沈阳理工大学过程控制期中测试1相关答案

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1、习题课11、有一台PI调节器，δ=100%，Ti=1分，若将P改为200%时：（1）调节系统稳定程度提高还是降低？为什么？（2）动差增大还是减小？为什么？（3）静差能不能消除？为什么？（4）调节时间加长还是缩短？为什么？答案：∵u=Kp*e+(Kp/Ti)∫edt其中：u—输出变化量，e—输入变化量，Kp—比例常数，Kp=1/δ;当δ从100%变为200%、Ti不变时，偏差e不变，输出信号u变小。所以：（1）稳定程度提高（因为δ增大后，u变小，不易振荡）。（2）动差增大（由于u变小后，调节幅度小即调节作用弱，造成

2、动差增大）。（3）静差会消除（因有积分作用存在）。（4）调节时间加长（因Kp是调节器的放大系数，当比例度P增大即Kp减小时，调节器灵敏度降低，则克服动、静差的时间加长）。2、一般常规调节系统在负荷变动或变动较大时，为什么调节质量会变坏？如何解决？答案：一般常规调节系统中的调节参数只能人工调节，在工艺正常运行是调整好的PID参数，只能保证在这种状态下的调节质量，而调节对象特性都为非线性的，在负荷工况变动较大时，对象特性将发生变化，因此原来的调节器参数就不再适应，这时要根据具体情况重新整定调节器参数才有可能使调节质量

3、变好。3、炉出口温度调节，当适当引入微分作用后，有人说比例度可以比无微分时小些，积分时间也可短些，对吗？为什么？答案：这样说是对的。因为微分作用是超前的调节作用，其实质是阻止被调参数的变化，提高系统的稳定性，适当的减小比例度和积分时间有利于提高系统的质量。4、前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈－反馈控制系统？对于已知扰动通道传递函数，控制通道传递函数的前馈－反馈控制系统，求前馈控制器Gff(s)。答：1.前馈控制是按扰动而进行的控制，因此，前馈控制常用于以下场合：一是扰动必须可测，否则无法实施控

4、制;二是必须经常有比较显著和比较频繁的扰动，否则没有必要。三是存在对被控参数影响较大且不易直接控制的扰动。2.前馈控制是一种补偿控制。一般来讲，前馈控制无法全部补偿扰动对被控量的影响。因此，单纯的前馈控制系统在应用中具有一定的局限性。为克服这一弊端，前馈控制常与反馈控制联用，构成前馈－反馈控制系统。对最主要的、显著的、频繁的无法直接控制的扰动，由前馈来进行补偿控制;对无法完全补偿的扰动影响，由反馈控制根据被控制量所产生的偏差的大小来进行控制。6、如图示加热炉，采用控制燃料气流量来保证加热炉出口温度恒定。1.若进料

5、量是主要扰动且不可控制时，设计合理的控制方案，并作简要说明。2.当燃料气阀前压力是是主要扰动且不可控时，设计合理的控制方案，并作简要说明。答：当总进料量是主要扰动时，控制方案如下图所示。该方案为前馈－反馈控制系统方案。如果负荷是主要扰动，我们将总进料量测出，将流量信号送到前馈补偿装置，其输出与温度控制器的输出相迭加，作为总的控制作用。这时，当进料量发生变化后，不需要等到出现偏差，燃料量就会及时作相应的调整，结果使控制过程中的温度偏差大为减小。当燃料压力是主扰动时，控制方案如右图所示。该方案为被加热物料出口温度对燃

6、料气流量的串级控制系统方案。当燃料气压力发生变化是，利用副环的作用，可以迅速地对扰动作出反应，调整燃料阀的开度，调整较为及时。但是这只是一个粗略的调整，扰动对温度的影响还需通过主环作进一步的细调，使被控的主变量――被加热物料出口温度保持在期望值。7、某前馈-串级控制系统方框图如下所示。已知：要求：（1）计算前馈控制器的数学模型。（2）假定控制阀为气开式，试确定各控制器的正/反作用。答：（1）（2）均为反作用8、前馈-反馈控制系统与串级控制系统有时很相似，试问如何区分它们？试分析下图所示的两个系统各是什么系统？说明

7、理由。答：串级控制系统的副控制回路在主控制回路中间串联，而前馈-反馈控制系统是虽然有负反馈，但不是串进主回路的。前馈-反馈控制系统的前馈是对输入通道的扰动进行直接克服，而不是产生影响之后才进行克服。a是前馈-反馈，b是串级。理由:因为a图中有直接对原料油的控制回路，可以提前消除原料油的扰动，所以是前馈。b图是串级控制系统。9、10、如图所示的反应釜进行的是放热反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要

8、求，需用串级控制。（1）当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。（2）当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。（3）对上述两种不同控制方案选择控制阀的气开、闭形式及主、副控制器的正、反作用。