过程装备控制技术习题及参考答案new

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过程装备控制技术及应用课后习题答案)

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1. 过程装备的三项基本要求过程装备的三项基本要求:安全性、经济性和稳定性.A.安全性:指整个生产过程中确保人身和设备的安全B.经济性:指在生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少,也就是要求生产成本低而效率高C.稳定性:指系统应具有抵抗外部干扰,保持生产过程长期稳定运行的能力.2. 过程装备控制的主要参数:温度、压力、流量、液位(或物位)、成分和物性等.3. 流程工业四大参数:温度、压力、流量、液位(或物位)4. 控制系统的组成控制系统的组成:(1)被控对象 (2)测量元件和变送器 (3)调节器 (4)执行器5. 控制系统各参量及其作用:1.被控变量 y 指需要控制的工艺参数,它是被控对象的输出信号 2.给定值(或设定值) ys 对应于生产过程中被控变量的期望值 3.测量值 ym 由检测元件得到的被控变量的实际值 4.操纵变量(或控制变量)m 受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,它是调节阀的输出信号5.干扰(或外界扰动)f 引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素6.偏差信号 e 在理论上应该是被控变量的实际值与给定值之差7.控制信号u 控制器将偏差按一定规律计算得到的量。

6. 控制系统的分类(1)控制系统的分类:按给定值 a 定值控制系统;随动控制系统;程序控制系统(2) b c 按输出信号的影响 a 闭环控制;b 开环控制(3)按系统克服干扰的方式 a 反馈控制系统;b 前馈控制系统;c 前馈-反馈控制系统7. 控制系统过度过程定义:从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起,调节器开始发挥作用,使被控变量回复到给定值附近范围内,然而这一回复并不是瞬间完成的,而是要经历一个过程,这个过程就是控制系统的过渡过程。

8. 阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点(1)发散振荡过程:这是一种不稳定的阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点:过渡过程,因此要尽量避免(2)等幅振荡过程:被控变量在某稳定值附近振荡,而振荡幅度恒定不变,这意味着系统在受到阶跃干扰作用后,就不能再稳定下来,一般不采用(3)衰减振荡过程:被控变量在稳定值附近上下波动,经过两三个周期就稳定下来,这是一种稳定的过渡过程(4)非振荡的过渡过程:是一个稳定的过渡过程,但与衰减振荡相比,其回复到平衡状态的速度慢,时间长,一般不采用。

过程装备控制技术及应用-选择精选全文完整版

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可编辑修改精选全文完整版1下列哪一项不是生产过程自动化包含的内容(D)A 自动检测系统B 自动控制系统C信号联锁系统D自动识别系统答案:D 生产过程自动化主要包含自动检测系统、信号联锁系统、自动操纵系统、自动控制系统2闭环控制系统是根据______B_____信号进行控制的。

A被控量B偏差C扰动D给定值3 下列关于串级控制系统说法错误的是(B)A 串级控制系统包含两个回路,主环和副环B 应使系统中主要干扰包含在主环内C应使非线性环节尽量包含在副环中D 当对象具有较大的纯滞后时,应使副环尽量少包含或不包含纯滞后4根据爆炸气体的分级和分组,下列气体最危险的是( D )A甲烷(ⅠT1)B丁烷(ⅡA T2)C异戊二烯(ⅡB T3)D硝酸乙酯(ⅡC T6)5对于PID调节器,I的作用是( B )AI的作用是减小动态偏差B I的作用是消除静态偏差CI的作用是消除动态偏差D I对静态偏差无作用6.关于工艺介质分路以下哪个是正确的DA.静态性能好B.响应快C.可以采用三通阀D以上都是7.继电器的作用有哪些DA控制B放大C保护和调节D以上都是8.电动仪表控制的特点(D)A.能源简单 B.防爆 C.可实现无滞后的远距离传送D以上都是9.在化学反应器的控制中,以下属于约束条件的是EA催化剂活性 B 温度压力 C 反应物配比 D 流速 E 以上都是10.不是精馏塔的控制特性是哪一个AA对象是线性,系统动态响应快B多输入,多输出,被控变量,操纵变量多C系统间关联D控制要求高,方案多一.选择题1.控制系统性能指标中的余差反映了系统的(B)A.稳定性B.准确性C.响应快慢2.偏差积分性能指标中对大偏差敏感的是(B)A.平方误差积分B.时间积平方误差积分C.绝对误差积分3.为防止锅炉生产中产生脱火现象应采用(A)控制A.选择B.比值C.串级4.当一台压缩机的出口压力不够时,应采用2台或以上的(B)A.并联B.串联C.没所谓5.过程控制的第一要求是(A)A.安全性B.经济性C.稳定性6.图示标志的含义是(C)A.自动安装B.集中盘面安装C.就地安装7.如图想要增加容器的真空度,阀门开度应(A)A.↑B.↓C.都可以8.下列属于串级控制的是(A)ACB9.如下图所示的换热器的控制系统流程图,操纵变量是(B)A.物料出口温度B.蒸汽流量C.换热量10.液氨蒸发器的单回路控制如下图,应用(C)控制系统实现待冷却物料温度控制并保证液氨不满罐A.串级B.比值C.选择1上图中a代表什么(A )A 调节器B 执行器C 被控对象D测量元件及变送器2 下列哪个不是被控对象特性的参数(D )A 放大系数B 时间常数C 滞后时间D 变量偏差3 反馈控制系统的控制依据是什么(C )A干扰量的变化 B 被控变量 C 被控变量的偏差 D 干扰量的波动4 一下哪项不属于定比值控制系统(D )A 开环比值控制系统B 单闭环比值控制系统C 双闭环比值控制系统D 双开环比值控制系统5 “一个执行器,两个控制器”是哪个控制系统的特点(B )A 前馈控制系统B 串级控制系统C 比值控制系统D 选择性控制系统6 电动控制仪表中电流信号电动Ⅲ型仪表的电流为(C )A 0--10mAB 10--20mAC 4—20mAD 0—20mA7 下图属于什么控制(D )A 分程控制B 前馈控制C 分段控制D 串级控制8 “任何扰动对系统的影响均可消除”是哪个控制的优点(D )A 前馈控制B 串级控制C 比值控制D 反馈控制9 实现均匀控制有几种方案(B )A 2种B 3种C 4种D 5种10 下列哪个物质属于第Ⅰ类爆炸性物质(A )A 矿井甲烷B 可燃蒸汽C 易燃纤维D 爆炸性气体过程装备控制技术及运用一、选择题。

过程装备控制技术及应用试题

过程装备控制技术及应用试题

一、选择填空1、闭环控制系统是根据___________信号进行控制的。

A、被控量B、偏差C、扰动D、给定值2、被控对象在PI调节器作用下,当δ增加时,其动态偏差____减小 _______,静态偏差___增大_______。

A、增大B、减小C、不变3、被控对象干扰通道具有纯迟延τ,对系统控制质量____没影响____;控制通道Tτ减小,对控制质量___有利 ____。

A 、有利 B、不利 C、没影响4、需要知道对象的动态特性,才能进行参数整定的工程方法是___________。

A、临界比例带法B、衰减曲线法C、响应曲线法D、广义频率法5、在控制过程中手/自动切换时的最基本要求是( 无扰动 )。

(A)手/自动可相互跟踪;(B)无扰动;(C)切换时的扰动量必须在规定范围内;(D)根据当时运行工况而定。

答案:B6、DDZ-Ⅲ型仪表采用国际标准信号,现场传输信号是(4~20mADC ),控制联络信号为1~5VDC。

(A)0~10mADC;(B)4~20mADC;(C)1~5VDC;(D)1~10VDC。

答案:B7、浮子式流量计的安装方式为( 垂直地面安装 )。

(A)垂直地面安装;(B)与地面成45°安装;(C)与地面成水平安装;(D)以上方式都可以安装。

答案:A8、对于PID调节器( I的作用是消除静态偏差、D的作用是减小动态偏差 )。

(A)I的作用是减小动态偏差、D的作用是消除静态偏差;(B)I的作用是消除静态偏差、D的作用是消除动态偏差;(C)I的作用是消除动态偏差、D的作用是减小静态偏差;(D)I的作用是消除静态偏差、D的作用是减小动态偏差。

答案:D(A)0~10mA;(B)4~20mA;(C)0~90°转角;(D)交流无触点开关。

答案:C10、DCS装置本身只是一个软件、硬件的组合体,只有经过 ( 软、硬件组态 )以后才能成为真正适用于生产过程的应用控制系统。

(A)软、硬件组态;(B)程序下载;(C)程序编写;(D)程序编译。

过程装备控制习题答案

过程装备控制习题答案

过程装备控制习题答案过程装备控制习题答案过程装备控制是工程领域中至关重要的一部分,它涉及到工业生产中的各个环节,如物料输送、温度控制、压力调节等。

在学习过程装备控制的过程中,习题是一种非常有效的学习方法。

本文将为大家提供一些过程装备控制习题的答案,帮助大家更好地理解和应用相关概念。

1. 什么是过程装备控制?过程装备控制是指通过控制系统对工业生产中的各个环节进行监测和调节,以实现生产过程的稳定和优化。

它包括了传感器、执行器、控制器等设备的应用,以及相关的控制算法和策略的设计与实施。

2. 过程装备控制的目的是什么?过程装备控制的目的是确保生产过程中的各个环节能够按照既定的要求进行运行,以实现生产效率的提高和产品质量的稳定。

通过对生产过程的监测和调节,可以避免生产中的不良品产生,提高产品的一致性和可靠性。

3. 什么是PID控制器?PID控制器是一种常用的过程装备控制算法,它通过对误差、偏差和积分项的计算和调整,来实现对过程变量的控制。

PID控制器的全称是比例-积分-微分控制器,它可以根据系统的实际情况进行参数的调整,以实现对过程变量的精确控制。

4. 如何调整PID控制器的参数?PID控制器的参数调整是过程装备控制中的重要一环。

一般来说,可以通过试控法、经验法和优化算法等方法来进行参数的调整。

试控法是指通过多次试验和调整来逐步找到最佳的参数组合;经验法是指根据经验和专业知识来进行参数的初步设定;优化算法是指通过数学模型和计算方法来寻找最优的参数组合。

5. 什么是反馈控制?反馈控制是一种常用的过程装备控制策略,它通过对系统输出的反馈信号进行监测和调整,来实现对系统输入的控制。

反馈控制可以根据系统的实际情况来调整控制器的输出,以实现对系统的稳定和优化。

6. 什么是前馈控制?前馈控制是一种常用的过程装备控制策略,它通过对系统输入的预测和调整,来实现对系统输出的控制。

前馈控制可以根据系统的预期要求来调整控制器的输出,以实现对系统的精确控制。

过程装备控制技术和应用习题和参考答案

过程装备控制技术和应用习题和参考答案

2.自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些?答:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。

8.什么是自动控制系统的过度过程?在阶跃干扰作用下有哪几种基本形式?其中哪些能满足自动控制的要求,哪些不能,为什么?答:系统从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为系统的过度过程。

①发散振荡过程②等幅振荡过程③衰减振荡过程④非振荡的单调过程。

衰减振荡和非振荡的单调过程属于稳定的过渡过程,能满足自动控制的要求,其它的不能。

9.试画出衰减比分别为n<1,n=1,n>1,n→∞时的过度过程曲线?4.在控制系统中,对象的放大系数,时间常数,滞后时间对控制有什么影响?答:对于不同的通道,对象的特性参数(K,T ,τ)对控制作用的影响是不同的。

对于控制通道:放大系数K大,操纵变量的变化对被控变量的影响就大,即控制作用对扰动的补偿能力强,余差也小;放大系数K小,控制作用的影响不显著,被控变量的变化缓慢。

但K太大,会使控制作用对被控变量的影响过强,使系统的稳定性下降。

在相同的控制作用下,时间常数T 大,则被控变量的变化比较缓慢,此时对象比较平稳,容易进行控制,但过渡过程时间较大;若时间常数T小,则被控变量变化速度快,不易控制。

时间常数太大或太小,在控制上都将存在一定困难,因此,需根据实际情况适中考虑。

滞后时间τ的存在,使得控制作用总是落后于被控变量的变化,造成被控变量的最大偏差增大,控制质量下降。

因此,应尽量减小滞后时间τ。

对于扰动通道:放大系数K大对控制不利,因为当扰动频繁出现且幅度较大时,被控变量的波动就会很大,使得最大偏差增大;而放大系数k小,即使扰动较大,对被控变量仍然不会产生多大影响。

时间常数T大,扰动作用比较平缓,被控变量变化较平稳,对象较易控制。

纯滞后的存在,相当于将扰动推迟τ0时间才进入系统,并不影响控制系统的品质;而容量滞后的存在,则将使阶跃扰动的影响趋于缓和,被控变量的变化相应也缓和些,因此,对系统是有利的。

过程装备控制技术及应用 选择

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1下列哪一项不是生产过程自动化包含的内容(D)A 自动检测系统B 自动控制系统C信号联锁系统D自动识别系统答案:D 生产过程自动化主要包含自动检测系统、信号联锁系统、自动操纵系统、自动控制系统2闭环控制系统是根据______B_____信号进行控制的。

A被控量B偏差C扰动D给定值3 下列关于串级控制系统说法错误的是(B)A 串级控制系统包含两个回路,主环和副环B 应使系统中主要干扰包含在主环内C应使非线性环节尽量包含在副环中D 当对象具有较大的纯滞后时,应使副环尽量少包含或不包含纯滞后4根据爆炸气体的分级和分组,下列气体最危险的是( D )A甲烷(ⅠT1)B丁烷(ⅡA T2)C异戊二烯(ⅡB T3)D硝酸乙酯(ⅡC T6)5对于PID调节器,I的作用是( B )AI的作用是减小动态偏差B I的作用是消除静态偏差CI的作用是消除动态偏差D I对静态偏差无作用6.关于工艺介质分路以下哪个是正确的 DA.静态性能好B.响应快C.可以采用三通阀D以上都是7.继电器的作用有哪些 DA控制B放大C保护和调节D以上都是8.电动仪表控制的特点(D)A.能源简单 B.防爆 C.可实现无滞后的远距离传送D以上都是9.在化学反应器的控制中,以下属于约束条件的是EA催化剂活性 B 温度压力 C 反应物配比 D 流速 E 以上都是10.不是精馏塔的控制特性是哪一个 AA对象是线性,系统动态响应快B多输入,多输出,被控变量,操纵变量多C系统间关联D控制要求高,方案多一.选择题1.控制系统性能指标中的余差反映了系统的(B)A.稳定性B.准确性C.响应快慢2.偏差积分性能指标中对大偏差敏感的是(B)A.平方误差积分B.时间积平方误差积分C.绝对误差积分3.为防止锅炉生产中产生脱火现象应采用(A)控制A.选择B.比值C.串级4.当一台压缩机的出口压力不够时,应采用2台或以上的(B)A.并联B.串联C.没所谓5.过程控制的第一要求是(A)A.安全性B.经济性C.稳定性6.图示标志的含义是(C)A.自动安装B.集中盘面安装C.就地安装7.如图想要增加容器的真空度,阀门开度应(A)A.↑B.↓C.都可以8.下列属于串级控制的是(A)AC B9.如下图所示的换热器的控制系统流程图,操纵变量是(B)A.物料出口温度B.蒸汽流量C.换热量10.液氨蒸发器的单回路控制如下图,应用(C)控制系统实现待冷却物料温度控制并保证液氨不满罐A.串级B.比值C.选择1上图中a代表什么(A )A 调节器B 执行器C 被控对象D测量元件及变送器2 下列哪个不是被控对象特性的参数(D )A 放大系数B 时间常数C 滞后时间D 变量偏差3 反馈控制系统的控制依据是什么(C )A干扰量的变化 B 被控变量 C 被控变量的偏差 D 干扰量的波动4 一下哪项不属于定比值控制系统(D )A 开环比值控制系统B 单闭环比值控制系统C 双闭环比值控制系统D 双开环比值控制系统5 “一个执行器,两个控制器”是哪个控制系统的特点(B )A 前馈控制系统B 串级控制系统C 比值控制系统D 选择性控制系统6 电动控制仪表中电流信号电动Ⅲ型仪表的电流为(C )A 0--10mAB 10--20mAC 4—20mAD 0—20mA7 下图属于什么控制(D )A 分程控制B 前馈控制C 分段控制D 串级控制8 “任何扰动对系统的影响均可消除”是哪个控制的优点(D )A 前馈控制B 串级控制C 比值控制D 反馈控制9 实现均匀控制有几种方案(B )A 2种B 3种C 4种D 5种10 下列哪个物质属于第Ⅰ类爆炸性物质(A )A 矿井甲烷B 可燃蒸汽C 易燃纤维D 爆炸性气体过程装备控制技术及运用一、选择题。

常州大学过程装备控制技术及应用重点(删减版)

常州大学过程装备控制技术及应用重点(删减版)

过程装备控制技术及应用习题及参考答案第一章 控制系统的基本概念9.试画出衰减比分别为n<1,n=1,n>1,n →∞ 时的过度过程曲线?答:如图所示:第二章 过程装备控制基础6.什么是调节器的控制规律?调节器有哪几种基本控制规律?答:调节器的控制规律是指调节器的输出信号随输入信号变化的规律或是指控制器的输出信号P 与输入偏差信号e 之间的关系。

常用的基本调节规律有:位式,比例,积分,微分等,以及它们的组合控制规律如PI ,PD ,PID 。

15.调节器控制规律选择的依据是什么?答:关于控制规律选取可归纳为以下几点:① 简单控制系统适用于控制负荷变化较小的被控变量,如果负荷变化较大,无论选择哪种调节规律,简单控制系统都很难得到满意的控制质量,此时,应设计选取用复杂的控制系统。

② 在一般的控制系统中,比例控制是必不可少的,当广义对控制通道时间常数较少,负荷变化较小,而工艺要求不高时,可选择单纯的比例规律,如贮罐液位,不太重要的压力等参数控制。

n<1,发散振荡n 〉1,衰减振荡 n=1,等幅振荡 n →∞,单调过程③ 当广义对象控制通道时间常数较,负荷变化较小,而工艺要求无余差时,可选用比例积分调节规律,如管道压力,流量等参数的控制。

④ 当广义对象控制通道时间常数较大或容量滞后较大时,应引入微分作用,如工艺充许消除余差,可选用比例微分调节规律;如工艺要求无余差时,则选用PID 调节规律,如温度,成分,PH 等参数控制。

⑤ 如果被控对象传递参数可用 近似,则可根据对象的可控比t/T 选择哪个调节器的调节规律。

当t/T 时,选用P 或PI ;当 时,选PD 或PID ;当 时,采用简单控制系统往往不能满足控制要求,这时应选用复杂控制系统。

第三章 过程检测技术13用两只分度号为K 的热电偶测量A 区与B 区的温差,连接方法如图3-79所示。

若(1) 0220A t C = , 020B t C =(2)0200A t C =, 0500B t C =试分别求两种情况下的示值误差,并解释为何与实际温差不同.解:查热电偶分度号表:K 型热电偶:20℃ 200℃ 220℃ 500E: 0.798mv 8.137mv 8.937mv 20.640mv(1) ΔE=8.938-0.798=8.140mv反查K 热电偶分度号表: 201℃-----8.177mv内析求得: Δt=200.075℃(2) ΔE=20.640-8.137=12.503℃反查K 分度号表:307----12.498℃; 308----12.539℃内析求得: Δt=307.12℃分析原因:低温度下热电势与温度线性关系较好,高温时误差较大。

过程装备控制习题答案

过程装备控制习题答案

过程装备控制习题答案过程装备控制习题答案过程装备控制是工程领域中的重要课题,涉及到工业生产中的自动化控制、监测和优化。

在学习过程装备控制的过程中,习题练习是必不可少的一部分。

本文将为大家提供一些过程装备控制习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。

1. 什么是过程装备控制?过程装备控制是指在工业生产过程中,通过自动化控制系统对装备进行监测、控制和优化,以实现生产过程的高效、安全和稳定。

它涉及到传感器、执行器、控制器等装备的使用,通过数据采集、信号处理和控制算法的运算,实现对装备运行状态的监测和控制。

2. 过程装备控制的主要目标是什么?过程装备控制的主要目标是提高生产过程的效率、安全性和稳定性。

通过对装备运行状态的监测和控制,可以及时发现问题并采取相应的措施,避免生产事故的发生。

同时,通过优化控制算法和参数,可以提高生产过程的效率,减少能源和原材料的消耗。

3. 过程装备控制中常用的传感器有哪些?过程装备控制中常用的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等。

这些传感器可以将装备运行状态转化为电信号,供控制系统进行处理和分析。

4. 过程装备控制中常用的控制器有哪些?过程装备控制中常用的控制器包括PID控制器、模糊控制器和自适应控制器等。

PID控制器是最常用的一种控制器,它通过比较实际值和设定值的差异,调整控制信号,使得装备的输出值趋近于设定值。

模糊控制器和自适应控制器则更加复杂,可以根据装备运行状态的变化,自动调整控制算法和参数。

5. 过程装备控制中常用的优化算法有哪些?过程装备控制中常用的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法和粒子群算法等。

这些算法可以通过对控制参数的搜索和优化,找到使得装备运行状态最优的控制策略。

6. 过程装备控制中的常见问题有哪些?过程装备控制中常见的问题包括装备故障、控制信号失效和控制参数漂移等。

这些问题可能导致装备运行不稳定或者无法达到设定值,需要及时进行故障诊断和修复。

过程装备控制技术及应用答案

过程装备控制技术及应用答案

过程装备控制技术及应用答案【篇一:过程装备控制技术及应用习题及参考答案】txt>1、什么叫生产过程自动化?生产过程自动化主要包含了哪些内容?答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。

主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2、自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些?答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。

自动控制系统常用的术语有:被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数;给定值(或设定值)ys——对应于生产过程中被控变量的期望值;测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实际值;操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号;干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=ym - ys控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。

3、什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同?答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点成的表示控制系统组成和作用的图形。

其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。

采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。

而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程,即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。

过程装备控制技术习题及参考答案new.

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过程装备控制技术习题及参考答案new.过程装备控制技术习题及参考答案第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化?生产过程自动化主要包含了哪些内容?答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。

主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2.自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些?答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。

自动控制系统常用的术语有:被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度;给定值(或设定值)y s——对应于生产过程中被控变量的期望值;测量值y m——由检测原件得到的被控变量的实际值;操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号;干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=y m - y s控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。

3.什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同?答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。

其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。

采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。

而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程,即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。

过程装备与控制工程基础知识单选题100道及答案解析

过程装备与控制工程基础知识单选题100道及答案解析

过程装备与控制工程基础知识单选题100道及答案解析1. 过程装备控制技术中,反馈控制的依据是()A. 给定值B. 偏差C. 干扰D. 被控变量答案:B解析:反馈控制的依据是偏差。

2. 下列哪种材料常用于制造压力容器的封头()A. 铸铁B. 铸钢C. 钢板D. 钢管答案:C解析:钢板常用于制造压力容器的封头。

3. 以下属于过程装备静设备的是()A. 压缩机B. 离心泵C. 换热器D. 通风机答案:C解析:换热器属于静设备,压缩机、离心泵、通风机属于动设备。

4. 化工设备中,用于储存液体的容器称为()A. 储罐B. 反应釜C. 蒸发器D. 干燥器答案:A解析:用于储存液体的容器称为储罐。

5. 过程装备设计时,安全系数的选取原则是()A. 越大越好B. 越小越好C. 适中D. 随意答案:C解析:安全系数选取应适中,过大造成浪费,过小不安全。

6. 以下哪种密封形式常用于高压容器()A. 填料密封B. 机械密封C. 迷宫密封D. 金属平垫密封答案:D解析:金属平垫密封常用于高压容器。

7. 塔设备按内件结构可分为()A. 板式塔和填料塔B. 精馏塔和吸收塔C. 常压塔和减压塔D. 泡罩塔和筛板塔答案:A解析:塔设备按内件结构分为板式塔和填料塔。

8. 换热器中,提高传热效率最有效的途径是()A. 增加传热面积B. 提高冷热流体的温差C. 提高传热系数D. 增加流体流速答案:C解析:提高传热系数是提高传热效率最有效的途径。

9. 压力容器的设计压力是指()A. 工作压力B. 最大工作压力C. 计算压力D. 公称压力答案:B解析:设计压力指容器顶部的最大工作压力。

10. 下列哪种无损检测方法适用于检测内部缺陷()A. 磁粉检测B. 渗透检测C. 超声检测D. 射线检测答案:D解析:射线检测适用于检测内部缺陷。

11. 过程控制中,比例控制的特点是()A. 消除余差B. 反应快C. 控制精度高D. 能克服所有干扰答案:B解析:比例控制反应快,但有余差。

《过程装备控制技术及应用》第二版 王毅张早校 思考题及习题答案

《过程装备控制技术及应用》第二版 王毅张早校 思考题及习题答案

《过程装备控制技术及应用》(第二版)王毅、张早校化学工业出版社思考题与习题及参考答案第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化生产过程自动化主要包含了哪些内容答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。

主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2.自动控制系统主要由哪几个环节组成自动控制系统常用的术语有哪些答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。

自动控制系统常用的术语有:被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度;给定值(或设定值)y s——对应于生产过程中被控变量的期望值;测量值y m——由检测原件得到的被控变量的实际值;操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号;干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=y m - y s控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。

3.什么是自动控制系统的方框图它与工艺流程图有什么不同答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。

其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。

采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。

而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程,即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。

过程装备控制技术样题

过程装备控制技术样题

过程装备控制技术复习大纲1.工业生产对过程装备控制的基本要求;过程装备控制的主要参数;流程工业的四大参量.2.控制系统的组成,简单控制系统方框图、各组成环节及其输入、输出、系统各参量的作用。

(方框图中具体实现控制作用的变量)3.控制系统的分类:按给定值、按输出信号的影响、按系统克服干扰的方式。

4.控制系统过渡过程的定义;阶跃干扰下过渡过程的基本形式及其使用特点;评价控制系统的性能指标。

5.被控对象特性的定义;连续生产过程所遵循的两个最基本的关系;单容液位对象的自衡特性;有自衡和无自衡作用单容液位对象的区别;被控对象特性的描述形式;一阶被控对象;描述被控对象特性的参数及其对对象控制质量的影响(区分控制通道和干扰通道)6.单回路控制系统参数选择的原则(被控变量、操纵变量、检测变送环节);基本的调节规律;位式、比例、积分、微分调节规律的调节原理(数学表达式)及其调节特点(简单水槽液位控制系统);PID调节器的参数整定:整定内容、整定方法(临界比例度法)。

7.复杂控制系统的分类;串级控制系统的工作原理、结构组成(主环、副环、粗调、细、调)、工作特点、适用对象(串级控制系统的应用示例);主、副回路的选择依据(让主要干扰位于副回路);8.前馈控制的控制原理(方框图);一种前馈作用只能克服一种干扰;前馈控制相较于反馈控制的特点;前馈-反馈控制系统9.系统误差、随机误差和粗大误差的含义及减小误差的方法;仪表的绝对误差、相对误差与引用误差;仪表的精度等级。

(习题3-6)10.流量的概念;流量计的分类和基本工作原理;压差式流量计的工作原理;结构上的核心部件;常见的节流装置分类。

液位的概念;液位计的分类;静压式和电容式液位计的工作原理11.变送器的作用、分类;气动变送器和电动变送器的区别;常用的标准信号(电压、电流和气压信号);常见的气动元件和组件。

12.安全火花的定义;自动化仪表的防爆结构类型及各自特点;本质安全防爆系统的构成及工作原理。

过程装备控制技术及应用课后习题答案).doc

过程装备控制技术及应用课后习题答案).doc

1. 过程装备的三項基本要求过程装备的三項基本娈求:安全性济忡和稳定忱.А.安全性:指格个生产过程中确保人身和a备的安全B.经济性:指在生产问忭侦识和数W 产品所消耗的能姑和哚材敊圾少.也就足耍求生产成本低而效率尚C. f3 记性:衔系统应兵有抵抗外瑯于扰.保持生产过程长期稔记运行的能力.2. 过程装备控制的主要参数:温沒、压力、流说、液位(或物位)、成分和物性筠.3. 流程工业四大参数:涡度、压力、流说、液位(成物位〉4. 控制系统的组成控制系统的组成:<1)被挖对象(2〉湖攮元件和变送雅⑶调节器(4>执行器5. 控制系统各参最及其作用:1.被控戈祕y指滞逛控刺的工艺参数,它足被控对象的输出倍号2.给定值(或没定值〉ys对应子生产过柺屮被拧变钻的期盟值3. 測量佰ym由检测元件得到的披控变世的实际值4.棟纵变ft (或控制变量>m受控于调节阀,用以兑服干扰影响,其休实现控«作用的变诏称力俠纵变尕,它足调节阀的输出倍亏5.千扰(或外界扰动)f引起被校变KfW离给定值的.除操纵变ffl以外的各种因H6.偏袪估号e在理论上应该足被挖变从的实际值与给定伍之差7.校制估兮u控利器将馅趋按一定规怵计笄捋詞的51.б.控制系统的分类(1>控咧系统的分类:按洽定伧a定馅控削系统:陆动挖釗系统:稈序控制系统<2>b c按输出佶号的影响a ffl坏控利:b开坏挖钊(3)按系统克吸乎忧的方式a反馈控制系统:b前馈控制系统:c前馏反馈控制系统7. 控制系统过度过枵定义:从被控对袋受到干抗作用使被控交:W偏离给定值时起,调节難开始发挥作用,使戏打e到给定值附近范围内.然而这•回复并不足瞬间完成的.而是荽经历-•个过程.这个过程就足控制系统的过渡过程.8. 阶跃+扰下过波过程的基木形式及其使用特点(1〉发收振谋过程:这足一祌不炫定的阶跃干扰卞过渡过柙的棋本形式及其使用特贞:过渡过相.w此要尽w 迢免(2)苕哝报荡过稅:被挖变狃在某敉定值附近振保.而报荡w度但定不变. 这意味矜系统在受到阶跃干扰作用后,就不能再稳定下來.一般不采用(3)Hit 振荡过稈:被控变噪在挖5ir馅附近上下波动,经过两三个岡期就祛定下來,这足一种稳记的过渡过稃(4>非抿荡的过渡过e: S—个稔记的过渡过稃.但与衮减抿荡扣比.其0SL鈎肀衡状态的速度攸.时间长.-•般不采用.9. 评价控制系统的性能指标(丨)以阶跃响应曲线形式农示的妩讯指标:A.Ai大侬茬A (或评价拽科系统的蚀陡拒标:超调峡0 > B.袞减比nC.过渡时间ts D.氽差eE.振荡岡期T <2>偏浚积分性能衔标:A.平方误差积分指标(ISE) B. 时1川染T方误差积分指标<ITSE) C.绝对误差积分指标(IAIi)梁绝对误差积分指杨(ITAE)10. 被控对象特性的定义被控对象特性的定义:我足当被授对泶的输入变14发生变化时.其输出变讯随时问的变化规诈(包拈变化的大小.速度等)。

过程装备控制技术 复习题

过程装备控制技术 复习题

张海峰12011247894一、填空题1.过程装备控制的要求是,,。

2.在阶跃干扰作用下,系统过渡过程有,,和等过程。

3.微分调节器的输出只与偏差的有关,而与的存在与否无关。

4.线性度是描述仪表的和之间的吻合程度,量程越小,线性化带来的误差(填越大或越小)。

7.气动差压变送器由部分和部分组成。

8.调节器按信号作用方式分为调节器和调节器,其中当测量信号增加,调节器的输出信号减小的是调节器。

9.调节阀的流量特性是指被调介质流过阀的与阀门的之间的关系,理想流量特性指调节阀在情况下的流量特性。

10.按给定值的特点划分,控制系统可分为,,和控制系统。

11.被控对象的特性是指当被控对象的发生变化时,其随的变化规律。

12.在计算机控制系统中,用代替了,并增加了。

13.在PI调节规律中,随着T I的减小,在相同的扰动下,最大偏差 (填增大或减小),余差消除(填加快或减慢),系统的稳定性(填提高或降低)。

14.对调节器参数进行工程整定的方法有,,和。

15.线性度是描述仪表的和之间的吻合程度,量程越小,线性化带来的误差(填越大或越小)。

18.串联管道中,当s减小时,调节阀的实际可调比;并联管道中,当x减小时,调节阀的实际可调比(填增大或减小)。

19.按系统输出信号对操纵变量的影响划分,控制系统可分为控制系统和控制系统。

20.放大系数是描述被控对象重新达到平衡时其与之比,是被控变量的特性参数。

21.比例调节规律具有控制及时,克服有力的特点,但无法消除。

22.仪表所能测量的被测量上下限的称为仪表的量程,如测量范围为-200~800℃的温度计,其量程为℃,若其最大绝对误差为10℃,则该仪表的精度等级为级,其精度(填高于或低于)精度等级为1.5的仪表。

23.热电偶测温仪表的工作原理是利用导体的效应来测温的,产生的热电势是电势和电势共同作用的结果。

124.节流通室是由,,和串联组成的。

25.PID调节器硬件结构的主要组成部分有:,,和。

过程装备控制技术及应用期末部分试题及答案

过程装备控制技术及应用期末部分试题及答案

过程装备控制技术及应用期末部分试题及答案1.何为调节器参数的工程整定法,并简述临界比例度法进行参数整定的过程。

所谓的工程整定法,就是避开被控对象的特性和数学描述,在被控对象运行时,直接在控制系统中,通过改变调节器参数,观察被控变量的过渡过程,来获取调节器参数的最佳数值。

临界比例度法整定参数的步骤是:首先将调节器的积分、微分作用全部去除,在纯比例作用调节比例度,直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡过程,此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期,最后按照相应的经验公式计算出调节器各参数的整定数值。

临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比,且有合适的超调量为目标的。

2.本质安全防爆型系统是由哪些要素构成的?需要采取哪些措施才能保证整个系统达到防爆要求?答:本质安全防爆型系统是由安装载危险场所中的本质安全电路及安装载非危险场所中的非本质安全电路和防爆安全栅组成。

采取措施以达到防爆要求的方法有:①本质安全防爆仪表采用低的工作电压和小的工作电流。

②用防爆安全栅将危险场所和非危险场所的电路隔开。

③在现场仪表导控制室仪表之间的连接导线不得形成过大的分布电感和电容。

3.衰减振荡过程的品质指标有哪些?各自的含义是什么?答:衰减振荡过程的品质指标主要有:最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。

其各自的含义是:最大偏差:是指过渡过程中被控变量偏离设定值的最大数值。

衰减比:是指过渡过程曲线上同方向第一个波的峰值与第二个波的峰值之比。

余差:是指过渡过程终了时,被控变量所达到的新的稳态值与设定值之间的差值。

过渡时间:是指控制系统受到扰动作用后,被控变量从原稳定状态回复到新的平衡状态所经历的最短时间。

振荡周期(或频率):是指过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间,其倒数为振荡频率。

4.如图所示为聚合釜温度控制系统,冷却水通入夹套内,以移走聚合反应所产生的热量。

试问:(1)这是一个什么类型的控制系统?试画出它的方块图。

过程装备控制技术与应用选择题有答案

过程装备控制技术与应用选择题有答案

( )信号,来反应压力的变化。
A 电流 B 相位 C 电势 D 电阻
26 某容器内压力为 10Mpa,应选用量程为( )压力表。
A 0~10Mpa B 0~16Mpa C 0~40Mpa D 0~8Mpa
27 当被测压力较小而压力变送器又安装在取压点上方较高位置时,则压力表显
示的压力( )。
A 高于实际压力 B 低于实际压力 C 等于实际压力 D 无法确定
31 当被测介质带电且含有固体悬浮物时,无其他措施情况下,不宜选用( )
流量计。
A 电磁 B 转子 C 椭圆齿轮 D 差压式
32 当被测介质含有固体悬浮物时,且为电介质时,宜选用(
)流量计。
A 电磁 B 涡轮 C 涡街 D 节流装置
33 用差压变送器测量液位的方法是基于( )原理。
A 浮力压力 B 静压 C 电容原理 D 动压原理
D 操纵变量指示值和测量值的
13 控制流程图中圆圈符号中含有 PT 表示其为( )。
A 压力变送器 B 液位控制器 C 流量控制器 D 压力控制器
14 控制流程图中圆圈符号中含有 LC 表示其为( )。
A 压力控制器 B 液位控制器 C 流量控制器 D 液位变送器
15 调节对象在动态特性测试中,应用最多的一种典型输入信号是( )。
A 1.0 级
B 2.0 级 C 2.5 级 D 1.5 级
21 现有一块压力表,需重新校验,算得最大相对百分误差为 1.3%,则该仪表精
度等级应定为( )。
A 1.0 级
B 2.0 级 C 2.5 级
D 1.5 级
22 现有一块 1.0 级的压力表,需重新校验,算得最大相对百分误差为 1.7%,则
4 给定值任意变化的控制系统是一个( )系统。
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过程装备控制技术习题及参考答案李宏燕编写宁夏大学机械学院2009年1月第一章控制系统的基本概念1.什么叫生产过程自动化?生产过程自动化主要包含了哪些内容?答:利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。

主要包含:①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2.自动控制系统主要由哪几个环节组成?自动控制系统常用的术语有哪些?答:一个自动控制系统主要有两大部分组成:一部分是起控制作用的全套自动控制装置,包括测量仪表,变送器,控制仪表以及执行器等;另一部分是自动控制装置控制下的生产设备,即被控对象。

自动控制系统常用的术语有:被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数,即需要控制的工艺参数,如锅炉汽包的水位,反应温度;给定值(或设定值)y s——对应于生产过程中被控变量的期望值;测量值y m——由检测原件得到的被控变量的实际值;操纵变量(或控制变量)m——受控于调节阀,用以克服干扰影响,具体实现控制作用的变量称为操纵变量,是调节阀的输出信号;干扰f——引起被控变量偏离给定值的,除操纵变量以外的各种因素;偏差信号(e)——被控变量的实际值与给定值之差,即e=y m - y s 控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。

3.什么是自动控制系统的方框图?它与工艺流程图有什么不同?答:自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线(带有箭头的线段)、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。

其中每一个分块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特性的数学表达式;方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。

采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究。

而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号,表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接,借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程,即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。

4.在自动控制系统中,什么是干扰作用?什么是控制作用?两者有什么关系?答:干扰作用是由干扰因素施加于被控对象并引起被控变量偏离给定值的作用;控制作用是由控制器或执行器作用于被控对象,通过改变操纵变量克服干扰作用,使被控变量保持在给定值,两者的相同之处在于都是施加于被控对象的作用,不同之处在于干扰作用是使被控变量偏离给定值,而控制作用是使被控变量接近给定值。

5.什么是闭环控制?什么是开环控制?定值控制系统为什么必须是一个闭环负反馈系统?答:闭环控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制,即操纵变量通过被控对象去影响被控变量,而被控变量又通过自动控制装置去影响操纵变量,从信号传递关系上看,构成了一个闭合回路。

开环控制是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制系统。

即操纵变量通过被控对象去影响被控变量,但被控变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量,从信号传递关系上看,未构成闭合回路。

定值控制系统要求给定值恒定不变,控制系统的输出即被控变量应稳定在与给定值相对应的工艺指标上,或在工艺指标的上下一定范围内变化,因此需要闭环控制。

另外负反馈其反馈信号的作用方向与设定信号相反,是系统稳定工作的基本条件,因此定值控制系统必须是一个闭环负反馈系统。

6.在图1-11的换热器出口温度控制系统中,工艺要求热物料出口温度保持为某一设定值。

①试画出该控制系统的方框图;②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么?整个系统的输入信号和输出信号又是什么?③系统在遇到干扰作用(如冷物料流量突然增大)时,该系统如何实现自动控制的?答:如图所示为该控制系统的方框图。

该控制系统及各环节的输入、输出信号如图所示。

整个系统的输入信号为:给定值y s,干扰作用f,输出为热物料出口温度T,当冷物料流量增大,则出口温度y减小,TT检测后所得y m减小,偏差信号e=y m-y s<0,输入调节器后产生控制信号u,使执行器或调节阀加大阀门开度,使温度T升高,从而实现控制。

7.图1-12为贮糟液位控制系统,工艺要求液位保持为某一数值,(1)试画出该系统的方框图;(2)指出系统中被控对象,被控变量,操纵变量,干扰作用各是什么?(1(2量为出水流量;干扰作用为:进水流量,大气温度等。

8.什么是自动控制系统的过度过程?在阶跃干扰作用下有哪几种基本形式?其中哪些能满足自动控制的要求,哪些不能,为什么? 答:对于任何一个控制系统,扰动作用是不可避免的,系统受到扰动作用后,其平衡状态被破坏,被控变量就要发生波动,在自动控制作用下经过一段时间,使被控变量回复到新的稳定状态,即系统从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为系统的过度过程。

在阶跃干扰作用下,其过度过程曲线有:①发散振荡过程 ② 等幅振荡过程 ③衰减振荡过程 ④非振荡的单调过程。

其中衰减振荡和非振荡的单调过程属于稳定的过渡过程,能满足自动控制的要求,其它的不能。

9.试画出衰减比分别为n<1,n=1,n>1,n →∞ 时的过度过程曲线? 答:如图所示:10.表示衰减振荡过程的控制指标有哪些?答:表示衰减振荡过程的控制指标有:①最大偏差A ——指过渡过程中被控变量偏离设定值的最大值,即被控变量第一个波的峰值与给定值的差。

②衰减比n ——过渡过程曲线上同方向的相邻两个波峰之比。

③回复时间(过渡时间)t s ——指被控变量从过渡状态回复到新的平衡状态的时间间隔,即整个过渡过程所经历的时间。

④差e(∞ )——指过渡过程终了时被控变量新的稳态值与设定值之差。

⑤振荡周期T ——过渡过程的第一个波峰与相邻的第二个同向波峰之间的时间间隔,其倒数称为振荡频率。

第二章 过程装备控制基础1.什么是被控对象的特性?表征被控对象特性的参数有哪些?它们的物理意义是什么?答:所谓被控对象的特性,是指当被控对象的输入变量发生变化时,其输出变量随时间的变化规律(包括变化的大小,速度),描述被控对象特性的参数有放大系数K ,时间常数T 和滞后时间τ 。

K ——被控对象重新达到平衡状态时的输出变化量与输入变化量之比。

由于放大系数K 反映的是对象处于稳定状态下的输出和输入之间的关系,所以放大系数是描述对象静态特性的参数。

T——时间常数是指当对象受到阶跃输入作用后,被控变量如果保持初始速度变化,达到新的稳态值所需的时间。

或当对象受到阶跃输入作用后,被控变量达到新的稳态值的63.2%所需时间。

时间常数T是反映被控变量变化快慢的参数,因此是对象的动态参数。

τ——滞后时间是纯滞后τ0时间和容量滞后τc的总和。

输入变量的变化落后于输入变量变化的时间称为纯滞后时间,纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。

容量滞后一般是因为物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。

滞后时间τ也是反映对象动态特性的重要参数。

2.为什么说放大系数是对象的静态特性,而时间常数和滞后时间是动态特性?答:放大系数K表达了被控对象在干扰作用下重新达到平衡状态的性能,是不随时间变化的参数,所以K是被控对象的静态特性参数。

时间常数反映了被控对象受到输入作用后,输入变量达到新稳态值的快慢,它决定了整个动态过程的长短,所以是动态特性参数。

滞后时间也是描述对象滞后现象的动态参数。

3.什么是被控对象的控制通道?什么是干扰通道?答:对一个被控对象来说,输入量是扰动量和操纵变量,而输出是被控变量。

由对象的输入变量至输出变量的信号联系称为通道。

操纵变量至被控变量的信号联系称为控制通道;扰动量至被控变量的信号联系称为扰动通道。

4.在控制系统中,对象的放大系数,时间常数,滞后时间对控制有什么影响?答:对于不同的通道,对象的特性参数(K,T ,τ)对控制作用的影响是不同的。

对于控制通道:放大系数K 大,操纵变量的变化对被控变量的影响就大,即控制作用对扰动的补偿能力强,余差也小;放大系数K 小,控制作用的影响不显著,被控变量的变化缓慢。

但K 太大,会使控制作用对被控变量的影响过强,使系统的稳定性下降。

在相同的控制作用下,时间常数T 大,则被控变量的变化比较缓慢,此时对象比较平稳,容易进行控制,但过渡过程时间较大;若时间常数T 小,则被控变量变化速度快,不易控制。

时间常数太大或太小,在控制上都将存在一定困难,因此,需根据实际情况适中考虑。

滞后时间 τ的存在,使得控制作用总是落后于被控变量的变化,造成被控变量的最大偏差增大,控制质量下降。

因此,应尽量减小滞后时间 τ。

对于扰动通道:放大系数K 大对控制不利,因为当扰动频繁出现且幅度较大时,被控变量的波动就会很大,使得最大偏差增大;而放大系数k 小,即使扰动较大,对被控变量仍然不会产生多大影响。

时间常数T 大,扰动作用比较平缓,被控变量变化较平稳,对象较易控制。

纯滞后的存在,相当于将扰动推迟τ0时间才进入系统,并不影响控制系统的品质;而容量滞后的存在,则将使阶跃扰动的影响趋于缓和,被控变量的变化相应也缓和些,因此,对系统是有利的。

5.试从图2-58某对象的反应曲线中,表示出该对象的放大系数,时间常数和滞后时间。

解:如图所示: k=()(0)()(0)H H x x ∞-∞-=1()(0)H H qv ∞-∆TT=10t t -,00τ= c τ 6.律或是指控制器的输出信号P 与输入偏差信号e 之间的关系。

常用的基本调节规律有:位式,比例,积分,微分等,以及它们的组合控制规律如PI ,PD ,PID 。

7.什么是双位控制,比例控制,积分控制,微分控制,它们各有什么特点?答:①位式控制器的输出只有几个特定的数值,或它的执行机构只有几个特定的位置。

最常见的是双位控制。

,它们输出只有两个数值(最大或最小),其执行机构只有两个特定的位置(开或关)。

位式控制器结构简单,成本较低,易于实现,应用较普遍。

但它的控制作用不是连续变化的,由它所构成的位式控制系统其被控变量的变化将是一个等幅振荡过程,不能使被控变量稳定在某一数值上。

②积分控制(P )是指调节器的输出信号变化量 与输入信号变化量e(t)成比例关系: , --比例放大系数,比例控制的伏点是反应快,控制及时,其缺点是当系统的负荷改变时,控制结果有余差存在,即比例控制不能消除余差,因此只在对被控变量要求不高的场合,才单独使用比例控制。

③积分控制(I ):调节器输出信号的变化量与输入偏差的积分成正比,即: 式中 --积分速度, --积分时间。

积分规律的特点是控制缓慢,但能消除余差。

由于输出变化量总要滞后于偏差的变化,因此不能及时有效地克服扰动的影响,加剧了被控变量的波动,使系统难以稳定下来,故不单独使用积分控制规律。

④微分控制(D)--指调节器输出信号的变化量与输入偏差的变化速度成正比。

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