热工自控复习题

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1、热工过程自动控制原理被控对象：被控制的生产过程或设备称为被控对象。被调量（被控参数）：表征生产过程是否符合规定工况的物理量被称为物理量或被调量或被控参数。扰动：引起被调量变化的各种原因都称为扰动。控制量（或调节量）：控制被调量变化的物理量称控制量（或调节量）。控制就是消除扰动的影响，使被调量恢复到给定值的过程。操作人员通过改变加热蒸汽流量Q（通过手动改变蒸汽流量调节阀V的开度"实现），消除各种扰动（主要是外界负荷即用户的用水量）的影响，使加热器出口温度0等于给定温度趴）。操作人员的控制策略是：首先观测加热器出口温度e,确定出口温度e与给定温度叭）的偏差方向（是0>e（）,还是

2、ovo（））和大小，决定是关小或开大蒸汽流量调节阀v,以及应如何关小或开大蒸汽流量调节阀V,直到使出口温度o等于给定温度o（）。在这里，决定控制作用的是被调量o与给定值o（）的偏差，所以是按偏差（方向、大小）来控制的。偏差（偏差）二Q。（设定）-Q（实际）反馈控制：从被控对象获得信息，经过判断、分析，确定控制作用乂馈送到被控对象，这种方式成为反馈控制。从信息传输的过程看，它们构成了一个闭合回路，或形成一个闭环，所以又称闭环控制。为什么负反馈是反馈控制系统可以使用的必要条件而不是充分条件：反馈控制的目的是消除被调量与给定值的偏差，所以控制作用的正确方向应该是：被调量高于给定值时

3、也就是偏差为负时控制作用应向减小方向，当被调量低于给泄值时也就是偏差为正时控制作用应向加大方向，因此控制作用的方向与被调量的变化相反，也就是反馈作用的方向应该是负反馈，负反馈是反馈控制系统能够完成控制任务的必要条件。控制过程或调节过程：从扰动产生（如用水量增加），使被调量变化（出口水温度降低），操作人员改变调节机关（开大调节阀开度U）增加蒸汽流量Q

4、使被调量最终乂回到给定值（6=9（））有一个过程，这个过程称为控制过程或调节过程。动态偏差：在控制过程中，被调量会暂时偏离给定值，这个偏差称为动态偏差；而且调节过程总要经历一定的时间，这个时间称为过渡过程时间。组成自动控制系统所需

5、的设备主要包括：（1）测量单元（2）给定单元（3）调节单元（4）执行器判断自动控制系统调节过程好坏的标准（质量的好坏）：1稳定性2准确性，△，越小越好3过渡过程时间越小越好,快速性。自动控制理论研究的问题主要有两个：系统分析和系统综合建立数学模型：要解决系统分析和系统综合这两个问题，都离不开对表征系统运动的所有参数变量及它们Z间关系的充分了解，并用数学形式进行描述。这就是常说的必须建立系统的数学模型。建立数学模型是控制原理的基础。稳态模型或静态模型：系统在稳定状态下，即输入u或输出y各阶导数都为零（或t->8）时，系统的输出y和输入u的关系称系统的稳态模型或静态模型，乂可称稳

6、态特性或静态特性。动态模型：系统在动态过程中输出y与输入u关系的数学描述就是系统的动态模型（或动态特性）。控制理论中常用传递函数描述系统的输出-输入关系，其泄义为：在零值初始条件下系统输出和输入拉普拉斯变换之比,写成：G(s)=L[y(t)1=Y(s)Liu(t)JU(s)(问答写，填空不用写公式)式中L——拉普拉斯变换算子。传递函数作用：传递函数是描述线性定常系统在初始条件为零时系统的输出一输入的关系，是线性控制系统理论最常用的表达系统端部特性的方法。单位脉冲函数单位脉冲函数§(t)输入下系统的输出——单位脉冲响应g(t)单位脉冲两数§(t)的数学表达式为：6(t)={ot

7、=o°°t=°而且J°°oS(t)dt=l单位脉冲函数s(t)可用图a表示，其近似矩形脉冲可用图b表示/$(t)A单位脉冲函数及其近似矩形脉冲单位脉冲函数的拉普拉斯变换为1,所以在6(t)输入下，输出y(t)为：y(t)=L1[G(s)]=g(t)式中I/1——反拉普拉斯变换算子。单位阶跃函数单位阶跃函数1(t>输入下系统的输出一一单位阶跃响应h

8、由被控对象和口动调节器组成。设计和研究自动控制系统包括的主要内容：选择好被控对彖和控制作用，采用分析法、试验法给被控对象建模，拟定控制系统，选择控制规律，确定调节器参数，对控制系统进行仿真，投入运行，根据投运结果进行修正，直到能圆满完成控制任务。什么是热工对象（热工对象动态特性）：被控对象的动态特性是指对象在输入扰动（调节作用和外部扰动）发生变化时,其输出（被调量或被控量）岁时间的变换规律，实际行就是要建立p53图中的只有一个被调量y的Go（s）,Goi（s）,…,Gon（s）的表达式。有自平衡能力：所