过程控制思考题(填空简答)

1、列举4种以上热工参数

答：温度、压力、流量、液位、成分、物性

2

、单回路控制系统方框图（构成）

3、工业生产对过程控制的要求（简答）

答：安全性:确保生产过程中人身与设备安全,保护或减少生产过程对环境的影响。 稳定性:具有抑制外部干扰、保持生产过程长期稳定运行的能力。

经济性：实现效益最大化或成本最小化。

4、过程控制系统的组成 (广义和常规定义)

答： 广义对象:检测元件、变送器、执行器和被控对象

5．控变量/受控变量/过程变量（Controlled Variable - CV , Process Variable - PV ）、

设定值/给定值 (Setpoint - SP, Setpoint Value - SV )、

操纵变量/操作变

(ManipulatedVariable, MV)

扰动/扰动变量 (Disturbance

Variable ，DV)

控制器G c (s )执行器G v (s)控制通道G p (s)测量变送

G m (s )设定值y sp 偏差 e +_控制变量u 操纵变量q 被控变量y 测量值

y m 扰动 D 干扰通道

G D (s )+

+被控对象

测量/测量信号 (Measurement )

控制/控制信号/控制变量（Control Variable ）

6、干扰和扰动的概念

答：干扰（扰动）：除操纵变量以外，作用于对象并能引起被控变量变化的因素，称为干扰或扰动。

7、过程控制系统按结构如何分类（画出结构图）

答：反馈控制系统

前馈控制系统

前馈-反馈控制系统

7、按设定值如何分类

答：定值控制系统：设定值固定不变或在规定的小范围内变化

随动控制系统：设定值随时间任意变化

程序控制系统：设定值按预定的时间程序变化，也称为顺序控制系统

8、过程控制单项性能指标有哪些？分别表征什么特性（会算）

答：最大偏差和超调量（准确性指标）、衰减比（稳定性指标）、余差（准确性指标）、过

渡时间（快速性指标）、振荡周期或频率（快速性指标）

9、数学模型要素

答：输出量和输入量

10、有自衡过程和无自衡过程（含传递函数）

答：当原来处于平衡状态的过程出现干扰时，其输出量在无人或无控制装置的干预下，能够自动恢复到原来或新的平衡状态，则称该过程具有自衡特性，否则，该过程则被认为无自衡特性。

11、被控过程数学模型的建立方法

答：机理法、实验法、混合法（机理法与实验法相结合）。

12、过程一阶环节、二阶环节的传递函数 答：一阶： 二阶： 0

1220)()()(a s a s a b s U s Y s G ++==1)()()(+==Ts K s U s Y s G

13、阶跃响应曲线法的测试对象与注意事项

答：对象：处于开环、稳态的被控对象

注意：1、测试前，被控过程应处于相对稳定的工作状态

2、输入的阶跃变化量不能过大，一般取正常输入信号最大幅值的5%～15%之

间，一般取10%。

3、完成一次实验测试后，应使被控过程恢复原来工况并稳定一段时间，再做

第二次实验测试

4、在相同条件下应重复多次实验

5、分别作阶跃输入信号为正、反方向变化的实验对比，以反映非线性因素对

过程的影响

14、一阶惯性环节的K 、T 、tao 的实验确定法 答：先由阶跃响应曲线定出y 无穷，根据 确定K 的值。再在阶跃响应曲线的起点t=0处做切线，该切线与y 无穷的交点所对应的时间即为T 。

16、过程干扰通道中Kf ，Tf ，和τf 对系统的影响

答：1、干扰通道静态放大系数Kf 越大，则系统的稳态误差越大，这表示在相同的阶跃

扰动作用下，将使被控参数偏离给定值越大，显著的降低了控制质量；若Kf 很小，这时即使扰动量较大，其影响也较小。

2、干扰通道时间常数Tf 越大，个数越多，干扰对被控参数的影响就越小，系统的控

制质量就越高。

3、干扰通道中存在纯滞后τf ，则干扰对被控参数的影响推迟了时间τf ，因而控制

作用也推迟了时间τf ，使整个过渡过程曲线推迟的时间为τf 。

16+、过程控制通道中K 、T 、tao 对系统的影响。

在相同衰减K 0越大，则表明控制参数对被控参数的影响越大，克服干扰影响更

为有效。比情况下，K 0K p =常数，当K 0越大时，K p 则越小，而K p 小则比例度δ

大。在调节器参数整定时，δ大比较容易调整，反之则不易调整。

控制通道时间常数T 0的大小反映了控制作用的强弱，反映了调节器的校正作用

克服扰动对被控参数影响的快慢。

控制通道的纯滞后会使系统的动态偏差增大，超调量增加，最终导致控制质量下

降。

17、说明图中过程控制仪表类型和作用（方框图）

答：1、液位控制、液位指示，

2、温度控制

3、压力控制

18、控制通道Ko 对控制质量的影响

答：从控制的有效性及调节器参数易调整性来考虑，希望控制通道放大倍数K0越大越好。0)(x y K ∞=

但是，如果K0过大，会引起控制通道过于灵敏，使控制系统不稳定。

19、控制通道T 对控制质量的影响

答：T 越大，系统的控制质量越差，太小则稳定性下降，系统质量也变差。大小应该适中。

20、控制通道滞后有哪些？有什么影响？

答：纯滞后τ0和容量滞后τc 。

1、控制通道的纯滞后会使系统的动态偏差增大，超调量增加，最终导致控制质量下降。

2、控制通道的容量滞后τc 同样会造成控制作用不及时，使控制质量下降。若引入微分作用，可克服τc 对控制质量的影响。

21、控制通道时间常数匹配的原则

答：时间常数相差越大，临界稳定增益越大，系统开环增益就允许增大得越多，因而对系

统的控制质量就越有利。所以，选择控制参数时，应将时间常数尽量错开 。

22、放大倍数 Km 的影响

答：Km 与变送器的量程有关，量程小则Km 。作为广义对象的一部分， Km 本身不影响

控制系统的性能指标。然而．当变送器精度等级一定时，量程小，有利于减小显示误差。

23、时间常数Tm 的影响，补偿方法

答：若Tm 较大，则会使被控参数的测量值与实际值之间产生较大的动态误差，从而对系

统的控制质量产生不利的影响。补偿：测量通道时间常数选控制通道的0.1倍，也可在变送器的输出端串联一微分环节。

24、滞后时间τm 的影响

答：会使系统的动态偏差增大，超调量增加，最终导致控制质量下降。

25、τm 的产生的原因，补偿方法

答：产生原因：1、检测仪表本身不能连续输出。2、安装位置不合适

补偿方法：加一个环节，使其的传递函数为 26、按使用的能源形式分类

答：气动、电动、液动

27、执行器构成

答：执行机构、调节机构

28、调节机构的结构

答：主要构成：阀体、阀座、阀心、和阀杆或转轴

29、气开、气关阀的选择依据

答：⑴ 首先要从生产安全出发。

⑵ 从保证产品质量出发。

⑶ 从降低原料、成品、动力损耗来考虑。

⑷ 从介质的特点考虑。

30、调节阀流量特性有几种，分别是哪几种？

答：1、直线特性 2、等百分百特性 3、快开特性 4、抛物线特性

31、阀门定位器在什么情况下用？分类

答：当调节阀上的压降过大，因填料压得过紧使阀杆存在较大的摩擦力以及流体黏度较大

时，都能产生附加的力来阻碍阀芯的运动，这时调节阀的开度将与调节器的要求不符，这时就可以在调节阀上附设阀门定位器。

分类：电气阀门定位器、气动阀门定位器、智能阀门定位器

32、 什么是比例度？有什么意义？

)

1)(()(s m B m e s G s G τ--=