过程控制与集散系统考题答案

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1、一、填空题1、过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做余差。2、对PID调节器而言，当积分时间，微分时间时，调节器呈比例调节特性。3、串级调节系统中，主回路是一个定值调节系统。4、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___容量滞后________。5、在被控对象的输入中，__控制变量_____________应该比干扰变量对被控变量的影响更大。6、积分时间愈__长___________，积分作用愈弱。7、自动调节系统方块图中，给定值R，测量值Z和偏差e三者之间的关系是E=R-Z。8、确定调节

2、阀气开气关型式主要应考虑__生产的安全性______________。9、当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀，这两个调节阀工作在不同的信号区间，则构成的控制系统为_分程___________控制系统。10、与反馈控制能够克服所有干扰不同，前馈控制能够克服___一______种干扰。11、实际生产中，为了保持系统足够的稳定程度，一般取衰减率为0.75到0.9。12、过渡过程时间是衡量系统控制快速性的指标。13、串级调节系统中，副回路是一个随动控制系统。14、按照控制算法分类可以将过程控制系统分为：简单、复杂和先进或高级控制系统。15、

3、过程控制系统两种基本的建模方法为机理法建模和测试法建模。16、最大动态偏差占被控量稳态值的百分比称为超调量。二、简答题1、怎样选择串级控制系统中主、副控制器的控制规律？1.答：串级控制系统的目的是为了高精度的稳定变量。对主变量的要求较高，一般不允许有余差，所以主控制器一般选择比例积分控制规律，当对象滞后较大时也可引入适当的微分作用。串级控制系统对副变量的要求不严。在控制过程中副变量是不断跟随主控制器的输出变化而变化的，所以副控制器一般采用比例控制规律就行，必要时引入适当积分作用，而微分作用一般不需要。2、调节器的比例度、积分时间、微分时间

4、变化对系统过渡过程分别有何影响？2.答：比例度越大相当于加大调解系统的开环增益，导致系统激烈震荡不稳定。反之比例度越小系统越稳定。控制系统的开环增益与积分时间成反比，积分时间越长系统越稳定。微分调节与偏差的变化成比例，微分时间越少被调整量的动态反应越快，消除突发扰动好。第4页共4页三、分析题1、如图示为锅炉汽包液位调节系统，试回答以下问题：1)试设计前馈-反馈控制系统实现控制，画出流程图；2)确定阀门的气开气关形式；3)确定控制器的正反作用。TCTT乙炔发生器乙炔气出料电石冷水1）采用双冲量控制系统，引入蒸汽流量的前馈控制，使蒸汽负荷变化

5、时首先由前馈控制系统克服，从而减少液位的波动。流程图如下：2）在气源中断时，从安全角度，应该开大阀门，使给水进入防止锅炉烧干，因此选择气关阀；3）由于阀门为气关阀，对象特性为“＋”，所以控制器为正作用控制器。2、如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度――液位串级控制。1)此串级控制系统的主副被控变量各是什么？2)试设计一温度—－液位串级控制系统完成该控制方案（即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完整）；3)试画出温度――液位串级控制系统的方块图；4)确定气动

6、调节阀的气开气关形式，并说明原因；5)确定主副调节器的正反作用。1）主被控变量为铜液出口温度，副被控变量为液位。第4页共4页2）串级控制系统的示意图如下所示：3）方块图如下所示：4）当气源中断时，为了确保氨冷器内有一定的汽化空间，应该选择气开调节阀；5）液位控制器作用方向的确定：当液位升高时，应该关小调节阀，调节阀为气开阀，故液位控制器为反作用；温度控制器作用方向的确定：温度对象为“－”作用方向，依据使系统称为负反馈的原则，温度控制器应该为正作用3、乙炔发生器是利用电石和水来产生乙炔气的装置，示意图如图所示。为了降低电石消耗量，提高乙炔气

7、的收率，确保生产安全，工艺上要求发生器温度恒定，通常通过调节冷水流量来控制温度的恒定。试设计温度控制系统，画出工艺控制流程图，并画出该控制系统的方块图，指出控制系统的被控对象、被控变量、调节变量以及可能存在的干扰量。第4页共4页工艺控制流程图如下图所示。TCTT乙炔发生器乙炔气出料电石冷水控制系统方块图如下图所示。乙炔发生器调节器调节阀测量变送－T0T被控对象：乙炔发生器；被控变量：乙炔发生器的温度；调节变量：冷水流量；干扰量：冷水温度、压力，电石进料量、成分等。第4页共4页