《过程控制系统》课程复习

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1、《过程控制系统》课程复习1第一章概述过程控制系统的组成四个基本组成部分：被控对象、检测与变送仪表、调节器（控制器）、执行机构。过程控制系统基本结构图;控制系统系统的性能指标（工程意义是什么，给出阶跃响应，会计算相应的指标值）2第二章过程控制系统建模方法什么是对象的数学模型？（表达对象输出与输入关系的数学表达式）过程控制系统建模的基本方法有哪些？其基本原理是什么？要求：掌握机理法的建模步骤，会用机理法对简单对象进行建模。要求：记住自衡单容对象、双容对象、无自衡单容对象的数学模型及其单位阶跃响应曲线。时域法测定对象动态特性的数据处理：作图法、两点法（主要针对一阶对象的

2、K、T、τ）3第二章过程控制系统建模方法作业：机理建模实验建模：响应曲线，两点法4第三章单回路控制系统1.掌握过程控制系统设计的步骤;2.掌握被控量、控制量的选择原则;3.根据工艺条件，能够设计简单控制系统（选择控制量、被控量、执行机构的气开、气关特性、调节器的正反作用、画控制原理图、方框图）;4.调节阀流量特性定义，图和公式；5.根据调节阀的理想流量特性，可以分为哪几种？6.调节阀气开、气关是如何规定的？选择原则是什么？7.如何选择流量特性。8.第三章做过的作业。5PID调节原理1.比例度的定义。（会计算）2.PID参数对调节过程的影响。3.调节器的正、反作用是如何规定的？如何确

3、定控制系统中调节器的正、反作用？4.调节器参数的工程整定方法有哪些？了解其整定过程。5.作业：PID相关的6.设计单回路控制系统6第三章单回路控制系统1、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：∵ΔU=Kp*e+Kp/Ti∫edt其中：ΔU—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ΔU变小。所以：（1）稳定程度提高（因为δ增大后，ΔU

4、变小，不易振荡）。（2）动差增大（由于ΔU变小后，调节幅度小即调节作用弱，造成动差增大）。（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7时，调节器灵敏度降低，则克服动、静差的时间加长）。第三章单回路控制系统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

5、定调节器参数才有可能使调节质量变好。8第三章单回路控制系统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。9第四章串级控制系统1.掌握串级控制系统的结构形式（结构图）2.串级控制的基本概念3.串级控制的特点（定性和定量）4.串级控制系统设计的五个规则5.设计10第五章前馈控制1.掌握前馈控制系统的基本结构。2.静态前馈、动态前馈控制器的的数学模型。3.前馈－反馈控制在哪些优点？（或者

6、：工业控制中为什么不用纯前馈，而选用前馈加反馈。）4.引入前馈必须遵循哪些原则？简答：1）系统中的振动量是可测不可控的。2）系统中的振动量的变化幅值大、频率高。3）控制通道的滞后时间较大或干扰通道的时间常数较小。5.前馈控制设计的五个原则6.设计前馈+反馈复合控制系统11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：一是扰动必须可没，否则无法实施控制;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。

7、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。（3）系统原理图如图所示。12综合1.如图示加热炉，采用控制燃料气流量来保证加热炉