入量。
4．液柱式压力计是将被测压力转换成 进行测量的。
5．模拟式显示仪表是以仪表的指针（或记录笔）的 来模拟显示被测参数的连续变化。
6．信号传输采用电流传送—电流接收串联制方式的是 型仪表。
7．气动执行器的辅助装置 是利用反馈原理来改善执行器的性能，使执行器能按调节器的控制信号实现准确的定位。
8．简单调节系统也称为 ，通常是指由一个测量元件、变送器，一个调节器，一个调节阀和一个对象所构成的单闭环调节系统。
9．串级调节系统中，主回路是一个 调节系统。
10．在计算机控制系统中，计算机的输入和输出信号都是 信号。
11．在调节器参数整定时，若系统不允许产生等幅振荡，则 法不适用，否则容易影响生产的正常进行或造成事故。
12．在调节系统的品质指标中，被调参数偏离给定值的最大数值叫做 。
13．在计算机控制系统中，能够将数字信号转换为模拟信号的是 。
14．转子流量计采用的是 的流量测量方法。
15．节流现象是指流体流经装有节流装置的管道时，流体的 产生差异的现象 。
16．数字显示仪表是直接以 显示被测参数值大小的仪表。
17．DDZ –Ⅲ型仪表的现场传输信号是 。
18．当来自调节器或阀门定位器的信号压力增大时，推杆向下动作的执行机构叫做作用执行机构。
19．串级调节系统中，副回路是一个 调节系统。
20．在自动控制系统中，能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是 。
21．在自动控制系统中，需要控制其工艺参数的生产设备或机器称为 。
22．所谓研究对象的动态特性，就是要找出描述对象动态特性的 。
23．仪表的精度等级与仪表 的大小有关。
24．DDZ-Ⅲ型角行程电动执行器输入信号为4~20mA 的电流信号，输出轴的有效位移为 转角。
过程控制复习
过程控制题型：选择，判断，填空，简答，计算（以下为复习课提及考点）1.控制系统的性能指标：工业过程对控制的要求，可以概括为准确性、稳定性和快速性2.求调节时间ts，余差，稳定值即y（∞）ts:（反映快速性）被控变量进入新稳态值的±5%（也有的规定为±2%）；余差：（反映准确性）稳态值(实际)与设定值（目标）之差；衰减比：n=B1/B2.衰减率：nBBBBB/11121121-=-=-=ψ；动态偏差：为被控量偏离设定值的最大偏差值（图中A）超调为A/y(∞)*100%.【例】某化学反应器工艺规定操作温度为(900±10)℃。
考虑安全因素，控制过程中温度偏离设定值最大不得超过80℃。
现设计的温度控制系统在最大阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如下图所示。
则该系统的过渡过程的最大偏差、衰减比、余差和过渡时间各为多少？并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？最大偏差A = 950-900 = 50℃衰减比n = (950-908)：(918-908) = 4.2：1余差C = 908-900 =8℃过渡时间t = 47min题中要求该系统控制过程中温度偏离设定值最大不得超过80℃，而实际该系统过渡过程中偏离设定值的最大幅值仅为50℃，因此能够满足题中所给的工艺要求。
3. 判断自衡与非自衡1）自衡的定义：对象受到干扰作用后，平衡状态被破坏 ，无须外加任何控制作用，依靠对象本身自动平衡的倾向，逐渐地达到新的平衡状态的性质，称为平衡能力；2）非自衡的定义：对象受到干扰作用后，平衡状态被破坏 ，被调量以固定的速度一直变化下去而不会自动地平衡在新的平衡点，称为无平衡能力。
*注：积分1/s 具有积累存储功能(越来越大、发散)，能分解出1/s 因子的为非自衡；如：1/（s^2+s+5）为自衡，1/(s^2+s)=1/s(s+1)为非自衡。
4. 切线法进行对象拟合题型1求参数题型2画图s e TS K S G τ-+=1)(，u y y K ∆-∞=)0()(（u 为阶跃输入幅值，一般为单位阶跃u=1），τ为纯延迟。
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3－6 什么是直接参数和间接参数？这两者有什么关系？选择被控参数应遵守哪些基本原则？
答：
问题一：直接参数是指直接反映生产过程中产品的产量和质量的参数。
间接参数是间接反映产品产量和质量的参数。
问题二：间接参数与直接参数有单值的函数对应关系。
问题三：
１）选择对产品的产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用的、可直接测量的工艺参数为被控参数
２)当不能用直接参数作为被控参数时,应该选择一个与直接参数有单值函数关系的间接参数作为被控参数３)被控参数必须具有足够高的灵敏度
４）被控参数的选取，必须考虑工艺过程的合理性和所使用仪表的性能
3－7选择控制参数时，为什么要从分析过程特性入手?为什么选过程控制通道的放大系数K0要适当大一些,时间常数T0要小一些，而扰动通道K f要尽可能小一些，T f要大？
答:
问题一：在生产过程中往往有几个参数可作为控制参数，选择不同的控制参数,就相当于选择不同的过程特性，而过程的动态、静态特性直接影响着控制系统的稳态性能、动态性能和暂态性能.
问题二：控制通道的静态放大系数K0越大,表示控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强，控制效果越显著.时间常数T0的大小反映了控制作用的强弱，反映了控制器的校正作用克服扰动对被控参数影响的快慢。
若控制通道时间常数T0太大,则控制作用太弱，被控参数变化缓慢，控制不能及时，系统过渡过程时间长，控制质量下降，所以希望T0要小一些.
扰动通道K f越大则系统的稳态误差也越大，这表示在相同的阶跃扰动作用下,稳态下被控参数将偏离给定值越大，这样显著地降低控制质量，所以选择K f要尽可能小一些。
时间常数T f的增大，扰动作用于控制回路的过渡时间加长，但是由于过渡过程乘上一个1/T f的数值，使整个过渡过程的幅值减小T f倍，从而使其超调量随着T f的增大而减小，因而T f要大。
3－9在过程控制系统设计中，测量变送中常遇到的有哪些主要问题？怎样克服或尽量减小纯滞后、测量滞后及信号传送迟延问题？
答：
问题一：常遇到两种问题：1、有些检测和变送器有一定的时间常数，将造成所谓的测量滞后和传送滞后问题；2、有些测量变送器的阻尼较小，测量信号中将叠加大量高频噪声信号，将引起控制质量恶化的问题。
问题二：
法一,选择快速的测量元件（大体上选择测量元件的时间常数为控制通道的时间常数的1/10以下为宜）
法二，正确选择安装位置，要将检测仪表安装在被控变量的变化反应灵敏的位置.
法三,正确使用微分单元,可以在检测变送器后面使用一块微分单元，也可以在控制器中使用微分调节规律
3－14一个自动控制系统，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、余差分别有何影响？
（２）为了得到相同的系统稳定性,应如何调整调节器的比例度delta，并说明理由。
答：
问题一:在比例控制的基础上增加适当的积分作用，降低了系统的稳定性,增大了最大动态偏差，动态性能指标变差，消除了余差。
在比例控制的基础上增加了适当的微分作用，提高了系统的稳定性，降低了最大动态偏差，动态性能指标变好，余差有所减小但是不为零。
问题二：为了得到相同的系统稳定性,在增加了积分作用的情况下，delta的值要增大，以弥补积分作用引起的稳定性下降；在增加微分作用的情况下,delta的值要减小，因为微分作用的引入使得系统的稳定性变好。
３—１５微分作用规律对克服被控对象的纯滞后和容积滞后的效果如何？
答：微分作用的大小和被控变量随着时间变化的变化率成正比。
当被控变量的滞后是由于容积滞后造成的,其被控变量随着时间的变化率是不为零的，此时微分作用的输出也不等于零；当被控变量的滞后是由于纯滞后引起的，则在纯滞后时间内，被控变量随时间的变化速度等于零,此时微分作用的输出也等于零,相当于没有作用。
因此微分作用可以改善被控对象由于容积滞后所带来的影响，而对纯滞后无能为力。
３－２２一个热交换器，用蒸汽将进入其中的冷水加热至一定温度,生产工艺要求热水温度应保持定值（ｔ±１摄氏度），试设计一个单回路控制系统.
答：
1、选择被控变量:热水的温度
2、选择控制参数:（冷水的流量、加热蒸汽的流量）
3、选择调节阀的气开、气关型式
4、选择控制器的控制规律和正反作用
5、选择测量变送器
5、画出系统流程图和结构图
１、过程控制的特点
过程控制系统由被控过程和过程检测控制仪表组成
过程控制属于慢过程是因为被控过程具有大惯性、大滞后等特性
过程控制的最常用的形式是定值控制
２、过程控制系统的组成及其分类
过程控制系统的概念
掌握从特定的控制系统中指出过程、检测与控制仪表（具体见课后习题）
过程控制系统的分类
１、基本概念
什么是被控过程
什么是数学模型
什么是过程通道、控制通道、扰动通道
什么是有自衡能力的被控过程、无自衡能力的被控过程
什么是试验法建模
过程建模的任务:确定模型的结构、确定模型结构中的参数值
基本过程环节建模
１、容器：流量的变化引起容器液位高度的变化
２、阻力器件:阻力器件一端的压力大小变化引起阻力器件另一端流量变化
３、传输带：引起流量纯滞后
４、定量泵：引起非自衡的原因
基本概念:相对误差、精度等级(会计算）
温度检测仪表：测温原理
一些使用注意事项(补偿导线的要求、补偿电桥的原理、热电阻三线制用法的原理）温度变送器：辨别零点调整、零点迁移的特性曲线的区别；温度变送器的主要功能模块
掌握ＤＤＺ三型调节器的电路结构，熟悉各功能模块的硬件设计，做到看图写功能的程度。
1
A +
-
i
U s
U 01
U B
U R
R
R R
R R
R
F
T
011
2
U 0
R V o3
V o2
+
-A 3
V 02R D
C D
R p
∂1I d n
1I d
3
A +
-
B
U F
T
O
U C
i
U
１、执行器由执行机构和调节机构两部分组成.
２、执行机构按照使用能源的不同可分为哪几类?标准的电压、气压信号为？？
３、气动执行器相当于一阶惯性环节；电动执行机构相当于比例环节；气动执行器＋阀门定位器相当于?？环节。
４、掌握执行器的气开气关型式 ５、掌握执行器的流量特性
调节规律和控制系统的性能指标的关系
比例调节：缩小偏差；但调节后有稳态误差。
积分调节：清除稳态误差；但动态品质会恶化，包括调节时间、上升时间加长,超调量加大（最大动态偏差增大）.
微分调节：有利于控制系统的稳定性;增强调节的动态品质，减小最大动态偏差；它本身对偏差大小没有影响；且易受干扰。
PID调节：其中P运算承担主要调节任务，在大偏差时，迅速有力地缩小偏差；D运算是主要在调节起始阶段，改善动态品质； I运算主要是在调节结束阶段消除稳态误差.
1、对过程控制系统的一般要求
2、控制方案的设计：性能指标的选择
被控参数的选择
控制参数的选择
检测变送器的选择
执行器的选择
控制器的选择
下图为某被控过程在阶跃输入下的响应曲线，请根据响应曲线的形状,讨论符合该形状的模型结构，并用作图法叙述求出其中一种模型的参数。
如下两图为某被控对象在P或者I调节规律作用下的扰动输入下系统输出曲线，请判断哪个图所示的为P调节规律，并说明原因.
y
t
y
t
如下两图为某被控对象在I调节规律作用下的扰动输入下系统输出曲线，请判断哪个图所对应的积分时间更大，并说明原因。
如图所示为一加热炉温度控制系统，为保证生产正常进行，工艺要求物料的出口温度恒定
在比较严格的一个值上。
请回答如下问题:
1)指出该系统中的被控变量、操纵变量、被控对象各是什么？
2)该系统可能的扰动有哪些？
3)该系统的控制通道是指什么？
4)试画出该系统的方块图。
5)选择控制器的控制规律。
6)如果被加热物料易分解，试确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正反作用。
7)试分析当被加热物料的流量突然减少时,系统的控制过程及各信号的变化情况。