过程控制系统第二版答案
过程控制系统第二版答案
【篇一：过程控制系统与仪表课后习题答案完整版】
>1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数
控制？
解答：
1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富
3．控制多属慢过程参数控制
4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规
范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程
控制系统由哪几部分组成？
解答：
过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：参照
图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答：
分类方法说明：
按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制
系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数
字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控
制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（p）控制、比例积分（pi）控制，比例、积分、微分（pid）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开
环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制
系统等。
通常分类：
1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统
（2）随动控制系统（3）程序控制系统
2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统
（2）前馈控制系统
（3）前馈—反馈复合控制系统
1-5 什么是定值控制系统?
解答：
在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？
解答：
被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
二者之间的关系：
1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更
关注其动态特性？解答：稳态：
对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。
动态：
从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。
在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。
1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？
解答：
单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。
衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；
过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值a；
超调量：第一个波峰值y1与最终稳态值y（?）之比的百分数?； 1
y1
100% y(?)
残余偏差c：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y（?）
与设定值之
间的偏差c称为残余偏差，简称残差；
调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；
振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔
叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；
峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。 1-10 某被控过程工艺设定温度为900℃，要求控制过程中温度偏离
设定值最大不得超
过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过
渡过程曲线如图1-4所示。试求该系统过渡过程的单项性能指标：最大动态偏差、衰减比、振荡周期，该系统能否满足工艺要求？解答： 1最大动态偏差a：a?950?c?900?c?50?c ○
950?9002衰减比n：n?○?5:1 910?900
3振荡周期t：t?45?9?36(min) ○
a80?c, 且n1 (衰减振荡)，所以系统满足工艺要求。
第2章思考题与习题
求：1）该表最大绝对误差；
2）该表精度；
2
求：1）变差；
2）基本误差；
3）该表是否符合1.0级精度？
2-3 某压力表的测量范围为0～10mpa，精度等级为1.0级。试问
此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压
力表，在校验点为5mpa时，标准压力计上读数为5.08mpa，试问
被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？
解答： 1）基本误差?=
100%
5.08?5
100%0.8% 10
2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台
量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？
解答： 1） 2）
2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为
1) 1.0级，0～250ma 2）2.5级，0～75ma
现要测量50ma的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？解答：
分析它们的最大误差：
2.5
100%5% 501.875
50
选择2.5级，0～75ma的表。
2-11 某ddz-Ⅲ型温度变送器输入量程为200～1000℃，输出为
4～20ma。当变送器
3
输出电流为10ma时，对应的被测温度是多少？
解答：
1000?200t
； t=500?c。
20?410
解答： 1）工作原理：
2）根据题意：压力范围为1.2，即允许的最大绝对误差?max＝
0.05 1分析选用不同量程的表所需的精度等级：○
0.05
0～1.6 mpa量程：100%??3.125%，可选2.5级表；
.601.05
0～2.5 mpa量程：100%??2%，可选1.5或2.0级表；
2.50.05
0～4.0 mpa量程：100%??1.2%，可选1.0级表。
4.0
2量程选择：被测最大压力＝1/3～2/3量程上限○
1.232
0～1.6 mpa量程：??
11.61.2423
0～2.5 mpa量程：??
32.5311.2
0～4.0 mpa量程：?0.3?
4.03
综合分析，选用1.5级或2.0级，0～2.5 mpa量程的表最合适。
2-13 如果某反应器最大压力为1.0mpa，允许最大绝对误差为
0.01mpa。现用一台测量范围为0～1.6mpa，精度为1级的压力表
来进行测量，问能否符合工艺要求？若采用一台测量范围为0～
1.0mpa，精度为1级的压力表，能符合要求吗？试说明其理由。
解答：
工艺要求：最大压力为1.0mpa，允许最大绝对误差为0.01mpa。
分别求出两台仪表的最大允许误差，进行判断。
4
【篇二：过程控制系统与仪表课后习题答案完整版】
>1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数
控制？
解答：
1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富
3．控制多属慢过程参数控制
4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规
范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程
控制系统由哪几部分组成？
解答：
过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：参照
图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答：
分类方法说明：
按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制
系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数
字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控
制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（p）控制、比例积分（pi）控制，比例、积分、微分（pid）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开
环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制
系统等。
通常分类：
1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统
（2）随动控制系统（3）程序控制系统
2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统
（2）前馈控制系统
（3）前馈—反馈复合控制系统
1-5 什么是定值控制系统?
解答：
在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？
解答：
被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
二者之间的关系：
1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更
关注其动态特性？解答：稳态：
对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。
动态：
从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。
在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。
1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？
解答：
单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。
衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；
过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离
设定值的最大值a；
超调量：第一个波峰值y1与最终稳态值y（?）之比的百分数?；
1
y1
100% y()
残余偏差c：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y（?）
与设定值之
间的偏差c称为残余偏差，简称残差；
调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；
振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔
叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；
峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。 1-10 某被控过程工艺设定温度为900℃，要求控制过程中温度偏离
设定值最大不得超
过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过
渡过程曲线如图1-4所示。试求该系统过渡过程的单项性能指标：最大动态偏差、衰减比、振荡周期，该系统能否满足工艺要求？解答： 1最大动态偏差a：a?950?c?900?c?50?c ○
950?900
2衰减比n：n??5:1 ○
910?900
3振荡周期t：t?45?9?36(min) ○
a80?c, 且n1 (衰减振荡)，所以系统满足工艺要求。
第2章思考题与习题
求：1）该表最大绝对误差；
2）该表精度；
2
求：1）变差；
2）基本误差；
3）该表是否符合1.0级精度？
2-3 某压力表的测量范围为0～10mpa，精度等级为1.0级。试问
此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压
力表，在校验点为5mpa时，标准压力计上读数为5.08mpa，试问
被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？
解答： 1）基本误差?=
100%
2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台
量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？
解答： 1） 2）
2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为
1) 1.0级，0～250ma 2）2.5级，0～75ma
现要测量50ma的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？解答：
分析它们的最大误差：
2.5
100%5% 501.875
选择2.5级，0～75ma的表。
5.08?5
100%0.8% 10
2-11 某ddz-Ⅲ型温度变送器输入量程为200～1000℃，输出为
4～20ma。当变送器
3
输出电流为10ma时，对应的被测温度是多少？
解答：
1000?200t
； t=500?c。
20?410
解答： 1）工作原理：
2）根据题意：压力范围为1.2，即允许的最大绝对误差?max＝
0.05 1分析选用不同量程的表所需的精度等级：○
0.05
100%3.125%，可选2.5级表； 0～1.6 mpa量
程：.601.05
100%2%，可选1.5或2.0级表； 0～2.5 mpa量
程：2.50.05
100%1.2%，可选1.0级表。 0～4.0 mpa量程：4.0
2量程选择：被测最大压力＝1/3～2/3量程上限○
1.232
0～1.6 mpa量程：11.61.2423
0～2.5 mpa量程：?
3.22.5311
0.3 0～4.0 mpa量程：4.03
综合分析，选用1.5级或2.0级，0～2.5 mpa量程的表最合适。
2-13 如果某反应器最大压力为1.0mpa，允许最大绝对误差为
0.01mpa。现用一台测量范围为0～1.6mpa，精度为1级的压力表
来进行测量，问能否符合工艺要求？若采用一台测量范围为0～
1.0mpa，精度为1级的压力表，能符合要求吗？试说明其理由。
解答：
工艺要求：最大压力为1.0mpa，允许最大绝对误差为0.01mpa。
分别求出两台仪表的最大允许误差，进行判断。
4
【篇三：过程控制系统与仪表习题答案】
1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数
控制？
解：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多
属慢过程参数控制
4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规
范化的过程检测控制仪表组成
1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？
解：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量
是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。
组成：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，
调节器和执行器）两部分组成。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？
解：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力
控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，
有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表
控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动
作规律来分，有比例（p）控制、比例积分（pi）控制，比例、积分、微分（pid）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回
路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可
分为单变量和多变量控制系统等。通常分类：1．按设定值的形式不
同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统
2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统
1-5 什么是定值控制系统?
解：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变
化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二
者之间有什么关系？
解：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之
间的关系称为静态特性。被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控
制系统得性能时更关注其动
态特性？
解：稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到
一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都
处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。
动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束
的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程
之中，这种状态称为动态。
在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能
一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节
的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态
性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？
解：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。
衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；
过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离
设定值的最大值a；超调量：第一个波峰值y1与最终稳态值y（?）之比的百分数?；??y1?100% y(?)
残余偏差c：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y（?）
与设定值之间的偏差c称为残余偏差，简称残差；
调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；
振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔
叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；
峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。 1-10 某被控过程工艺设定温度为900℃，要求控制过程中温度偏离
设定值最大不得超过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶
跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-4所示。试求该系统过渡过程的单项性能指标：最大动态偏差、衰减比、振荡周期，该系统能否满
足工艺要求？
解答：
1最大动态偏差a：a?950?c?900?c?50?c ○
950?9002衰减比n：n??5:1 ○910?900
3振荡周期t：t?45?9?36(min) ○
a80?c, 且n1 (衰减振荡)，所以系统满足工艺要求。
第2章思考题与习题
2-1 某一标尺为0～1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据：求：1）该表最大绝对误差；
2）该表精度；
2-2 一台压力表量程为0～10mpa，经校验有以下测量结果：
2）基本误差；
3）该表是否符合1.0级精度？
2-3 某压力表的测量范围为0～10mpa，精度等级为1.0级。试问
此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压
力表，在校验点为5mpa时，标准压力计上读数为5.08mpa，试问
被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？
解答：
1）基本误差?=?100%
2）校验点为5 mpa时的基本误差：??5.08?5?100%?0.8% 10
0.8％1％，所以符合1.0级表。
2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台
量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？
解答：
1）
2）
2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为
1) 1.0级，0～250ma
2）2.5级，0～75ma
现要测量50ma的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？解答：
分析它们的最大误差：
50?100%??5%
50?100%??3.75%
选择2.5级，0～75ma的表。
2-11 某ddz-Ⅲ型温度变送器输入量程为200～1000℃，输出为
4～20ma。当变送器输出电流为10ma时，对应的被测温度是多少？解答：
过程控制系统第二版课后答案
过程控制系统第二版课后答案 【篇一：过程控制系统与仪表课后习题答案完整版】 >1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数 控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规 范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程 控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：参照 图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制 系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数 字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控 制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（p）控制、比例积分（pi）控制，比例、积分、微分（pid）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开 环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制 系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解答：
在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。 1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更 关注其动态特性？解答：稳态： 对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态： 从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解答： 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值a； 超调量：第一个波峰值y1与最终稳态值y（?）之比的百分数?； 1 y1 100% y()
过程控制系统第二版答案
过程控制系统第二版答案 【篇一：过程控制系统与仪表课后习题答案完整版】 >1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数 控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规 范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程 控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：参照 图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制 系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数 字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控 制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（p）控制、比例积分（pi）控制，比例、积分、微分（pid）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开 环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制 系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解答：
在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。 1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更 关注其动态特性？解答：稳态： 对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态： 从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解答： 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值a； 超调量：第一个波峰值y1与最终稳态值y（?）之比的百分数?； 1 y1 ?
过程控制系统与仪表习题答案 第三章
第3章 习题与思考题 3-1 什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？ 解答： 1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。 2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。 3-2 双位控制规律是怎样的？有何优缺点？ 解答： 1）双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。 2）缺点：在位式控制模式下，被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡，无法稳定在设定值上。这是由于双位控制器只有两个特定的输出值，相应的控制阀也只有两个极限位置，总是过量调节所致。 3）优点：偏差在中间区内时，控制机构不动作，可以降低控制机构开关的频繁程度，延长控制器中运动部件的使用寿命。 3-3 比例控制为什么会产生余差？ 解答： 产生余差的原因：比例控制器的输出信号y 与输入偏差e 之间成比例关系： e K y p = 为了克服扰动的影响，控制器必须要有控制作用，即其输出要有变化量，而对于比例控制来讲，只有在偏差不为零时，控制器的输出变化量才不为零，这说明比例控制会永远存在余差。 3-4 试写出积分控制规律的数学表达式。为什么积分控制能消除余差？ 解答： 1）积分控制作用的输出变化量y 是输入偏差e 的积分：⎰=edt T y 1 1
2）当有偏差存在时，输出信号将随时间增大（或减小）。当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。 3-5 什么是积分时间？试述积分时间对控制过程的影响。 解答： 1）⎰ =edt T y 11 积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时间增大（或减小）。只有当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。 2） 在实际的控制器中，常用积分时间Ti 来表示积分作用的强弱，在数值上，T i =1／K i 。显然，T i 越小，K i 就越大，积分作用就越强，反之亦然。 3-6 某比例积分控制器输入、输出范围均为4～20mA ，若将比例度设为100%、积分时间设为2min 、稳态时输出调为5mA ，某时刻，输入阶跃增加0.2mA ，试问经过5min 后，输出将由5mA 变化为多少？ 解答： 由比例积分公式：⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛+=⎰edt T e P y 111分析： 依题意：%1001==p K p ，即K p =1, T I = 2 min , e ＝＋0.2； 稳态时：y 0＝5mA ， 5min 后： m A edt T e P y y )7.05()52.0212.0(151110±=⨯⨯±±⨯+=⎪⎪⎭ ⎫ ⎝⎛++=⎰ 3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响？调整比例度时要注意什么问题？ 解答：P74 1）控制器的比例度P 越小，它的放大倍数p K 就越大，它将偏差放大的能力越
大学_过程控制工程课后作业试题以及答案(邵裕森)
过程控制工程课后作业试题以及答案（邵裕森）过程控制工程课后作业试题以及答案(邵裕森版) 《过程控制工程第2版》是06月机械工业出版社出版的图书，作者是邵裕森 图书简介：编辑作/译者：邵裕森出版社：机械工业出版社出版日期：06 月 ISBN：9787111076025 [十位:7111076028] 内容提要：编辑过程控制作为自动化技术的重要组成部分,其发展很快,并已广泛地应用于石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、原子能、环保等许多国民经济的重要领域。.具有跨世纪学科特色的规划教材--《过程控制工程》,不仅介绍了过程建模,将数字检测、数字控制仪表与计算机控制贯穿于全书的各章节,使模拟与数字技术融于全书,而且突出了系统的工程设计与工程应用。教材主要内容包括过程建模,模拟及数字检测控制仪表,简单系统与复杂系统设计,dcs和 工程应用举例等。..本书内容丰富新颖,能适应跨世纪人才培养需要,是工业自... [显示全部] 图书目录：编辑前言.第一章绪论第一节过程控制发展概况第二节过程控制的特点第三节过程控制系统的组成及其分类第四节“过程控制工程”课程的性质和任务思考题与习题第二章过程建模和过程检测控制仪表第一节过程 建模第二节过程变量检测及变送第三节过程控制仪表第四节其它数字式过程控制装置思考题与习题第三章简单过程控制系统--单回路控制系统的工程设计第一节过程控制系统工程设计概述第二节控制方案设计第三节检测
过程控制工程第2版简介 课程内容主要包括过程动态测试和建模、控制器的参数整定、单回路控制系统、复杂控制系统、先进控制系统以及典型的工业过程控制系统。 通过学习，要求掌握过程控制系统的控制原理和分析设计方法，具备分析和设计能满足实际工业生产需要的控制系统的技能;掌握常用控制仪表选用，能熟练地操作、运行、安装、校验与维护常用控制仪表，能熟练地调试并进行技术改造，能熟练地正确调试简单控制系统及常用复杂控制系统，较熟练地掌握简单控制系统的开发与组织实施能力。最终培养具备过程控制技术方面的专业基础知识，掌握生产过程自动化系统的`操作、运行、维护、调试、技术改造的基本方法和基本技能，能在化工、石化、电力、医药、轻工生产等行业从事工业生产过程检测和自动控制系统性能分析、设计、安装、调试和维护的高级应用性专门人才。
《过程控制系统》作业题答案
过程控制系统》思考题 1．什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。 串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值，两个控制器有各自独立的测量输入，有一个控制器的给定由外部设定。 2．与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？多了一个副回路，形成双闭环。特点：主控制器输出改变副控制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。 3．为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力？ ①副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克服，减小了干扰
对主变量的影响； ②引入副回路，改善了副对象的特性（减小副对象的相位滞后），提高了主回路的响应速度，提高了干扰的抑制能力； ③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制； ④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。 4．串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则？ ①将主要干扰包括在副回路； ②副回路尽量包含多的干扰； ③为保证副回路的快速响应，副对象的滞后不能太长； ④为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变部分包含于副对象中； ⑤需要对流量实现精确的跟踪时，将流量选为副对象。 5．串级控制系统通常可用在哪些场合？ *应用于容量滞后较大的过程 *应用于纯时延较大的过程 *应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程 *应用于参数互相关联的过程 *应用于非线性过程 6．前馈控制与反馈控制各有什么特点？绘制前馈控制系统结构
过程控制系统及仪表王再英等课后答案（全）
过程控制系统及仪表王再英等课后答案（全） 第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答：分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统
2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解答：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。 1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注 其动态特性？ 解答：稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能 达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系 统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？
过程控制系统试卷及答案
过程控制系统试卷C卷 一、填空题每空1.5分本题33分 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成; 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成; 3、压力检测的类型有三种,分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测; 4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类; 5、根据使用的能源不同,调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类; 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模; 7、积分作用的优点是可消除稳态误差余差,但引入积分作用会使系统稳定性下降; 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭 环比值控制和变比值控制三种; 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用,外因是控制器长期 存在偏差; 二、名词解释题每小题5分本题15分 1、过程控制：指根据工业生产过程的特点,采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具,应用控制理论, 设计工业生产过程控制系统,实现工业生
产过程自动化; 2、串级控制系统：值采用两个控制器串联工作,主控制器的输出作为副控制器的设定值,由副控制器的输入去操纵调节阀,从而对住被控变量具有更好的控制效果; 3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络,具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点,是工业控制网络向现场级发展的产物; 三、简答题每小题8分本题32分 1、什么是PID,它有哪三个参数,各有什么作用怎样控制 答：PID是比例-积分-微分的简称;其三个参数及作用分别为：1比例参数KC,作用是加快调节,减小稳态误差; 2积分参数Ki,作用是减小稳态误差,提高无差度3微分参数Kd,作用是能遇见偏差变化趋势,产生超前控制作用,减少超调量,减少调节时间; 2、前馈与反馈的区别有哪些 答：1控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”,前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”; 2控制作用发生时间方面：反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生,
过程控制系统及仪表 王再英等 课后答案(全)讲解
第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答：分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解答：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注 其动态特性？ 解答：稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能 达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系 统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解答：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n ； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A ； 超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ； 1100%() y y σ=⨯∞ 残余偏差C ： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；
过程控制系统与仪表习题答案王再英完整版
过程控制系统与仪表习 题答案王再英 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
过程控制系统与仪表 王再英刘淮霞陈毅静编着 习题与思考题解答 机械工业出版社 第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点为什么说过程控制多属慢过程参数控制 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统典型过程控制系统由哪几部分组成
解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统
（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统 解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。1-6 什么是被控对象的静态特性什么是被控对象的动态特性二者之间有什么关系解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系：
过程控制系统与仪表习题答案
过程控制系统与仪表习题与思考题 解答
第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
过程控制系统课后重点答案
1. 什么是对象特性？为什么研究对象特性? 对象的输入变量和输出变量之间的定量关系；它使人们能更深刻的认识自动控制的本质，从而能采取有效措施提高控制质量。 2. 何为对象的数学模型？静态数学模型与动态数学模型有哪些区别？ 在输入（控制输入与扰动输入）作用下，其状态和输出（被控参数）变化的数学表达式； 前者是在输入变量与输出变量达到平衡状态时建立的数学表达式，后者是在输出变量和状态变量在输入变量影响下建立的数学表达式。 3. 建立对象的数学模型有什么重要意义？ 1 设计过程控制系统及整定控制参数； 2 指导生产工艺及其设备的设计与操作； 3 对被控过程进行仿真研究； 4 培训运行操作人员； 5 工业过程的故障检测与诊断。 4.建立数学模型的方法：机理建模和实验建模 5.为什么不同的过程特性与工艺要求需设计不同的控制方案？怎样理解被控过程特性是过程控制系统设计的基础？ 过程控制系统的过程设计正确与否，直接影响到系统能否正常投入运行，因此要求过程控制设计人员必须根据生产过程的特点，工艺特性和生产操作的规律，正确运用控制理论，设计一个正确合理的控制方案；过程控制系统的设计首先要根据工艺要求和控制目标确定系统变量，进一步根据被控过程特性用恰当的数学关系式，即所谓的数学模型来描述被控过程的变量之间的关系，只有掌握了被控过程的数学模型才能深入的分析过程的特性和选择正确的控制方案。 6.什么叫单回路系统？控制方案设计包括哪些内容？怎样理解方案设计是系统设计的核心？ 只有一个闭环回路的简单控制系统叫单回路控制系统；过程控制系统设计包括系统的方案设计，工程设计，工程安装和仪表调校，调节器参数整定四个主要内容；控制方案是系统设计得核心，若控制方案不正确，则无论如何选用何种先进的过程控制仪表或计算机系统，无论其安装如何细心，都不可能是系统在工业生产过程中发挥良好的控制作用，甚至系统不能运行。 7.什么是直接参数与间接参数？他们有何关系?选择被控参数应遵循哪些基本原则？ 直接参数，直接反应生产过程中产品质量和产量又以直接测量的参数 间接参数，间接反映产品质量和产量又与直接参数有着单值函数关系，有足够大的测量灵敏度的参数 间接参数必须与直接参数有单值函数关系 被控参数的选择原则： 1）直接参数法 2）间接参数法 3）被控变量必须具备足够的灵敏度和变化数值 4）被控变量的选择必须考虑到工艺过程的合理性，经济性，以及国内外仪表生产的现状。 8.选择调节控制规律的依据是什么？若已知过程的数学模型，怎么来选择PID控制参数？1）根据τ0/T0比值来选择控制器的控制规律 2）根据过程铁性来选择控制器的控制规律 3）控制器的正反作用方式确定 若已知数学模型则根据τ0/T0比值来选择控制器的控制规律
过程控制系统习题答案
什么是过程控制系统其基本分类方法有哪几种过程控制系统通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术中最重要的组成部分之一。基本分类方法有：按照设定值的形式不同【定值，随动，程序】；按照系统的结构特点【反馈，前馈，前馈-反馈复合】。 热电偶测量的基本定律是什么常用的冷端补偿方式有哪些 均质材料定律：由一种均匀介质或半导体介质组成的闭合回路中，不论截面和长度如何以及沿长度方向上的温度分布如何，都不能产生热电动势，因此热电偶必须采用两种不同的导体或半导体组成，其截面和长度大小不影响电动势大小，但须材质均匀； 中间导体定律：在热电偶回路接入中间导体后，只要中间导体两端温度相同，则对热电偶的热电动势没有影响； 中间温度定律：一支热电偶在两接点温度为t、to时的热电势，等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t、ta和ta、 t0时的热电势之代数和。只要给出冷端为0c时的热电势关系，便可求出冷端任意温度时的热电势即 由于冷端温度受周围环境温度的影响，难以自行保持为某一定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。冷端温度补偿方法有冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法和补偿导线法。 为什么热电阻常用三线制接法试画出其接线原理图并加以说明。 电阻测温信号通过电桥转换成电压时，热电阻的接线如用两线接法，接线电阻随温度变化会给 电桥输出带来较大误差，必须用三线接法，以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。 对于口口2—111型热电偶温度变送器，试回答： 变送器具有哪些主要功能 变送器的任务就是将各种不同的检测信号转换成标准信号输出。 什么是变送器零点、零点迁移调整和量程调整热电偶温度变送器的输入电路主要是在热电偶回路中串接一个电桥电路。电桥的功能是实现热电偶的冷端补偿和测量零点的调整。 受送照播出 1零点止向迁第
过程控制系统与仪表课后习题答案完整版
第1章思考题与习题 1-1过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2.控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 1-2 1-4 有 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统 1-5什么是定值控制系统?
解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。1-6什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 1-8 单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A； y与最终稳态值y（∞）之比的百分数σ； 超调量：第一个波峰值 1
残余偏差C：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y（∞）与设定值之间的偏差C称为残余偏差，简称残差； 调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间； 振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率； 峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。 1-10某被控过程工艺设定温度为900℃，要求控制过程中温度偏离设定值最大不得超过 求：1）变差； 2）基本误差； 3）该表是否符合1.0级精度？
《过程控制系统》期末试卷+参考答案
xxxx-xxxx学年第x学期 《过程控制系统》试题（卷）A 课程代码 BB058007 考试方式闭卷考试时长 100 分钟 姓名学号教学班号专业级班 （每空1分，共25分） 1、过程控制系统由和两部分组成。。 2、过程检测仪表的接线方式有两种：、。 3、压力检测的类型有三种，分别为：、、。 4、PID调节器分为和两种。 5、理想流量特性有四类，分别是、、、。 6、常用比值运算部件有：、、、。 7、前馈控制规律取决于和的传递函数。 8、主要扰动无法落在串级控制的副环时，用可得到更好的控制效果。 9、混合型选择性控制系统指：既包含有，又有。 10、产生积分饱和的3个条件：（1）（2）（3）。 （每个3分，共18分） 1、阀位控制系统
2、积分饱和 3、比例控制系统 4、.超驰控制系统 5、现场总线 6、均匀控制系统 （每个6分，共30分） 1、被控对象、调节阀、调节器的正、反作用方向各是怎样规定的？ 2、什么是简单控制系统？试画出简单控制系统的典型方块图。
3、调节器参数整定的任务是什么？工程上常用的调节器参数整定有哪几种方法？ 4、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律?
5、积分饱和的危害是什么?有哪几种主要的抗积分饱和措施? 四、分析题。（共27分） 1、（15分）请判定如图所示温度控制系统中，调节阀和调节器的作用型式。 （1）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为过热蒸汽时； （2）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为过热蒸汽时； （3）当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为待加热的软化水时； （4）当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为待加热的软化水时。 得分
过程控制系统与仪表习题答案
一、某化学反应器，工艺规定操作温度为200±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示，试求：该系统的过渡过程品质指标（最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间），并问该调节系统是否满足工艺要求。 参考答案： 最大偏差 A = 230-200 = 30℃ 余差C= 205-200 = 5℃ 衰减比n = y1: y3 = 25:5 = 5:1 振荡周期 T = 20 – 5 = 15 （min） 设被控变量进入稳态值的土2％，就认为过渡过程结束，则误差区域=205 ×（± 2％）＝± 4.1℃ 在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃画一区域（阴影线）。曲线进入时间点 Ts = 22min 工艺规定操作温度为200±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃，而该调节系统A=30℃，不满足工艺要求。 最大偏差 A = 230-200 = 30℃ 余差 C= 205-200 = 5℃ 衰减比 n = y1: y3 = 25:5 = 5:1 二、如图所示，用差压变送器检测液位。已知ρ1＝1200kg／m3，ρ2＝950kg／m3，h1＝1.0m，h2＝5.0m，液位变化的范围为 0～3.0m，如果当地重力加速度 g ＝9.8m／s，求差压变送器的量程和迁移量。
当液位在0～3.0m变化时，差压的变化量为 ρ1gHmax＝ 1200×9.8×3.0＝35280 Pa 根据差压变送器的量程系列，可选差变的量程为40kPa 当H＝0时，有 Δp＝－ρ2g（h2－h1）＝－950×9.8×（5.0－1.0）＝－37240 Pa 所以，差压变送器需要进行负迁移，负迁移量为37.24kPa 迁移后该差变的测量范围为－37.24～2.76kPa 若选用 DDZ-Ⅲ型仪表，则当变送器输出 I＝4mA时，表示 H＝0；当I＝20mA时，H＝40×3.0／35.28＝3.4m，即实际可测液位范围为 0～3.4m。 如果要求H＝3.0m时差变输出满刻度（20mA）， 则可在负迁移后再进行量程调整， 使得当Δp＝－37.24＋35.28＝－1.96kPa时，差变的输出达到20mA。 三、有一台电动差压变送器，表量程为25000Pa，对应的最大流量为50t/h，工艺要求40t/h时报警。问：①不带开方器时，报警值设定在多少？②带开方器时，报警信号设定在多少？ 参考答案： ①不带开方器时对应40t/h流量的差压 ΔP1= 25000(40/50)2=16000Pa 对应40t/h流量的输出 I出1=（16000/25000）16+4=12.24mA ∴报警值S=12.24mA ②带开方器时, ∵ΔQ=KΔP 对应40t/h流量的差压 ΔP2= 25000(40/50)=20000Pa 对应40t/h流量的输出 I出2=（20000/25000）16+4=16.8mA ∴报警值S=16.8mA
过程控制系统习题解答
《过程控制系统》习题解答 1-1 试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。 答：第一个阶段50年代前后：实现了仪表化和局部自动化，其特点： 1、过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合式仪表 2、过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统 3、被控参数主要是温度、压力、流量和液位四种参数 4、控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响 5、过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入、单输出的定值控制系统的分析和综合问题 第二个阶段60年代来：大量采用气动和电动单元组合仪表，其特点： 1、过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能，适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统 2、计算机系统开始运用于过程控制 3、过程控制系统方面为了特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统（串级控制、比值控制、均匀控制、前馈控制、选择性控制） 4、在过程控制理论方面，现代控制理论的得到了应用 第三个阶段70年代以来：现代过程控制的新阶段——计算机时代，其特点： 1、对全工厂或整个工艺流程的集中控制、应用计算系统进行多参数综合控制 2、自动化技术工具方面有了新发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表和开发和广泛应用 3、在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用 4、集散控制系统的广泛应用 第四个阶段80年代以后：飞跃的发展，其特点： 1、现代控制理论的应用大大促进了过程控制的发展 2、过程控制的结构已称为具有高度自动化的集中、远动控制中心 3、过程控制的概念更大的发展，包括先进的管理系统、调度和优化等。 1-2 与其它自动控制相比，过程控制有哪些优点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？ 过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的。 一、连续生产过程的自动控制 连续控制指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采用控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。 二、过程控制系统由过程检测、控制仪表组成 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和检测控制仪表两部分组成。 三、被控过程是多种多样的、非电量的 现代工业生产过程中，工业过程日趋复杂，工艺要求各异，产品多种多样；动态特性具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些过程的机理（如发酵等）复杂，很难用目前过程辨识方法建立过程的精确数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。 四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制 因为大惯性、大滞后等特性，决定了过程控制的控制过程多属慢过程；在一些特殊工业生产过程中，采用一些物理量和化学量来表征其生产过程状况，故需要对过程参数进行自动检测和自动控制，所以过程控制多半为参量控制。
《过程控制系统》思考题答案
《过程控制系统》思考题 1．什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。 串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值，两个控制器有各自独立的测量输入，有一个控制器的给定由外部设定。 2．与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？ 多了一个副回路，形成双闭环。特点：主控制器输出改变副控制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。在串级控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。 3．为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力？ ①副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克服，减小了干扰对主变量的影响； ②引入副回路，改善了副对象的特性(减小副对象的相位滞后)，提高了主回路的响应速度，提高了干扰的抑制能力； ③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制； ④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。 4．串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则？ ①将主要干扰包括在副回路； ②副回路尽量包含多的干扰； ③为保证副回路的快速响应，副对象的滞后不能太长； ④为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变部分包含于副对象中； ⑤需要对流量实现精确的跟踪时，将流量选为副对象。 5．串级控制系统通常可用在哪些场合？ * 应用于容量滞后较大的过程 * 应用于纯时延较大的过程 * 应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程 * 应用于参数互相关联的过程 * 应用于非线性过程 6．前馈控制与反馈控制各有什么特点？绘制前馈控制系统结构方框图。 前馈：基于扰动来消除扰动对被控量的影响； ♦动作“及时” ； ♦只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳 定； ♦具有指定性补偿的局限性；