过程控制复习

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。