过程控制工程总复习
控制工程基础-总复习
状态空间的建立
➢由微分方程建立 ➢由传递函数建立
微分方程不含有输入项的导数项
能控标准 型
能观标准型
0 0
.
x
1
0
y 0
a0 b0
a1
x
u
1
an1
0
1 x
状态空间的建立 微分方程含有输入项的导数项
1
bn b0
an1 a0
能控标准 型
n
an1
1
0
0 1
➢ 线性系统的稳定性取决于系统自身的固有特征
(结构、参数),与系统的输入信号无关。
线性定常系统
x Ax bu
y
cx
du
平衡状态 x e 0 渐近稳定的充要条件是矩阵
A的所有特征值均具有负实部。
系统输出稳定:如果系统对于有界输入u 所引起的输 出y是有界的,则称系统为输出稳定。
线性定常系统 (A,b,c) 输出稳定的充要条件是传函
交点 (2)由劳斯阵列求得(及kg相应的值);
8 走向 当 nm2,kg时 , 一些轨迹向右,则另一些将向左。
根轨迹上任一点处的kg:
9 kg计算
k g G 1 (s 1 ) 1 H 1 (s 1 )= 开 开 环 环 极 零 点 点 至 至 向 向 量 量 s s 长 长 度 度 的 的 乘 乘 积 积
控制工程基础总复习(1)
1 控制系统的基本结构 2 闭环控制与开环控制的区别 3 控制系统的时域模型(微分方程、状态方程) 4 传递函数与微分方程的关系 5 R-L-C电路的模型建立(微分方程、传递函数) 6 方框图、信号流图、梅森公式应用 7 状态空间的基本概念 8 状态空间表达式建立方法
控制工程基础总复习(2)
《过程控制工程》期末考试复习题及参考答案
过程控制工程复习题(课程代码392217)一、选择题(请从下列选项中选出正确的一项)1、下列不属于单回路反馈控制系统的是()选项A)被控对象选项B)被测对象选项C)测量变送选项D)控制器和控制阀答案:B2、在工业控制中,使用最多的控制系统是()选项A)单回路反馈控制系统选项B)串级控制系统选项C)比值控制系统选项D)前馈控制系统答案:A3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是()选项A)K f增加,余差增加,系统稳定性不变选项B)T f增加,过渡过程时间减小选项C)T f增加,振荡幅值减小选项D)τf增加,余差减小答案:D4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是()选项A)一般希望放大倍数K0大些好,易于调节选项A)一般希望控制通道时间常数小些好,但不能过小选项C)控制通道时间常数越小越好,系统才灵敏选项D)时间常数大,系统的工作频率低答案:D5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是()选项A)操纵变量必须可控选项A)选择通道放大倍数相对大的选项C)选择干扰通道时间常数小一点的选项D)选择通道的纯滞后尽量小答案:C6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是()选项A)K0增加,余差增加,系统稳定性不变选项B)T0增加,过渡过程时间增加选项C)T0增加,系统频率变慢选项D)τ0增加,稳定程度大大降低答案:A6、下图的曲线中,哪一条是对数流量特性的是()选项A)1选项B)2选项C)3选项D)4答案:B7、在控制系统中,能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于()选项A)随动系统选项B)定值系统选项C)程序系统选项D)以上都不是答案:A8、在过程控制系统中,系统的设定值保持不变的系统属于()选项A)随动系统选项B)定值系统选项C)程序系统选项D)以上都不是答案:B9、在过程控制系统中,系统的设定值有规律变化的系统属于()选项A)随动系统选项B)定值系统选项C)程序系统选项D)以上都不是答案:C10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是()选项A)被控对象选项B)被控变量选项C)操纵变量选项D)测量值答案:B11、受控制器的操纵,使被控变量保持在设定值的物理量是()选项A)被控对象选项B)设定值选项C)操纵变量选项D)测量值答案:C12、一阶环节的传递函数是()选项A)K/(Ts+l)选项B)K/Tis选项C)K选项D)Tds答案:A13、比例环节的传递函数是()选项A)K/(Ts+l)选项B)K/Tis选项C)K选项D)Tds答案:C14、在一阶系统的特征参数中,()是系统的静态参数选项A)放大倍数K选项B)时间常数T选项C)滞后时间τ选项D)传递函数答案:A15、在一阶过程控制系统中时间常数T定义为系统的输出量y(t)到达稳态值的()选项A)80%选项B)63.2%选项C)20%选项D)40%答案:B16、在一阶过程控制系统中,()决定了系统在响应结束时的稳态性能选项A)时间常数T选项B)输入值选项C)滞后时间τ选项D)放大倍数K答案:D17、在过程控制仪表中,控制器的放大倍数Kc是通过改变()来设置的选项A)量程选项B)输出信号选项C)控制器的比例度选项D)输入信号答案:C18、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是表示过渡过程曲线超出新稳定值的最大值选项A)最大偏差选项B)超调量选项C)衰减比选项D)振荡周期答案:B19、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是描述被控变量偏离设定值最大程度的物理量选项A)最大偏差选项B)超调量选项C)衰减比选项D)振荡周期答案:A20、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是衡量系统快速性的质量指标选项A)最大偏差选项B)超调量选项C)衰减比选项D)振荡周期答案:D21、一阶过程控制系统稳定条件是()选项A)特征根为正,微分方程系数都大于零选项B)特征根为负,微分方程系数都大于零选项C)特征根为正,微分方程系数都小于零选项D)特征根为负,微分方程系数都小于零答案:B22、二阶过程控制系统稳定条件是()选项A)特征根实部为负,微衰减系数小于零,分方程系数都大于零选项B)特征根实部为正,微衰减系数小于零,分方程系数都大于零选项C)特征根实部为正,微衰减系数大于零,分方程系数都大于零选项D)特征根实部为负,微衰减系数大于零,分方程系数都大于零答案:D23、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系,当衰减系数满足()时,系统是稳定的选项A)衰减系数=0选项B)-1<衰减系数<0选项C)衰减系数<-1选项D)0<衰减系数<1答案:D24、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系,当衰减系数满足()时,系统是稳定的选项A)衰减系数=1选项B)衰减系数<-1选项C)衰减系数>1选项D)0<衰减系数<1答案:B25、在比例控制器中,放大倍数Kc和控制器的比例度δ之间的关系是()选项A)δ越大,Kc也越大选项B)δ越大,Kc越小选项C)δ变化与Kc无关选项D)δ与Kc都是定值答案:B26、在比例控制器中,在相同输入偏差下,放大倍数Kc和输出p(t)之间的关系是( )选项A)Kc越大,输出p(t)越小选项B)Kc越大,输出p(t)不变选项C)Kc越大,输出p(t)也越大选项D)Kc越小,输出p(t)越大答案:C27、在过程控制系统中,若使控制变量最终不存在余差但系统的稳定性要下降应选用()选项A)比例控制器选项B)比例积分控制器选项C)比例微分控制器选项D)比例积分微分控制器答案:B28、在过程控制系统中,既能使控制变量不存在余差又使系统具有超前性控制应选用()控制规律选项A)P选项B)PI选项C)PID选项D)PD答案:C29、在过程控制系统中,系统在稳态时,不管放大系数Kc有多大最终仍有余差可以选用()控制规律选项A)P选项B)PI选项C)PID选项D)PD答案:B30、在比例控制规律中,衰减系数与系统的稳定性之间的关系应满足()A)衰减系数越大系统越稳定B)衰减系数越大系统越不稳定C)衰减系数与系统稳定无关答案:A31、下面对过程的控制质量没有影响的是()A)控制通道放大倍数KoB)扰动通道放大倍数KfC)扰动通道时间常数D)扰动通道纯滞后时间答案:D32、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在高压差时选用()A)角形控制阀B)隔膜控制阀C)三通控制阀D)蝶阀答案:A33、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在控制强腐蚀性介质时选用()选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案:B34、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在分流或合流控制时选用()选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案:C35、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在大口径、大流量、低差压,而泄漏量要求不高时选用()选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案:D36、为了使过程控制系统能够正常工作,则必须使系统的各个环节的静态放大系数相乘必须满足()选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案:C37、在控制阀的正作用下,控制阀是气开式,则Kv满足()选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案:B38、在控制阀的负作用下,控制阀是气关式,则Kv满足()选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案:C39、控制器正作用时,其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案:C40、控制器负作用时,其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案:A41、在控制器上对所求得的整定参数设置的顺序是()选项A)P,I,D选项B)P,D,I选项C)I,P,D选项D)I,D,P答案:A42、在某温度控制系统中,采用4:1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例作用时,其整定参数值为()选项A)20%选项B)40%选项C)60%选项D)80%答案:A43、过程控制设计中,系统设计的核心是()选项A)控制方案设计选项B)工程设计选项C)工程安装选项D)仪表调校答案:A44、在控制器的参数整定中属于理论整定法得是()选项A)经验凑试法选项B)衰减曲线法选项C)响应曲线法选项D)对数频率特性法答案:D45、在控制器的参数整定中属于工程整定法得是()选项A)对数频率特性法选项B)根轨迹法选项C)经验凑试法答案:C46、在某温度控制系统中,采用4:1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例积分作用时,其整定参数值为()选项A)24%选项B)12%选项C)36%选项D)48%答案:A47、在某温度控制系统中,采用4:1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例积分微分作用时,其整定参数值为()选项A)20%选项B)40%选项C)16%选项D)32%答案:C48、串级控制系统中控制器的作用正确的是()选项A)主粗副粗选项B)主粗副细选项C)主细副粗选项D)主细副细答案:C49、串级控制系统系统中存在的一次扰动来源于它的()选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案:A50、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的()选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案:C51、串级控制系统系统中主环是一个()系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案:A52、串级控制系统系统中副环是一个()系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案:B53、串级控制系统中主回路的控制器包括()选项A)主控制器选项B)副控制器选项C)主、副控制器选项D)不确定答案:C54、串级控制系统中主回路的对象是()选项A)主、副对象控制器 控制阀对象 F2 测量变送 F1控制器 控制阀对象 F2测量变送 F1K 测量变送选项B)主对象选项C)副对象选项D)不确定答案:A55、串级控制系统中主、副环要满足( )选项A)主定副随选项B)主定副定选项C)主随副定选项D)主随副随答案:A56、串级控制系统中主控制器的正、反作用的选择顺序(A )选项A)先副后主选项B)先主后副选项C)主、副同样选项D)不确定57、有2个阀门,流通能力分别为C1=100,C2=3,其可调范围均为R =30,用于分程控制时,分程可调范围为(B )选项A)750选项B)1000选项C)900选项D)125058、对于对象的纯滞后时间较大,时间常数特别大的应采用(B )控制选项A)分程控制选项B)前馈控制选项C)均匀控制选项D)串级控制二、作图题1.请画出开环比值控制系统和单闭环控制系统的方框图答案:①开环比值控制系统②单闭环比值控制系统控制器 控制阀对象 F2测量变送2 F1 乘法器 测量变送1I 1 I 02.一个双闭环比值控制系统如下图所示。
中国石油大学过程控制工程复习问答.doc
中国石油大学过程控制工程复习问答. 《过程控制工程》最终评审问题(每个空格1分)填写空格:1.对于比例积分微分控制器,积分时间越短,积分效果越好;微分时间越短,微分作用越大。
2.三种常见的统一控制方案包括。
3.在常规的PID控制器中,P表示功能,I表示功能,D表示功能。
4.用于输送流体并增加流体压头的机械设备统称为流体输送设备,其中用于输送液体并增加其压头的机械设备称为,用于输送气体并增加其压头的机械设备称为。
5.工程上常用的几种调节PID控制器参数的方法有、6.请说出我们学到的三个复杂控制系统:、7.比率系统控制系统在结构上可分为四种类型,即开环比率控制系统、开环比率控制系统、开环比率控制系统、开环比率控制系统和开环比率控制系统。
8.调节阀的固有流量特性主要有四种,即、和。
9.比率系统控制系统在结构上可分为四种类型,即开环比率控制系统、开环比率控制系统、开环比率控制系统、开环比率控制系统和开环比率控制系统。
10.单回路控制系统一般由四个环节组成:11、常用的传热设备有、等。
12.为了消除系统的稳态误差,通常选择控制器。
13.用于评估控制系统性能的阶跃响应曲线的性能指标分别为、振荡频率和恢复时间。
14.PID控制器参数在工程中进行调整。
需要伺服系统的控制质量要求衰减率和定值系统的控制质量要求衰减率。
15.常见的传热设备有、等。
16.蒸馏装置通常由、等设备组成。
有直接产品质量指标和两类蒸馏塔产品质量指标。
二、选择题(10分,每题2分)1、温度调节系统的组成、调节规律,通常选择()。
A.比例积分微分方程2、自动控制系统的控制器是,反应是根据()。
A.实现闭环正反馈。
实现闭环负反馈。
c .系统放大恰到好处d .生产安全。
3.简单前馈调节是一种可以补偿()的调节系统。
A.测量值与给定值之间的偏差b .调节量的变化c .干扰量的变化4.分流控制系统通常配备()以实现分流目的。
A.调节器b .变送器c .阀门定位器5.在分离异丁烷和正丁烷的精馏塔中,轻微的压力波动也会影响温度变化,压力波动引起的各塔板温度变化方向一致。
过程控制工程复习题(智能11级)
《过程控制复习》(智能11级用)1、过程控制统所涉及的被控量通常有哪些?温度、压力、流量、液位2、为什么说过程参数的控制一般属于慢过程?试与运动控制相比较。
过程控制具有大惯性、大滞后等特性3、过程控制系统从广义上可以分为哪两大部分?单变量和多变量4、过程控制中的被控过程通常为慢变过程的原因是什么?大惯性和大滞后的特性5、什么是仪表的引用误差?仪表精度是如何定义的?引用相对误差是指绝对误差与仪表量程之比的百分数仪表精度是指引用相对误差的最大值6、校验仪表时确定仪表的精度等级与根据工艺要求选择仪表的精度等级有什么不同?选择仪表时,仪表精度应小于或等于最大引用相对误差鉴定仪表时,仪表精度应大于或等于最大引用相对误差7、有一台压力表,其测量范围为0~10MPa,经校验得出下列数据:(1)求出该压力表的变差;变差=(0.12/10)*100%=1.2%(2)问该压力表是否符合1.0级精度?精度=(0.06/10)*100%=0.6%<1%故符合1.0级精度8、过程检测仪表零点迁移和零点调整的异同点是什么?零点调整和零点迁移均是使输出信号的下限值y与测量范围的下限值x相对应零点调整是沿着y轴上下调整;零点迁移是沿着x轴左右调整9、过程控制系统中,哪些仪表、装置通常安装在设备现场?那些可以安装在控制柜中?若两者相距较远,电气信号应采用什么形式?指示仪表一般安装在设备现场;控制仪表一般安装在控制柜中若相距较远,则电气信号一般采用直流电流信号10、什么是热电偶的热电特性?热电偶的热电势由哪两部分组成?热电效应是指两种不同材料的导体组成闭合回路,只要其两个连接点温度不同,则回路中会产生热电动势热电偶的热电势由接触电动势和温差电动势组成11、现用一支镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度,其冷端温度为30℃,显示仪表的机械零位在0℃时,这时指示值为400℃,则认为换热器内的温度为430℃对不对?为什么?正确值为多少度?不对,只要冷端温度相同,不影响温度的显示正确值为400℃12、热电偶在使用中采用补偿导线的原因是什么?应注意什么问题?热电偶的长度有限,其冷端易受环境温度的影响而变化,为使热电偶冷端温度保持恒定,用与热电偶在一定温度范围内具有相同热电性能的廉价金属将热电偶的冷端延伸出来应注意补偿导线的型号和极性,补偿导线与热电偶的连接点温度应相同13、热电偶在使用中需要进行冷端温度补偿的原因是什么?常用的方法有哪些?热电偶的热电动势不仅与热端温度有关,还与冷端温度有关,只有冷端温度恒定,热电动势才能正确反映热端温度的数值,故需进行冷端温度补偿常用方法有:补偿电桥法和计算校正法14、热电阻与热电偶相比有哪些优缺点?热电阻可测量低温,而热电偶不能,且热电阻不需要进行冷端补偿热电阻不适合测量较高温度15、试画出用几个热电偶、一个转换开关、一个显示仪表组成的多点温度测量线路原理图,要求具有冷锻温度自动补偿功能。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程过程装备与控制技术复习资料汇总
大学 过程控制 试题()卷(闭)学年第 学期 使用班级 化工班级 学号 姓名题号 一 二 三 四 总分 得分一、 填空题(每空分,共分).Ⅱ型仪表由交流电压单独供电,Ⅲ型仪表由 统一供电。
.对调节器而言,当积分时间I T →∞,微分时间0D T =时,调节器呈 调节特性。
.在相同的条件下,用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量,相同的被测量值得到的正反行程测量值的最大差值称为 。
.由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为。
.在被控对象的输入中,应该比干扰变量对被控变量的影响更大。
.按照给定值对控制系统进行分类,如果给定值按事先设定好的程序变化,则控制系统为。
.当系统的最大超调量与最大偏差相等时,系统的余差值等于。
.确定调节阀气开气关型式主要应考虑。
.常用的抗积分饱和措施有限幅法和。
.与反馈控制能够克服所有干扰不同,前馈控制能够克服种干扰。
二、 单项选择题(在下列每小题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其字母标号填入题干的括号内。
每小题分,共分) 11.下列( )不是测量仪表的技术性能指标。
.仪表精度 B.灵敏度 C.响应时间 D.测量方法12.对于始点为℃的电子电位差计,当输入端短路时,仪表指针应指在()。
.始点.室温.终点.原位置13.下列利用热电效应测温的温度计是()温度计。
. 双金属. 压力式. 热电偶. 热电阻14..–Ⅲ型仪表现场传输信号为~,而控制室的联络信号为电压,那么电流与电压之间的转换电阻为()。
.Ω.Ω.Ω.Ω15.一般认为,多次测量中任何一次测量的极限误差为()。
.±δ.±δ.±δ.±δ16.过渡过程常出现如下几种形式:①非振荡衰减过程②衰减振荡过程③等幅振荡过程④发散振荡过程⑤非振荡发散过程其中,属于稳定过程的有()。
.①③B.②④C.③⑤D.①②17.雷达跟踪系统属于()。
.定值控制系统.随动控制系统.程序控制系统.前馈控制系统18.下列参数()不属于过程特性参数。
控制工程基础期末考试复习资料
《控制工程基础》课程综合复习资料一、单选题1. 判断下面的说法是否正确:偏差()t ε不能反映系统误差的大小。
(A)正确(B)错误答案:B2. 判断下面的说法是否正确:静态速度误差系数v K 的定义是20lim .()s s G s →。
(A)正确(B)错误答案:B3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=()。
(A)22,(01)21Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21T s Ts ξξ<<++ (D)22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案:C4.函数5()301G jw jw =+的幅频特性()A w 为()。
(A)(B)(C)(D)259001w + 答案:D5.某一系统的误差传递函数为()1()1()i E s X s G s =+,则单位反馈系统稳态误差为()。
(A)01lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1()i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞+ (D)1lim ()1()i s X s G s →∞+ 答案:A6.某系统的传递函数为21()56s s s s φ+=++,其单位脉冲响应函数0()x t =()。
(A)23(2)1()t t e e t ---+(B)23(2)1()t t e e t --+(C)1()t(D)0答案:A7.图中系统的脉冲传递函数为()。
(A)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)210()10()(1)()T C z z R z z z e -=--(D)210()10()(1)()T C z z R z z z e --=-- 答案:C8.二阶系统的极点分别为120.5,3s s =-=-,系统增益2,则其传递函数为()。
过程装备与控制工程概论简答考试复习重点
Kao7.流体动力过程是指遵循流体力学规律的过程,它涉及泵、压缩机、风机、管道和阀门等过程设备与元件。
流体是气体和液体的总称,包括哪几个方面的性质?答:1)流动性:切应力作用下流体会变形,且无恢复原状的能力。
2)压缩性:温度不变时,流体的体积随压力增大而缩小的性质3)膨胀性:压力不变时,流体的体积随温度升高而增大的性质4)黏性:运动的流体,在相邻的流层接触面上,形成阻碍流层相对运动的等值而反向的摩擦力。
反应了流体在运动状态下抵抗剪切变形速率的能力,它是运动流体产生机械能损失的根源。
1.产品的分类1)社会经济过程中的全部产品通常又可分为四类,即硬件产品、软件产品、流程性材料产品和服务型产品(国际标准化组织,ISO/DIS9000:2000)。
2)所谓“流程性材料”是指以流体(气、液、粉体等)形态存在的材料。
3)过程工业是加工制造流程性材料产品的现代制造业。
2.制造业的划分,按照“技术特征” 可将制造业分为哪两类?1)一类是以物质的化学、物理和生物转化,生成新的物质产品或转化物质的结构形态,多为流程性材料产品,产品计量不计件,连续操作,生产环节具有一定的不可分性,可统称为过程工业(过程制造业),如涉及化学资源和矿产资源利用的产业(石油化工、冶金)等;2)另一类是以物件的加工和组装为核心的产业,根据机械电子原理加工零件并装配成产品,但不改变物质的内在结构,仅改变大小和形状,产品计件不计量,多为非连续操作,这类工业可统称为装备制造业。
3)二者关系:过程制造业为装备制造业提供原材料,同时装备制造业为过程制造业提供制造装备3.过程工业包含的基本过程:1)流体动力过程:遵循流体力学规律的过程,涉及泵、压缩机、管道、阀门等。
2)热量传递过程:遵循传热学规律的过程,涉及换热器。
3)质量传递过程:遵循传质规律的过程,涉及干燥、蒸馏、浓缩、萃取。
4)动量传递过程:遵循动量传递及固体力学规律的过程,涉及固体物料的输送、粉碎、造粒等。
中国石油大学《过程控制工程》复习题及答案
《过程控制工程》期末复习题一、(每空1分)填空题:1、对于一个比例积分微分(PID)控制器来说,积分时间越小则积分作用越;微分时间越小,则微分作用越。
2、三种常用的均匀控制方案包括、、。
3、常规PID控制器中的P指作用、I指作用、 D指作用。
4、用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备,其中输送液体并提高其压头的机械称为,而输送气体并提高其压头的机械称为。
5、工程上常用的几种整定PID控制器参数的方法是、、、。
6、请举出我们曾经学过的三种复杂控制系统:、、。
7、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是开环比值控制系统、、、四种。
8、调节阀的固有流量特性主要有、、、四种。
9、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是开环比值控制系统、、、四种。
10、单回路控制系统一般由、、、四个环节组成11、常见的传热设备有、、等。
12、要消除系统的稳态误差,通常选用控制器。
13、用来评价控制系统性能优劣的阶跃响应曲线性能指标分别是、、、振荡频率和回复时间等。
14、工程上进行PID控制器参数整定时,随动系统的控制品质要求衰减比为,定值系统中控制品质要求衰减比为。
15、常见的传热设备有、、等。
16、精馏装置一般由、、、等设备组成。
精馏塔产品质量指标选择有直接产品质量指标和两类。
二、选择题(10分,每小题2分)1、成分、温度调节系统的调节规律,通常选用()。
A. PIB. PDC. PID2、自动控制系统中控制器正、反作用的确定是根据()。
A.实现闭环回路的正反馈。
B.实现闭环回路的负反馈。
C.系统放大倍数恰到好处D.生产的安全性。
3、单纯的前馈调节是一种能对()进行补偿的调节系统。
A.测量与给定之间的偏差 B.被调量的变化 C.干扰量的变化4、分程控制系统常要加装()来达到分程的目的。
A.调节器 B.变送器 C.阀门定位器5、在某一分离异丁烷与正丁烷的精馏塔中,微小的压力波动也会影响温度的变化,同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的,此时应选择()作为间接质量指标进行控制。
过程装备与控制工程概论期末复习资料
过程装备与控制⼯程概论期末复习资料过程装备与控制⼯程概论期末复习资料By-⼩喃1、过程与控制⼯程涉及的基本过程有哪些?以及每个过程所涉及的设备?(1)流体动⼒过程:泵、压缩机、风机、管道、阀门(2)热量传递过程:换热器、热交换器(3)质量传递过程:⼲燥、萃取、蒸馏、浓缩、等过程的装备(4)动⼒传递过程:固体物料的的输送、粉碎、造粒等过程的设备(5)热⼒过程:发电、燃烧、冷冻、空⽓分离等过程的设备(6)化学反应过程:换热器、反应器、塔,储罐、压缩机、泵、离⼼机2、流体静⼒学基本⽅程:p=p0+ρgh参数意义:P0表⽰容器内液体压强,p表⽰精致液体内部任⼀点的压强p的⼤⼩与液体本⾝的密度ρ和该点到液⾯的深长h有关。
液压千⽄顶的⼯作原理:根据静压⼒基本⽅程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发⽣变化时,只要液体仍保持其原来的静⽌状态不变,液体中任⼀点的压强均将发⽣同样⼤⼩的变化。
这就是说,在密闭容器内,施加于静⽌液体上的压强将以等值同时传到各点。
在⽔⼒系统中的⼀个活塞上施加⼀定的压强,必将在另⼀个活塞上产⽣相同的压强增量3、流体流动的基本⽅程,并说明⽅程中个参数的具体意义。
简单介绍流体机械包含的设备。
4、热量传递的⽅式有哪⼏种,并简单叙述各个⽅式的特点?热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本⽅式.热传导依靠物质的分⼦、原⼦或电⼦的移动或(和)振动来传递热量,流体中的热传导与分⼦动量传递类似.对流传热依靠流体微团的宏观运动来传递热量,所以它只能在流体中存在,并伴有动量传递.辐射传热是通过电磁波传递热量,不需要物质作媒介.5、什么是过程装备,过程装备与控制⼯程专业的学⽣应该获得哪些⽅⾯的知识和能⼒?请展望过控专业的发展趋势。
(1)过程装备是⼀门研究和实现⼤量⼯业装置的重要学科,它致⼒于将先进的过程⼯艺或者构想通过设计放⼤(或缩⼩)、制造⽽变现实,并保障其⾼效、安全和集约运⾏。
控制工程基础总复习
控制工程基础总复习1. 前言控制工程是现代工程领域中的一个重要学科,它主要研究如何设计、分析和实现控制系统,以使得被控对象按照既定的要求运行。
本文将对控制工程的基础知识进行总复习,包括控制系统的基本要素、常见的控制器类型以及常用的控制策略等内容。
2. 控制系统基本要素控制系统通常由四个基本要素组成,分别是被控对象、控制器、传感器和执行器。
2.1 被控对象被控对象是控制系统中需要控制的目标对象,它可以是物理实体,也可以是一个数学模型。
被控对象会对控制输入产生相应的输出响应。
2.2 控制器控制器是控制系统中的核心组成部分,它接收被控对象的输出信号和期望的控制信号,根据预定的控制策略生成控制指令,并将其发送给执行器。
2.3 传感器传感器用于检测被控对象的输出信号,并将其转换成电信号或数字信号。
传感器的准确性和响应速度对于控制系统的性能起着重要的影响。
2.4 执行器执行器接收来自控制器的控制指令,并将其转化为动作,改变被控对象的状态。
执行器可以是电动机、阀门等。
控制器根据其工作原理和结构可以分为多种类型,例如比例控制器、积分控制器和微分控制器。
3.1 比例控制器比例控制器通过根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的偏差来生成一个与偏差成正比的控制指令。
比例控制器的特点是简单、易于实现,但在一些情况下可能导致系统的稳定性差。
3.2 积分控制器积分控制器不仅考虑偏差,还考虑偏差随时间的累积。
积分控制器可以消除系统稳态误差,提高系统的稳定性。
然而,积分控制器对于快速变化的被控对象可能会引起过调的问题。
微分控制器根据被控对象的输出信号和期望的控制信号的变化率来生成控制指令。
微分控制器可以改善系统的动态响应和稳定性,但对于被控对象输出信号的噪声和干扰敏感。
3.4 PID控制器PID控制器是一种综合了比例、积分和微分控制器的控制器。
PID 控制器通过调整比例、积分和微分系数来达到最优的控制效果。
PID 控制器是控制工程中最常用和最经典的控制器之一。
过程控制考试复习资料(1)
过程控制工程复习资料一、填空题1.过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。
2、调节阀按能源不同分为三类:气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、自动控制系统按工作原理可分为三类:反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。
按给定值特点分类可分为三类:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
4、过程控制系统方案设计的基本要求是:安全、稳定、经济。
5、过程数学模型的求取方法有三种,分别是:机理法建模、系统辨别法建模、混合法(机理分析+系统辨别)建模。
6、理想流量特性有四类,分别是直线、对数、抛物线、快开。
7、定比值控制系统包括:开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。
8、控制器参数整定法有:经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。
9、根据实践经验的总结发现,除少数无自平衡的对象以外,大多数对象均可用一阶、二阶、一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。
为进一步简化,也可以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式,用传递函数可以表示为:()。
其中K表示对象的静态放大系数,T表示对象的时间常数,表示纯滞后时间。
10、调节器的比例度δ越大,则放大倍数Kc越小,比例调节作用就越弱,过渡过程曲线就越平稳,但余差也越大。
积分时间T i越小,则积分速度越大,积分特性曲线的斜率越大,积分作用越强,消除余差越快,微分时间T d越大,微分作用越强。
11、定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的,而前馈调节是按扰动量大小进行调节的;前者是闭环调节,后者是开环调节。
采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
12、防止几分饱和有哪三种方法:限幅法、外反馈法、积分切除法。
13、测量变送器的要求:准确、快速、可靠。
14、在串级控制系统中,调节器参数的整定方法有:逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。
二、选择题1、下列控制系统中,哪些是开环控制(C),哪些是闭环控制(ABD)A、定值控制B、随动控制C、前馈控制D、程序控制2、对某PI控制系统,为了防止积分饱和,采取下列措施,问哪一条是不起作用的(D)C、采用高低阻幅器 B、采用调节器外部积分反馈法C、采用PI-P调节器D、采用PI-D调节器3、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同(如均为二阶对象),甲采用PI作用调节器,乙采用P作用调节器。
控制科学与工程类专业复习重点梳理与分析
控制科学与工程类专业复习重点梳理与分析控制科学与工程是一门涉及多学科的专业,涵盖了自动控制、系统工程、信号处理等领域。
在复习这门专业的过程中,理解和掌握重点概念、原理和方法是非常重要的。
本文将对控制科学与工程类专业的复习重点进行梳理和分析,帮助学生更好地备考。
1. 数学基础数学是控制科学与工程的基础,需要学生扎实的数学功底。
在复习过程中,需要重点关注以下几个方面:a. 微积分:包括极限、导数、积分、微分方程等内容;b. 线性代数:矩阵运算、线性方程组求解、特征值与特征向量等内容;c. 概率论与数理统计:概率、随机变量、矩、统计推断等内容。
2. 自动控制基础自动控制是控制科学与工程类专业的核心,需要对自动控制的基本原理和方法进行深入理解。
复习时,需要重点关注以下几个方面:a. 控制系统的基本概念:包括系统、输入输出、反馈等概念的理解;b. 控制系统的数学模型:包括传递函数、状态空间等对系统进行描述的方法;c. 控制系统的稳定性分析:包括零极点分布、稳定判据等内容;d. 控制系统的设计方法:包括根轨迹、频率响应等方法。
3. 信号处理基础信号处理在控制科学与工程中扮演着重要的角色,需要对信号的采集、处理和分析进行学习和理解。
在复习过程中,需要重点关注以下几个方面:a. 信号的基本概念:包括连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号等;b. 信号的采集与重构:包括采样定理、量化等内容;c. 信号的变换与分析:包括傅里叶变换、拉普拉斯变换等方法;d. 信号的滤波与增强:包括滤波器设计、信号增强方法等内容。
4. 系统工程基础系统工程是控制科学与工程的交叉学科,需要对系统的建模、仿真和优化进行学习和理解。
在复习过程中,需要重点关注以下几个方面:a. 系统工程的基本概念:包括系统生命周期、系统工程管理等内容;b. 系统建模与仿真:包括系统的功能需求、性能需求的定义与建模;c. 系统优化与决策:包括多目标优化、约束条件处理等内容;d. 系统集成与测试:包括系统集成的方法、系统测试的方法等。
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。
过程控制工程复习公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件
第14页
安全操作线:工程上,为了安全,将极限线右旋一角度,得安全线,作 为压缩机允许工作界线。
安全操作线表示式 ⒈经验公式
3.0
可用一抛物线方程近似:
P 2
K
Q2 1
P
T
1
1
喘振区
P1
正作用取“-”号;
反作用取“+”号。
f2
r1 + -
u1 Gc1(S) +
-
Gc2(S) y2
u2 Gv(S) Gm2(S) +
y1 Gm1(S) +
先决定副控制器,后决定主控制器。
f1 Gp2(S)+ c2 Gp1(S)+ c1
Gv为“+”,Gc2为“+”,反作用
Gv为“-”,Gc2为“-”,
正作用
第3页
2.1 串级控制系统
2.1.1 基本原理和结构 1、什么是串级控制系统 加热炉温度控制
分析
受控变量: 物料出口温度 To 操纵变量:燃料气流量 Gc
可设计TO与GC单回路PID控制
对象特性: 加热炉内管有数百米长,热容很 大,是典型一阶加纯滞后过程。
当输入改变时,输出要延迟一段时间,且改 变缓慢
1、流量特性(抱负流量特性) 指流过阀流量Q与阀杆行程L之关系
Q f (L)
无因次化后
q f (l)
全开流量
q Q Qmax
l L Lmax
全开流量
第2页
2.分类 线性型 对数型(等百分比型) 快开型 抛物线型 控制器参数整定办法 1、经验法 2、临界百分比度法(Ziegler-Nichols法) 3、衰减振荡法 4、响应曲线法
控制工程基础要点总复习
总复习一
课程体系统结构
绪论
建模 分析 稳定性分析
苈斯 判据
奈奎斯 特判据
基本述语 数学模型 时域分析
动态响 应分析 稳态响 应分析
基本组成、分类、评价
微分方程模型、传递函数 模型、动态结构图模型。
频域分析
奈奎斯 特图 伯德图 表示
综合
系统设计与校正
根据指标设计 指标验证 串联、顺馈、反馈校正
校正方法
X i ( s)
Gc (s)
H (s)
Go (s)
X o ( s)
根据校正环节 Gc (s) 在系统中的联结方法有: 串联校正、反馈校正和顺馈校正。 (1)串联校正 按频率特性可分为: 增益调整、相位超前校正、 相位滞后校正、相位超前—滞后校正、PID校正。
控制工程基础
(2)反馈校正
反馈校正是指校正环节与被控对象构成局部 反馈。
控制工程基础
第四章 控制系统的频域分析方法
一、要求掌握基本知识
1、频率响应的概念
2、频率特性的概念
3、频率特性的求取方法
4、频率特性的极标图表示及绘制方法
控制工程基础
5、频率特性的对数坐标图表示及绘制方法 6、开环与闭环频率特性几何关系 7、最小相位与非最小相位系统的概念
二、本章重点掌握
1、利用频率特性求系统的稳态响应 2、控制系统频率特性极标图绘制 4、控制系统频率特性对数坐标图绘制
控制工程基础
第一章 绪 论
一、基本概念
1、自动控制:指在没有人直接参与的情况下,利
用控制装置,使机器、设备或生产过程的某个工作
状态或参数,自动的按照预定的规律运行。
2、反馈:将系统的输出部分或全部地返回到系统
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具体的控制目标包括:
冷却水 气关阀
(1) FB /FA = R
(2) 冷却水温度波动较大时, 如何改善TT17的控制性能?
反应 进料
(3) 当冷却水系统的冷量不足
时,如何控制TT17不超温
FT 15
A
×
Rba
FT 16
B
进料的比值控制
FA, sp
FC 15
产品 出料
TT
TC
17
17
Tsp
FB, sp
前馈控制系统
前馈控制的思想,与串级的区别 非线性静态前馈控制的设计方法 前馈控制系统的动态补偿,可实现性 前馈与反馈的比较 前馈与串级的区别 前馈反馈控制系统
作业
冷凝器温度前馈-反馈控制系统方框图如图所示。
已知扰动通道特性
G
pd
s
1.05 e 6 s 41s 1
控制通道特性G pc
选择控制系统
选择性控制问题的由来; 选择性控制的设计方法与应用场合; 选择性控制的防积分饱和;
题图所示控制回路,很可能 会引起液泛,假设液泛可以 用塔底和塔顶压力之差来表 征。请在此基础上设计一个 液泛约束控制系统,以保证 正常时,按塔底成份调节加 热蒸汽流量,当塔即将出现 液泛时,则调节加热蒸汽流 量确保不出现液泛;并确定 各调节器和调节阀的正反作 用。
Smith与内模控制
Smith 纯滞后补偿器 改进Smith 补偿器 内模控制方法 实际的内模控制器
关联分析与解耦控制
关联,关联对单回路控制的影响 相对增益的定义、意义及其计算 MIMO系统的变量匹配 解耦控制的设计
锅炉控制
锅炉设备的控制,包括:
汽包水位控制,加法器参数设置 燃烧系统控制,燃料与空气的比值控制以
NaOH溶液的浓度为20%,要求用清水稀释成浓度为5% 的溶液。FT12和FT11为线性流量测量变送器,仪表量程
分别为0~30T/hr和0~120T/hr,K1为比值计算单元。试 根据所描述的工艺情况,确定K1。
均匀控制内容
均匀控制的概念与特点; 常见的均匀控制系统; 均匀控制系统的应用场合;
单回路控制的改进
串级控制 前馈/比值控制 均匀控制 超驰控制 分程/阀位控制 非线性补偿 Smith预估/内模控制
串级控制系统
串级控制系统的概念与特点; 串级控制系统的方框图表示法; 串级系统的特点; 串级控制系统的设计原则; 串级控制系统的投用方法(包括防积分饱 和、参数整定等)。 作业5-2,5-4。
及逻辑提降功能的实现 过热温度控制
习题
LSP
-
LC IL LM
IV 蒸汽流量测 量变送
C2 ∑ IO
给水调 节阀
C3
IW 给水流量测 量变送
汽包水位测量变送
气关阀,为构成负反馈,C3 0 为实现前馈补偿, C2 0
蒸汽干扰 通道
锅炉汽包
L
控制通道
习题
QW KF C2IV C3IW QV
17
Tsp
Tw, sp
TC 18
TT 18
反应进料
冷却水 气关阀
选择控制方案#1
FA, sp2
LS 19
FA, min
FT 15
的回路增益为线性; 自适应控制器:根据控制系统的性能自动调整控制器
的增益,以使系统的回路增益为近似线性。
变比值控制实现非线性补偿(作业1)
u2
×
RVsp
RFm
FT 11
RF T1
蒸汽
TC 27
Tsp
FC
17 u
FT
RVm 17
换热器
凝液
RV
Tm
TT 27
T
工艺 介质
(1)指出温度控制 回路所对应的广义 对象的输入输出;
过程控制工程总复习
于玲 2015年06月25日
outline
对象特性 单回路控制 单回路控制的改进 多变量控制 典型过程
对象特性
典型工业过程的动态特性类型; 简单对象的机理建模 调节阀“气开、气关”形式 流量特性的选择/非线性补偿; “广义对象”概念
单回路控制系统
所有控制系统的方框图表示; 单回路控制“正反作用”的选择; PID控制参数对控制性能的影响; PID参数整定方法; 积分饱和,三种不同的防积分饱和方法 数字PID
又
IV
QV FVM
100%
整理可得
IW
QW FWM
100%
100C2 FVM
100C3
FWM
KF
精馏塔控制
精馏塔的控制目标 精馏塔的静态特性 精馏塔质量指标的选取 精馏塔的控制方案
液体产品 出料 连续放热 反应器
A B
控制方案设计举例
TT
TC
17
17
该放热反应为 A+B→C。试改 进现有的单回路控制方案。
(2)为什么说,即 使RF发生大范围的 变化,TC27所涉及 的广义对象是近似 线性的?
作业二
图示为一个液体储罐对象,通过调节进液流量Qi来保持 储罐的液位H 不变。假设该系统的主要扰动来自出液截 止阀的开度变化,试选择进液阀的流量特性,使其能补 偿对象的静态增益K p 的非线性变化。
Qi
H
Qo
A
(1) 控制系统如何能发现 现有的冷却系统不能提 供足够的冷量?
(2) 在这种异常工况下, 如何能避免反应器温度 的进一步上升?
反应器温度串级控制方案
控制系统如何能FA,发sp 现现
有的冷却系统不能提供 产品
足够的冷量?
FC 15
出料
FT 15
A
×
Rab
FT
B 16
FB, sp
FC 16
TT
TC
17
分程与阀位控制
分程控制的特点与适用场合; 分程区间的确定,实现非线性补偿; 阀位控制的概念。
非线性补偿方法
调节阀特性补偿,以使广义对象为近似线性; 串级控制方式,以克服副回路的非线性; 引入比值等中间参数,以主回路广义对象的增益为近
似线性; 变增益控制器:通过引入对象增益的反函数以使系统
s
0.94 e 8 s 55s 1
温度控制器使用PI规律。试求前馈控制器 G ff s
F (s)
R(s)
+-
Gff (s)
Gpd (s)
+ Gc (s) +
+ Gpc (s) +
Y (s)
比值控制内容
比值控制问题的由来; 常用的比值控制方案与系统结构; 比值器参数的设定; 变比值控制系统的特点与应用场合;
FC 16
冷却水 气关阀
反应器温度串级控制
FT 15
A
×
Rab
FT
B 16
FA, sp
FC 15
FB, sp
FC 16
产品 出料
TTTCΒιβλιοθήκη 1717Tsp
Tw, sp
TC 18
TT 18
反应进料
冷却水 气关阀
对于控制问题(3)的分析
若冷却系统不能提供足够的冷量,此时该如何 控制反应温度 TT17 ?