集散型控制系统介绍

集散型控制系统介

绍

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2020年4月19日

本答案仅供参考。

第1章绪论

1.1 什么是过程计算机控制系统?它由哪几部分组成?经过具体示例说明。

答:它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成,以实现生产过程闭环控制的系统,它综

合了计算机过程控制和生产工艺过程。例如温度

控制系统。

1.2 计算机控制工业生产过程有哪些种类型?

答:计算机控制工业生产过程一般有五种类型:

操作指导控制系统;直接数字控制系统;监督控制系

统;集散控制系统;现场总线控制系统。

1.3 计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要组成部分?

各部分是怎样互相联系的?其中过程通道有几种基本

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类型?它们在系统中起什么作用?

答:计算机控制系统的硬件一般包括:主机、外部设备、过程输入输出设备。两个过程通道,一个是输

入通道,另一个为输出过程通道。

输入过程通道包括:A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输入;

DI通道-----直接输入开关量信号或数字量信号。

输出过程通道包括:D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出;

DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。

1.4 直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成?

答:直接数字控制系统的硬件主要有计算机(主机)、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。如下图所示。

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1.5 数字PID 控制算法有几种形式?各有什么特点?

答:数字PID 控制算法有位置式、增量式、速度式三种

形式。PID 位置式根据偏差计算阀门的位置,PID 增量式根据偏差计算阀门的变化;PID 速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。

1.6 试推导计算机控制系统PI 控制算法的位置式、增量式和速度式。

答:模拟PI 控制算法为

])(1

)([)(0⎰+=t

I p dt t e T t e k t u 其中,p k ----比例增益

I T ----积分时间常数

在采样周期相当短暂时,用矩形法近似代替积分项∑⎰=≈k

i t i Te dt t e 00)()(,其中T 为采样周期,k 为采样序号。 PI 位置式算法为:

x k i I p u

i e k k e k k u ++=∑=0)()()(

PI 增量式算法为:

)()()(k e k k e k k u I p +=∆∆

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2020年4月19日 PI 速度式算法为:

T

k e k T k e k T k u k v I p )()()()(+==∆∆ 其中,x u -----偏差(它是初始阀门位置)

)(k u ∆---第k 次输出的偏差校正值 )(k e ∆---第k 次采样值的偏差校正值

1.7 试推导计算机控制系统PD 控制算法的位置式、增量式和速度式。

答:模拟PD 控制算法为

])()([)(dt

t de T t e k t u D p += 其中,p k ----比例增益

D T ----微分时间常数

在采样周期相当短暂时,用后向差分法近似代替微分项T k e k e dt t de )

1()()

(--≈,其中T 为采样周期,k 为采样

序号。

PD 位置式算法为:

x D p u k e k e k k e k k u +--+=))1()(()()(

PD 增量式算法为:

))1()(()()(--+=k e k e k k e k k u D p ∆∆∆

PD 速度式算法为: