2022年過程控制答案1

1、過程控制課后習題答案第 1 頁 共 9 頁1-1 試述熱電偶的測溫原理，工業(yè)上常用的測溫熱電偶有哪幾種？什么熱電偶的分度號？在什么情況下要使用補償導線？答： a、當兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路時，若兩個接點溫度不痛，回路中就會出現(xiàn)熱電動勢，并產(chǎn)生電流。 b、鉑極其合金，鎳鉻-鎳硅，鎳鉻 -康銅，銅 -康銅。 c、 分度號是用來反應(yīng)溫度傳感器在測量溫度范圍內(nèi)溫度變化為傳感器電壓或電阻值變化的標準數(shù)列。 d、在電路中引入一個隨冷端溫度變化的附加電動勢時，自動補償冷端溫度變化，以保證測量精度，為了節(jié)約，作為熱偶絲在低溫區(qū)的替代品。1-2 熱電阻測溫有什么特點？為什么熱電阻要用三線接法？答：a

2、、在-200 到+500 攝氏度范圍內(nèi)精度高，性能穩(wěn)定可靠， 不需要冷端溫度補償,測溫范圍比熱電偶低，存在非線性。b、連接導線為銅線，環(huán)境溫度變化，則阻值變，若采用平衡電橋三線連接，連線r 使橋路電阻變化相同，則橋路的輸出不變，即確保檢流計的輸出為被測溫度的輸出。1-3 說明熱電偶溫度變送器的基本結(jié)構(gòu)，工作原理以及實現(xiàn)冷端溫度補償?shù)姆椒āＴ谑裁辞闆r下要做零點遷移？答： a、結(jié)構(gòu)：其核心是一個直流低電平電壓-電流變換器，大體上都可分為輸入電路、放大電路及反饋電路三部分。b、工作原理：應(yīng)用溫度傳感器進行溫度檢測其溫度傳感器通常為熱電阻，熱敏電阻集成溫度傳感器、 半導體溫度傳感器等，然后通過轉(zhuǎn)換電路

3、將溫度傳感器的信號轉(zhuǎn)換為變準電流信號或標準電壓信號。c、由銅絲繞制的電阻rcu 安裝在熱電偶的冷端接線處，當冷端溫度變化時，利用銅絲電阻隨溫度變化的特性，向熱電偶補充一個有冷端溫度決定的電動勢作為補償。橋路左臂由穩(wěn)壓電壓電源vz（約 5v）和高電阻r1（約 10k 歐）建立的恒值電流i2 流過銅電阻rcu，在 rcu上產(chǎn)生一個電壓，此電壓與熱電動勢et串聯(lián)相接。當溫度補償升高時，熱電動勢et 下降，但由于 rcu增值， 在 rcu兩端的電壓增加，只要銅電阻的大小選擇適當，便可得到滿意的補償。d、當變送器輸出信號ymin 下限值（即標準統(tǒng)一信號下限值）與測量范圍的下限值不相對應(yīng)時要進行零點遷移。

4、1-5 力平衡式壓力變換器是怎樣工作的？為什么它能不受彈性元件剛度變化的影響？答：a、被測壓力p經(jīng)波紋管轉(zhuǎn)化為力fi作用于杠桿左端a 點，使杠桿繞支點o 做逆時針旋轉(zhuǎn)，稍一偏轉(zhuǎn)， 位于杠桿右端的位移檢測元件便有感覺，使電子放大器產(chǎn)生一定的輸出電流i。此電流通過反饋線圈和變送器的負載，并與永久磁鐵作用產(chǎn)生一定的電磁力，使杠桿b點受到反饋力ff，形成一個使杠桿做順時針轉(zhuǎn)動的反力矩。由于位移檢測放大器極其靈敏，杠桿實際上只要產(chǎn)生極微小的位移，放大器便有足夠的輸出電流，形成反力矩與作用力矩平衡。 b、因為這里的平衡狀態(tài)不是靠彈性元件的彈性反力來建立的，當位移檢測放大器非常靈敏時， 杠桿的位移量非常小，

5、若整個彈性系統(tǒng)的剛度設(shè)計的很小，那么彈性反力在平衡狀態(tài)的建立中無足輕重，可以忽略不計。1-7 試述節(jié)流式、容積式、渦流式、電磁式、漩渦式流量測量儀表的工作原理，精度范圍及使用特點。答： a、節(jié)流式工作原理：根據(jù)流體對節(jié)流元件的推力或在節(jié)流元件前后形成的壓差等可以測定流量的大小。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -過程控制課后習題答案第 2 頁

6、 共 9 頁差壓流量計：根據(jù)節(jié)流元件前后的壓差測流量。精度：正負0.5%到 1% 使用特點：保證節(jié)流元件前后有足夠長直管段靶式流量計：使用懸在管道中央的靶作為節(jié)流元件精度： 2%到 3%使用特點：可用于測量懸浮物，沉淀物的流體流量轉(zhuǎn)子流量計：以一個可以轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子作為節(jié)流元件使用特點：可從轉(zhuǎn)子的平衡位置高低，直接讀出流量數(shù)值b、容積式工作原理：直接安裝固定的容積來計量流體。精度：可達2%較差時亦可保證0.5%1%使用特點：適用于高黏度流體的測量c、渦輪式工作原理：利用導流器保證流體沿軸向推動渦輪，并且根據(jù)磁阻變化產(chǎn)生脈沖的輸出。精度： 0.25%1%使用特點：只能在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)保證測量精度

7、。由于有轉(zhuǎn)子，易被流體中的顆粒及污物堵住，只能用于清潔流體的流量測量。d、電磁式工作原理：以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，在管道兩側(cè)安放磁鐵，以流動的液體當作切割磁力線的導體，由產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢測管內(nèi)液體的流量。精度： 0.5%1%使用特點：只能測導電液體的流量e、漩渦式工作原理：根據(jù)漩渦產(chǎn)生的頻率與流量的關(guān)系測定流量精度：正負0.2%正負 1%使用特點：量程比達到30:1，可測液體和氣體。2-3 pid調(diào)節(jié)器中，比例度p，積分時間常數(shù)ti,微分時間常數(shù)td,積分增益ki,微分增益kd分別有什么含義？在調(diào)節(jié)器動作過程中分別產(chǎn)生什么影響？若令ti 取，td 取 0，分別代表調(diào)節(jié)器處于什么狀態(tài)？答： 1 在

8、比例積分運算電路中，ri,ci 組成輸入電路，cm為反饋元件1）比例度 p=cm/cix100% 表示在只有比例作用的情況下，能使輸出量做滿量程變化的輸入量變化的百分數(shù)。2）積分時間ti=rici ti 愈小，由積分作用產(chǎn)生一個比例調(diào)節(jié)效果的時間愈短，積分作用愈強。 ti 越大，積分作用越弱。3）積分增益ki=cm/cixa a 為放大器增益，ki 越大，調(diào)節(jié)靜差越小。比例微分運算電路中，由rd cd 及分壓器構(gòu)成無源比例微分電路4）kd 為比例微分調(diào)節(jié)器輸出地最大跳變值與單純由比例作用產(chǎn)生的輸出變化值之比。5）微分時間td=kdrdcd2,ti取無窮時，調(diào)節(jié)器處于pd狀態(tài)。 td 取零時調(diào)節(jié)

9、器處于pi 狀態(tài)。2-4 什么是 pid 調(diào)節(jié)器的干擾系數(shù)答： 用 pi ，pd串聯(lián)運算獲得pid 調(diào)節(jié)規(guī)律時，在整定參數(shù)上存在相互干擾的現(xiàn)象，常用干擾系數(shù) f=1+td/ti 表示精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -過程控制課后習題答案第 3 頁 共 9 頁2-5 調(diào)節(jié)器為什么必須有自動/手動切換電路？怎樣才能做到自動/手動雙向無擾切換？為

10、了適應(yīng)工藝過程啟動、停車或發(fā)生事故等情況，調(diào)節(jié)器除需要 “自動調(diào)節(jié)” 的工作狀態(tài)外，還需要在特殊情況時能由操作人員切除pid運算電路， 直接根據(jù)儀表指示做出判斷，操縱調(diào)節(jié)器輸出的“手動”工作狀態(tài)。在 ddz-iii 型調(diào)節(jié)器中，自動和手動之間的平滑無擾切換是由比例積分運算器上的開關(guān)s1實現(xiàn)的，如下圖所示其中開關(guān)接點“a”為自動調(diào)節(jié)；“m”為軟手動操作；“h”為硬手動操作。切換分析：“a” “ m”為保持，無擾切換。“m” “ a”：s1、2 在 m，s2 把 ci 接vb，vo2 以 10v 起對 ci 充電，但 ci 右端電位被鉗位不變（10v）， a3 的v-v+ =10v， 當 “m”

11、“a” ， 兩點電位幾乎相等， 所以為無擾切換?！癿” “ h”：斷開前，必然先斷開s4，m 為保持。切換后，接入“h”，v-與 rh的電位相同時， 則為無擾切換， 所以切換前應(yīng)平衡rph ，有條件無擾切換?！癶 “”m “： 切換后，s41s44瞬間是斷開的， cm 和 v-為保持狀態(tài)，所以為無擾切換。2-7什么是調(diào)節(jié)器的正反作用？調(diào)節(jié)器的輸入電路為什么要采取差動輸入方式？輸出電路是怎樣將輸出電壓轉(zhuǎn)換成4-20ma 電流的？（1）測量值增加(偏差信號e 減少 )，調(diào)節(jié)器輸出增加，則調(diào)節(jié)器靜態(tài)放大放大系數(shù)為負，kc為負值，稱正作用調(diào)節(jié)器；反之，測量值增加（偏差減?。{(diào)節(jié)器輸出減小，則調(diào)節(jié)器靜

12、態(tài)放大系數(shù)為正，kc為正值，稱反作用調(diào)節(jié)器。（2）由于所有的儀表都用同一個電源供電，在公共電源地線上難免出現(xiàn)電壓降，為了避免這些壓降帶來誤差，輸入電路需要采用差動輸入方式。（3）調(diào)節(jié)器的輸出電路是一個電壓-電流轉(zhuǎn)換器，它將pid 電路在1-5v 間變化的輸出電壓轉(zhuǎn)換為 4-20ma 的電流，輸出電路實際就是一個比例運算器，通過強烈的電流負反饋使輸出電流保持在4-20ma，輸出電路的電路圖如下：其中經(jīng)過運算得出取 rf=62.5 ，則當 v03=1-5v 時，輸出電流為4-20ma。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 9 頁 -

13、 - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -過程控制課后習題答案第 4 頁 共 9 頁3-2 集散控制系統(tǒng)中，哪些功能是集中的？哪些功能是分散的？這樣的設(shè)計有何優(yōu)點？答：操作監(jiān)視與管理為集中，控制功能為分散。優(yōu)點：開放系統(tǒng)：互操作、可移植等分級遞階控制：垂直方向和水平方向分級分散控制：危險分散自制和協(xié)調(diào)：相對獨立集中管理：管控一體化等3-6 什么是“現(xiàn)場總線”，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與集散控制系統(tǒng)相比，有哪些優(yōu)點？答: 現(xiàn)場總線（ fieldbus）是連接智能測量與控

14、制設(shè)備的全數(shù)字式、雙向傳輸、具有多節(jié)點分支結(jié)構(gòu)的通信鏈路，它是用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的許多局域網(wǎng)之一。優(yōu)點： 1. 可以在現(xiàn)場構(gòu)成完整的基本控制系統(tǒng)；2. 可以與多個現(xiàn)場智能設(shè)備互換信息；3.可以很方便地構(gòu)成復雜的過程控制系統(tǒng)4 與集散控制系統(tǒng)相比，具有控制功能更加分散，智能化與功能自治性更高、系統(tǒng)的構(gòu)成更加靈活、可擴展性與可互換性更強、可靠性與可維護性更好等諸多優(yōu)點。4- 3 什么是調(diào)節(jié)閥的固有流量特性和工作流量特性？為什么流量特性的選擇對控制系統(tǒng)的工作至關(guān)重要？答：在調(diào)節(jié)閥前后壓差固定的情況下得出的流量特性稱為固有流量特性，也叫理想流量特性。在各種具體的使用條件下，閥芯位移對流量的控制特性，稱

15、為工作流量特性。從自動控制的角度看， 調(diào)節(jié)閥一個最重要的特性是他的流量特性，即調(diào)節(jié)閥閥芯位移與流量之間的關(guān)系，值得指出調(diào)節(jié)閥的特性對整個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)有很大的影響4-4 為什么合理選擇調(diào)節(jié)閥的口徑，也就是合理確定調(diào)節(jié)閥的流通能力c 非常重要？答：在控制系統(tǒng)中，為保證工藝操作的正常進行，必須根據(jù)工藝要求，準確計算閥門的流通能力， 合理選擇調(diào)節(jié)閥的尺寸。如果調(diào)節(jié)閥的口徑選的太大，將是閥門經(jīng)常工作在小開度位置，造成調(diào)節(jié)質(zhì)量不好。如果口徑選的太小，閥門完全打開也不能滿足最大流量的需要，就難以保證生產(chǎn)的正常進行。4-5 電-氣閥門定位器（含電-氣轉(zhuǎn)換器和閥門定位器）是怎樣工作的？它們起什么作用？

16、答:由電動調(diào)節(jié)器送來的電流i 通入線圈，該線圈能在永久磁鐵的氣隙中自由地上下運動，當輸入電流i 增大時，線圈與磁鐵產(chǎn)生的吸引增大，使杠桿作逆時針方向旋轉(zhuǎn)，并帶動安裝在杠桿上的擋板靠近噴嘴，改變噴嘴和擋板之間的間隙使氣動執(zhí)行器能夠接收電動調(diào)節(jié)器的命令，必須把調(diào)節(jié)器輸出的標準電流信號轉(zhuǎn)換為20100kpa的標準氣壓信號。4- 8 防爆柵的基本結(jié)構(gòu)是什么？它是怎樣實現(xiàn)限壓限流的？分齊納式和隔離式兩種精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - -

17、 - - - - - - - 第 4 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -過程控制課后習題答案第 5 頁 共 9 頁齊納式安全柵電路中采用快速熔斷器、限流電阻或限壓二極管以對輸入的電能量進行限制，從而保證輸出到危險區(qū)的能量。它的原理簡單、電路實現(xiàn)容易，價格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其應(yīng)用中的可靠性受到很大影響，并限制了其應(yīng)用范圍，其原因如下：1、 安裝位置必須有非常可靠的接地系統(tǒng)，并且該齊納式安全柵的接地電阻必須小于1，否則便失去防爆安全保護性能，顯然這樣的要求是十分的苛刻并在實際工程應(yīng)用中難以保證。2、 要求來自危險區(qū)的現(xiàn)場儀表必須是隔離型，否則通過齊納式安全柵的接地端子

18、與大地相接后信號無法正確傳送，并且由于信號接地，直接降低信號抗干擾能力，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。3、 齊納式安全柵對電源影響較大，同時也易因電源的波動而造成齊納式安全柵的損壞。4、 由于齊納式安全柵的電路原理需要吸收輸入回路的能量，所以易造成輸出不穩(wěn)定。隔離式安全柵采用了將輸入、 輸出以及電源三方之間相互電氣隔離的電路結(jié)構(gòu)，同時符合本安型限制能量的要求。 與齊納式安全相比，雖然價格較貴， 但它性能上的突出優(yōu)點卻為用戶應(yīng)用帶來了更大的受益：1.由于采用了三方隔離方式，因此無需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計及現(xiàn)場施工帶來極大方便。2.對危險區(qū)的儀表要求大幅度降低，現(xiàn)場無需采用隔離式的儀表。3.由于信號線路無需共地，

19、使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個習題可靠性4.隔離式安全柵具備更強的輸入信號處理能力，能夠接受并處理、熱電阻、頻率等信號，這是齊納式安全柵所無法做到的。5.隔離式安全柵可輸出兩路相互隔離的信號，以提供給使用同一信號源的兩臺設(shè)備使用，并保證兩設(shè)備信號不互相干擾，同時提高所連接設(shè)備相互之間的電氣安全絕緣性能。因此， 對比齊納式和隔離式安全柵的特點和性能后可以看出，隔離式安全柵有著突出的優(yōu)點和更為廣泛用途，雖然其價格略高于齊納式安全柵，但從設(shè)計、施工安裝、調(diào)試及維護成本來考慮， 其綜合成本可能反而低于齊納式安全柵。在要求較高的工程現(xiàn)場幾乎無一例外地采用了隔離式安全柵

20、作為主要本安防爆儀表，隔離式安全柵已逐漸取代了齊納式安全柵，在安全防爆領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用. 5- 1.為什么說研究自動控制系統(tǒng)的動態(tài)比研究其靜態(tài)更為重要？答: 再連續(xù)生產(chǎn)過程中，最基本的關(guān)系是物料平衡和能量平衡，在靜態(tài)條件下，單位時間流圖對象的物料或能量等于從系統(tǒng)中流出的物料或能量，然而，對象的動特性是研究參數(shù)隨時間而變化的規(guī)律，在動態(tài)條件下， 物料平衡和能量平衡的關(guān)系是：單位時間內(nèi)進入系統(tǒng)的物料（或能量）之差等于系統(tǒng)內(nèi)物料（或能量）儲存量的變化率5-3 測定對象動特性飛升曲線的方法及注意要點。答：飛升特性是指輸入為階越函數(shù)時的輸出量變化曲線。采用時域方法， 輸入量作階越變化， 測繪輸出

21、量隨時間變化曲線就得到飛升特性。實驗時， 可以讓對象在某一穩(wěn)態(tài)下穩(wěn)定一段時間后，快速的改變它的輸入量，是對象達到另一穩(wěn)定狀態(tài)。注意要點：采取措施防止其他干擾的發(fā)生，否則將影響實驗結(jié)果。為克服其他干擾影響，同一飛升曲線應(yīng)重復測試兩三次。求出其中合理部分的平均值，據(jù)此平均曲線來分析對象的動態(tài)特性。需特別注意被調(diào)量離開起始點狀態(tài)時的情況，應(yīng)準確記錄加入階越作用的計時起點，以便計算對象滯后的大小。5-8 為什么要用閉路測定對象的頻率特性？精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇

22、p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -過程控制課后習題答案第 6 頁 共 9 頁答：因為正弦波方法和頻率特性相關(guān)測試法都是在開路狀態(tài)下輸入周期信號x(t)，測定其輸出 y(t)，這種測定方法的缺點是，被調(diào)量y(t)的震蕩中線零點的漂移不能消除，誤差大，因而不能長期進行試驗。另外，它要求輸入的振幅不能太大，以免增大非線性的影響，降低測定頻率特性的精度。采用閉路系統(tǒng)則可以避免上述缺點。優(yōu)點：精度高：削弱了對象的零漂。減少了開路測定時的非線性環(huán)節(jié)所引起的誤差。安全： 調(diào)節(jié)器串接在系統(tǒng)中，即使突然有干擾加入，也不會

23、產(chǎn)生過大的偏差而發(fā)生事故。此外，這種方法可以對自衡特性對象進行頻率特性的測定，也可以同時測得調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性。6-4. 何謂單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)？單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)適用于哪些場合？答：單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般指在一個調(diào)節(jié)對象上用一個調(diào)節(jié)器來保持一個參數(shù)恒定，而調(diào)節(jié)器只接收一個測量信號，其輸出也只是控制一個執(zhí)行機構(gòu)。在一般連續(xù)生產(chǎn)過程中，單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以滿足大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)的要求，因此它的用量很大。只有在單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)的更高要求的情況下，才用復雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。6-5. 試分析對象的干擾通道和控制通道特性對控制性能的影響？答：干擾通道的放大系數(shù)kf 影響著干擾加在系統(tǒng)上的幅值。若調(diào)節(jié)系統(tǒng)是有差系統(tǒng)，則

24、干擾通道，控制系統(tǒng)的靜差也愈大。干擾通道時間常數(shù)tf 的影響， 如果干擾通道是一階慣性環(huán)節(jié)，其時間常數(shù)為tf1 ，則階躍干擾通過慣性環(huán)節(jié)，其過渡過程的動態(tài)分量被濾波而幅值減小了，這樣一來，使控制過程最大偏差隨著tf1 的增大而減小，從而提高了調(diào)節(jié)質(zhì)量。當干擾作用點的位置離測量點近，則動態(tài)偏差大；反之，干擾離測量點遠，則動態(tài)偏差小，調(diào)節(jié)質(zhì)量高。6-6. 穩(wěn)定邊界法又稱臨界比例度法，即在生產(chǎn)工藝容許的情況下，用試驗方法找出。當一個比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)的被調(diào)量作等幅振蕩時，按經(jīng)驗公式求出調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)。反應(yīng)曲線法，用反應(yīng)曲線法整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)應(yīng)先測定對象的動特性，即對象輸入量作單位階躍變化時被調(diào)量的反應(yīng)曲

25、線，亦即飛升特性，根據(jù)飛升特性曲線定出幾個能代表該調(diào)節(jié)對象動態(tài)特性的參數(shù)，然后可直接按這個數(shù)據(jù)定出調(diào)節(jié)器最佳整定參數(shù)。衰減曲線法，是在總結(jié)“穩(wěn)定邊界法”和其他一些方法的基礎(chǔ)上，經(jīng)過反復實驗得出來的。反應(yīng)曲線法的優(yōu)點是進行飛升特性實驗比其他兩種方法的實驗容易掌握，做實驗所需時間比其他方法短些；缺點是在實際生產(chǎn)中做飛升曲線試驗，往往不太容易。這個方法適用于被調(diào)量允許變化較大的對象。穩(wěn)定邊界法的優(yōu)點是，在穩(wěn)定邊界的條件下，調(diào)節(jié)器的比例度p 較小，動作很快，結(jié)果被調(diào)量的波動幅度很小，一般生產(chǎn)過程是允許的；缺點是，對于比例度特別小的系統(tǒng)和調(diào)節(jié)對象 /t 值很大、時間常數(shù)t 也很大的系統(tǒng)不適用。該方法適用

26、于一般的流量、壓力、液面和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -過程控制課后習題答案第 7 頁 共 9 頁衰減曲線法的優(yōu)點是， 被調(diào)量偏離工作點不大，也不需要把調(diào)節(jié)系統(tǒng)推進到穩(wěn)定的邊界，因而比較安全，且容易掌握，能適用于各種類型的調(diào)節(jié)系統(tǒng)；缺點是，整個實驗很浪費時間。7-6 前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)有哪些典型的結(jié)構(gòu)形式？什么是靜態(tài)前饋和動態(tài)前

27、饋？答：典型結(jié)構(gòu)形式1 靜態(tài)前饋 2 前饋反饋控制系統(tǒng)3 前饋串級控制系統(tǒng)73、 簡述串級控制系統(tǒng)的設(shè)計原則答：、主被控參數(shù)和主回路的選擇主參數(shù)：主回路設(shè)計與單回路設(shè)計基本相同。凡直接或間接反映生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、并可測量的參數(shù)作為主被控參數(shù)，所構(gòu)成的回路為主回路。、 副被控參數(shù)的選擇和副回路設(shè)計串級控制系統(tǒng)的所有優(yōu)點是該系統(tǒng)具有副回路，因此副回路設(shè)計尤為重要。副被控參數(shù)的選擇應(yīng)使副回路的時間常數(shù)、純滯后小， 以保證控制通道短和快速性，副被控參數(shù)須對住被控參數(shù)有足夠的靈敏度，控制參數(shù)應(yīng)對副被控參數(shù)影響快。副回路必須包括生產(chǎn)過程中變化劇烈、頻繁、幅度大的干擾，并且盡可能多的干擾，使得干擾被

28、盡快的消除。精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -精品學習資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 9 頁 - - - - - - - - -過程控制課后習題答案第 8 頁 共 9 頁應(yīng)使主、副回路的時間常數(shù)匹配，一般t01/t02=310 ，既時間常數(shù)錯開，有利于動態(tài)指標。74、串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器選型及兩種參數(shù)整定方法。答：選型：主調(diào)節(jié)器：主被控參數(shù)要求嚴格，選擇pi、pid。副調(diào)節(jié)器：保證調(diào)節(jié)的快速性，可以有誤差，所以選擇p 即

29、可。若選擇pd ，因副回路包含劇烈擾動，容易使得調(diào)節(jié)閥動作過大，對調(diào)節(jié)反而不利。參數(shù)整定方法：（1）在通常情況下， 副環(huán)的對象時間常數(shù)較小，而副環(huán)以外的那一部分對象特性的時間常數(shù)和滯后都較大。主副環(huán)的波動頻率相當較大，可以按以下方法整定。整定時先切除主調(diào)節(jié)器，使主環(huán)處于在開路的情況下，按通常的方法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)。然后再投入副調(diào)節(jié)器的情況下，把副環(huán)看做弱阻尼的二階環(huán)節(jié)等效對象，再加上副環(huán)外的部分對象，按通常方法整定主調(diào)節(jié)參數(shù)。（2）當由副環(huán)分割的兩部分對象的時間常數(shù)和滯后大致相等，主、副環(huán)的頻率比較接近時，它們之間的影響就大了。在這種情況下，就需要在主、副環(huán)之間反復進行湊試，才能達到最佳整定。此

30、時采用串級調(diào)節(jié)器的“ 二步整定法 ” 。在主環(huán)閉合的情況下，將主調(diào)節(jié)器的比例帶p1 放在 100% 處，用 “ 衰減曲線法 ” 整定副回路，求出副回路在衰減率=0.750.9時副調(diào)節(jié)器的比例度p2 值。將副調(diào)節(jié)器置于這一求得的比例度上，把副回路視為調(diào)解系統(tǒng)中的一個組成部分，用同樣的方法，求出主回路在=0.750.9 的衰減過程的主調(diào)節(jié)器比例度p1s 和被調(diào)量y1 在出現(xiàn)第一個高峰時的時間tr。然后根據(jù)p1s 、tr 按經(jīng)驗公式， 求出主調(diào)節(jié)器的參數(shù)。按“ 先副環(huán)后主環(huán) ” 的原則，先放上副調(diào)節(jié)器參數(shù)，后放上主調(diào)節(jié)器參數(shù)。7-11 復合調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇的原理是什么？在選擇調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)時

31、，假設(shè)系統(tǒng)只按被調(diào)量的偏差控制，不考慮擾動引入到系統(tǒng)中的附加作用。 這樣可以用第六章介紹的方法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，同時還可以球的這是閉環(huán)系統(tǒng)的共振頻率8-4: 什么叫正耦合和負耦合？答; 正耦合：在相對增益陣列中所有元素為正時，稱之為正耦合負耦合：在相對增益陣中只要有一元素為負，稱之為負耦合8-6 ：解耦控制在工程實施過程中需要注意哪些問題？什么叫做部分解耦？它有什么特點？答：需要注意的問題：（1）穩(wěn)定性問題（2）部分耦合部分耦合：指在復雜的耦合過程中，只對部分耦合進行解耦，而忽略另一部分耦合。特點：部分耦合過程的控制性能會優(yōu)于不解偶過程而比完全解耦過程要差。相應(yīng)的部分解耦的補償器也比較簡單，實現(xiàn)起來比較容易。因此在相當多的過程中得到有效的應(yīng)用。8-7 什么是推理控制？推理控制的應(yīng)用背景是什么？（1）推斷控制是指利用數(shù)學模型實現(xiàn)反饋控制或?qū)⒉豢蓽y的由可測輸出變量將不可測的被控過程的輸出變量推算出來，以擾動推算出來，以實現(xiàn)前饋控制的一種控制系統(tǒng)。（2）應(yīng)用背景：前饋控制系統(tǒng)能有效地克服過程可測擾動對輸出的影響，但在實際工業(yè)生產(chǎn)中， 常常存在這樣的一些情況，即被