过控考试复习大纲

第一章

1. 动态数学模型（动态特性）是过程输出变量和输入变量之间随时间变化时动态关系的数学描述。（填空题）

2. 典型过程动态特性（简答）以阶跃响应分类，典型的工业过程动态特性分属四类：自衡的非振荡过程、无自衡的非振荡过程、自衡振荡过程、具有反向特性的过程。自衡的非振荡过程在阶跃输入信号作用下的输出响应曲线没有振荡地从一个稳态趋向于另一个稳态。无自衡的非振荡过程没有自衡能力，在阶跃输入信号作用下的输出响应曲线无振荡地从一个稳态一直上升或下降，不能达到新的稳态。自衡振荡过程具有自衡能力，在阶跃输入信号作用下，输出响应呈现衰减振荡特性，最终过程会趋于新的稳态值。具有反向特性的过程在阶跃输入信号作用下开始时刻与终止时刻呈现相反的变化，它有自衡和无自衡两种类型。

3. 自衡性：过程能自动地趋于新稳态值的特性

4. 增益的影响（扰动通道增益的影响）在其他因素相同的条件下，K f F越大，余差越大，最大偏差越大。（选择）

5. 时间常数的影响（*）若τ0/T0固定，时间常数T0大，则为使稳定性不变，ω应减小，因此，时间常数大时，为保证系统的稳定性，振荡频率减小，回复时间变长，动态响应变慢。反之，若τ0/T0固定，时间常数T0小，则振荡频率增大，回复时间变短，动态响应变快。换言之，时间常数越大，过渡过程越慢。

6. 时滞的影响14页

7. 被控变量与操纵变量的选择（问答）被控变量的选择原则：深入了解工艺过程，选择能够反映工艺过程的被控变量；控制通道的K0尽量大；过程的τ0/T0应尽量小；过程的T0/T f应尽量小；扰动进入系统的位置应尽量远离被控变量。操纵变量的选择原则：选择对被控变量影响较大的操纵变量，即K0尽量大；选择对被控变量有较快响应的操纵变量，即过程的τ0/T0应尽量小；过程的T0/T f应尽量小；使过程的K f F尽量小；工艺的合理性与动态响应的快速性应有机结合。控制方案的选择原则：在满足工艺控制要求的前提下，控制方案应尽量简单实用。

8. 建立数学模型的基本方法（15-16页）机理分析法、系统辨识方法、机理分析与系统辨识的结合

9. 阶跃响应法-近似法38页（计算）

49页 6.简述对象增益对控制性能指标的影响①控制通道增益的影响：增益K0增加，余差减小，最大偏差减小，控制作用增强，但稳定性变差。②扰动通道增益的影响：K f F越大，余差越大，最大偏差越大。

49页7.简述对象时间常数对控制性能指标的影响①控制通道时间常数的影响：若τ0/T0固定，相位T0ω不变，对稳定性没有影响。若τ0/T0固定，时间常数大时，振荡频率减小，回复时间变长，动态响应变慢。即时间常数越大，过渡过程越慢。②扰动通道时间常数的影响：扰动通道时间常数T f大，扰动对系统的输出影响缓慢，有利于通过控制作用克服扰动的影响，控制质量高。扰动通道时间常数T f小，扰动作用快，对系统输出影响也快，控制作用不能及时克服扰动。

49页8.简述对象时滞对控制性能指标的影响①控制通道时滞的影响：当检测变送环节存在时滞时，被控变量的变化不能及时传送到控制器；当被控对象存在时滞时，控制作用不能及时使被控变量变化；当执行器存在时滞时，控制器的信号不能及时引起操纵变量的变化。

②扰动通道时滞的影响：时滞τf的存在不影响系统闭环极点的分布，不影响系统稳定性。

第二章

1. 控制系统的组成（***）51-52页

简单控制系统由检测元件和变送器、控制器、执行器和被控对象组成。当系统受到扰动或被控变量的设定值发生变化时，被控变量将发生变化，检测变送装置（检测元件和变送器）将被控变量的变化检测出来，检测变送信号在控制器中与设定值比较，控制器将偏差值按一定的控制规律运算，并输出控制信号驱动执行机构（控制阀）改变操纵变量，使被控变量回复到设定值。

检测元件和变送器用于检测被控变量（物理参数），并将检测到的信号转换为标准信号输出。

控制器用于将检测变送单元的输出信号与设定值信号进行比较，按一定的控制规律对其偏差信号进行运算，运算结果输出到执行器。

执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于控制操纵变量变化。执行器接收控制器的输出信号，通过改变执行器节流件的流通面积来改变操纵变量。

被控对象是以被控变量表现其特征的装置、设置或过程。

简单控制系统的框图52页（* **）

2. 控制系统的控制性能指标53页（计算）

3. 56页传感器：将非电学物理量通过各种物理、化学、光学等原理转换成易于测量、传输、处理的电学量的一种元器件。

变送器：将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。输出信号一般为电流或电压（0~10mA，4~20mA，或1~5V）。

4. 表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等。

5. 检测元件和变送器的基本要求是准确、迅速和可靠。

6. 控制阀控制阀可分为气动、电动和液动三种。控制阀选择的内容包括：结构形式及材质的选择，口径大小及开闭形式的选择，流量特性的选择，以及阀门定位器的选择等。控制阀由执行机构和调节机构两部分组成。执行机构将控制器的输出信号转换成直线位移或角位移，两者之间为比例关系；调节机构则将执行机构输出的直线位移或角位移转换成流通截面积的变化，从而改变操纵变量的大小。

看一看62页执行机构和调节机构

7. 控制阀作用方式的选择

气动控制阀有气开和气关两种作用方式。采用气开作用时，输入的气压信号越高，阀门的开度也越大，而在失气时则全关。采用气关作用时，输入的气压信号越高，阀门的开度则越小，而在失气时则全开。

气开或气关作用的选择首先要从工艺生产上的安全要求出发，考虑原则是：信号压力中断时，应保证设备和操作人员的安全。其次，要从保证产品质量出发，使在信号压力中断，不降低产品的质量。另外，还可以从降低原料、动力损耗，从介质的特点等方面来考虑。8. 控制阀的流量特性67页

控制阀的流量特性指的是介质流过阀门的流量与阀杆行程之间的关系，通常用相对值来表示。国内常用的理想流量特性有线性流量特性、对数流量特性、快开流量特性等。线性流量特性是指控制阀的流量与阀杆的行程成线性关系，即单位行程变化引起的流量的变化是常数。对数流量特性是指单位行程变化引起的流量变化与此点的流量成正比关系，即控制阀的放大系数是变化的，随流量的增加而增大。快开流量特性是指单位行程变化引起的流量变化与此点的流量成反比关系。

9. 阀门定位器的选择73页

阀门定位器的功能：①改善控制阀的动、静态特性②改善控制阀的流量特性③实现分程控制

10. 比例（P）控制75页