过程控制系统精彩试题及问题详解.doc

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1、三:简答题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.正反方向判断气开气关,如何选择?P84答:所谓起开式,是指当气体的压力信号增大时,阀门开大;气关式则相反,压力增大时,阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择,主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3

2、-5气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的,当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小,则应选气关式反之选用气开式。 3.控制器正反方向判断P133答:所谓作用方向,就是指输入作用后,输出的变化方向。当输入增加时,输出也增加,则成该环节为“正环节”,反之,当输入增加时,输出减少,则称“反作用”。具体步骤(1),判断被控对象的正/反作用那个方向,主要由工艺机理确定。(2)确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。(3)确定广义对象的正/反作用方向(4)确定执行器的正/反作用方

3、向            4.串级系统方框图P176及特点是什么?答:特点(1)减小了被控对象的等效时间常数;(2)提高了系统工作频率;(3)对负载变化有一定的自适应能力。 5.前馈反馈的区别有哪些?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,是一种“不及时”的控制;扰动发生后,前馈控制器及时动作。  (3)控制结构方面:反馈为闭环控制,存在稳定性问题,即使闭环环节中每个系统都是稳定的,但闭环

4、后稳定与否,还需要进一步分析;前馈属于开环控制,各环节稳定,系统必然稳定。  (4)校正围方面:反馈对各种扰动都有校核作用;前馈,只对被校核的前馈扰动有校正作用,其他则没有。(5)控制规律方面:反馈通常是PPIPDPID等典型规律;前馈控制规律较为复杂,不好掌握。四:计算题20分1.   稳态误差衰减比超调量的计算,详见课本第九页例题。2.   数学建模类大题。 一、简答题(40分)1、过程控制系统的主要特点是什么?2、热电阻在使用时要注意什么?为什么?请画出具体电路!3、何谓调节阀的气开、气关形式?在选用气动执行器时需考虑哪

5、些容?4、前馈控制与反馈控制各有什么特点?5、什么是比值控制系统?请画出一个单闭环比值控制系统的结构图。二、图示为氯乙烯装置中的聚合反应釜温度控制系统,氯乙烯在釜中进行聚合反应生成聚氯乙烯。反应中放出的热量由夹套中流动的冷却水源源不断地带走。聚合反应·釜的反应温度是聚合反应生产中的最重要参数。如果反应温度高于给定值,会使产品报废,甚至会引起爆炸。如果反应温度低于给定值,会使产品质量下降。为使反应釜的反应温度为恒值,设计了图示的控制系统。试确定图中所有控制系统的类型并画出结构图。试确定调节阀的气开、气关形式以及调节器的正反作用。

6、(10分)一、图示为某生产过程中的热交换器,为了满足被加热物料出口温度的工艺要求,采用工业废热水和蒸汽对其加热。当用热水不能满足出口温度要求时,则再同时使用蒸汽加热。试设计一个过程控制系统满足工艺要求。(20分)三、简答题(40分)1、过程控制系统的主要特点是什么?答:(1)、系统由系列生产的过程检测控制仪表组成(2)、被控对象的多样性(3)、控制方案的多样性(4)、控制过程属慢过程(5)、定值控制是过程控制中的一种主要控制形式。2、热电阻在使用时要注意什么?为什么?答:要使用三线制。因为热电阻在电桥中使用时要引线到现场,引线

7、也有电阻,但由于到现场的距离是随机的这样就会引起误差。3、何谓调节阀的气开、气关形式?在选用气动执行器时需考虑哪些容?答:气开阀:有控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门打开、无控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门关闭。气关阀:无控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门打开、有控制气压信号(即调节器有输出信号)时阀门关闭。在选择调节阀时要注意:(1)、调节阀的尺寸。(2)、气开、气关的选择(3)、调节阀流量特性的选择4、前馈控制与反馈控制各有什么特点?答:(1)前馈控制是开环控制,是及时的。反馈控制是不及时的。(2)前馈

8、控制只能克服那个可测而不可控的主要扰动量。而反馈控制可以克服前向通道上的所有扰动量。(3)前馈控制是根据扰动量大小进行的控制;而反馈控制是根据偏差来进行控制。(4)前馈控制的控制规律是由对象的特性决定的。而反馈控制的控制规律是通用的PID5、答:凡是用来实现两个或两个以上参数

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