西華大學(xué)-過程控制-復(fù)習(xí)總結(jié)

1、第一章：1.過程控制系統(tǒng)： 一般是指工業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)的變量是溫度、壓力、流量、液位、成份等這樣一些變量的系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)分類 ：a、按設(shè)定值的形式不同分為（ 1）定值控制系統(tǒng)（ 2）隨動控制系統(tǒng)（ 3）程序控制系統(tǒng) b、按系統(tǒng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)分類（ 1）反饋控制系統(tǒng)（ 2）前饋控制系統(tǒng)（ 3）前饋反饋復(fù)合控制系統(tǒng)2.控制系統(tǒng)暫態(tài)性能指標(biāo) ：（1）衰減比 n 和衰減率 （2）最大動態(tài)偏差 A 和超調(diào)量 ?（ 3）殘余偏差 C（4）調(diào)節(jié)時間 Ts 和振蕩頻率 。 綜合性能指標(biāo) ：（ 1）偏差積分（ 2）絕對偏差積分 IAE （3）平方偏差積分 ISE（ 4）時間與絕對偏差積分ITAE第二章1.溫

2、度檢測常用傳感器： 熱電偶、熱電阻、集成溫度傳感器。2.常用壓力稱謂及常用壓力檢測方法答：稱謂： 絕對壓力、壓力、壓差、真空度。被測壓力與絕對壓力零線的差值為絕對壓力 ；被測壓力與大氣壓的差叫 壓力，兩未知壓力之差叫 壓差，被測壓力低于大氣壓差值稱為真空度。檢測方法： 液柱式壓力計：根據(jù)流體靜力學(xué)原理：將壓力轉(zhuǎn)化為液柱的高度，彈性式壓力計：利用彈性元件受壓產(chǎn)生形變，電氣式壓力計：通過各種敏感元件將壓力轉(zhuǎn)換為電量，活塞式壓力計：被測壓力與活塞上加的砝碼質(zhì)量進(jìn)行平衡來測量的。3.流量基本概念 （單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量） 、差壓式流量計原理 （利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流

3、體測量） 、轉(zhuǎn)子流量計特點(diǎn)及應(yīng)用場合 （儀器具有較高的靈敏度，適合于小管徑，小流量的測量）、電磁流量計優(yōu)缺點(diǎn) （優(yōu)點(diǎn)： 1.被測量流體的壓力損失?。?2.可以測量各種導(dǎo)電液的流量，流體可以含有固體顆粒； 3.輸出信號與流量之間的關(guān)系不受流體的物理性質(zhì)變化和流動狀態(tài)的影響； 4.測量響應(yīng)速度快，可以測量脈動流量。缺點(diǎn)： 1 只能測量導(dǎo)電液體流量，要求導(dǎo)電率不小于水的導(dǎo)電率 2 由于感應(yīng)電勢數(shù)值很小，后級采用高放大倍數(shù)放大器，很容易受外界磁場干擾。 ）、漩渦流量計特征 （利用流體遇到阻礙物后產(chǎn)生旋渦測量流量。 ）、橢圓流量計特點(diǎn) （橢圓流量計測量精度與流體的流動狀態(tài)無關(guān)，適合高粘度流體的測量，要求

4、測量液體中不能有固體顆粒，工作溫度不能超過規(guī)定范圍。）4.常用物位稱謂 （液位：容器中液體儲存高度，料位：固體或顆粒物質(zhì)的堆積高度，界位：密度不同，互不相容液體介質(zhì)分界線。）、靜壓法測量物位的注意事項 （靜壓測量只適用液位測量）5.氧濃差電池效應(yīng)： 在固態(tài)氧化鋯中摻入一定比例的氧化鈣，此時此時四價的鋯電子被二價的鈣所置換，形成養(yǎng)離子空穴，當(dāng)溫度達(dá)到 800度以上時空穴氧化鋯就形成良好的氧離子導(dǎo)體，氧氣能夠以離子形式從濃度高一側(cè)向濃度低的一側(cè)移動，氧分子從鉑電極處電子，成為氧離子進(jìn)入氧化鋯空穴，高氧側(cè)鉑電極處發(fā)生還原反應(yīng)，鉑電極數(shù)去電子帶正電，低氧側(cè)鉑電極發(fā)生氧化反應(yīng)，低氧鉑得到電子帶負(fù)電。只要

5、兩側(cè)有氧分壓差，此過程將持續(xù)，高氧側(cè)鉑電極和低氧層側(cè)鉑電極間就有電動勢輸出。6.氣相色譜分析儀的色譜分離原理：當(dāng)被分析的樣氣脈沖在稱為“載氣“的運(yùn)載氣體的攜帶下，按一定方向通過吸附劑時，樣氣中各組分別與吸附劑進(jìn)行反復(fù)吸附和脫附分配過程，吸附作用強(qiáng)的組分前進(jìn)緩慢，而吸附作用弱的前進(jìn)組分則很快通過了，這樣個組分由于前進(jìn)速度不同而被分開，時間上先后不同的流露出色譜。7.特征吸收波段的含義： 大部分原子氣體對 125um 波長范圍的紅外線都具有強(qiáng)烈的選擇吸收特性。第三章1.P、 I 、D 控制規(guī)律的優(yōu)缺點(diǎn)比例控制（ P）：優(yōu)點(diǎn)：控制及時，反應(yīng)靈敏，偏差越大、控制力度越大。缺點(diǎn)：控制結(jié)果存在余差。積分控

6、制（ I ）：優(yōu)點(diǎn)：可以到達(dá)無余差。缺點(diǎn)：控制作用是隨著時間積累才逐漸增強(qiáng)的，控制動作緩慢，控制不及時。一般不單獨(dú)使用。微分控制（ D）：優(yōu)點(diǎn)：超前控制，能在偏差很小時提前增大控制作用。缺點(diǎn)：微分對靜態(tài)偏差毫無控制能力。比例積分控制（PI ）：優(yōu)點(diǎn)：控制及時，又能消除余差，可提高系統(tǒng)的控制精度，比例度P 和積分時間兩個參數(shù)均可調(diào)整。比例微分控制（ PD）：比例微分控制作用可提高系統(tǒng)的控制速度，對慣性大的對象用比例微分，可以改善控制質(zhì)量，減小最大偏差，縮短控制時間。比例積分微分控制（ PID ）：將比例、積分、微分三種控制規(guī)律結(jié)合在一起，只要三項作用的強(qiáng)度配合適當(dāng)，既能快速調(diào)節(jié)，又能消除余差，可

7、得到滿意的控制效果。2.DDZ PID 控制器面板功能（見后）3.離散 PID 算式的寫法：增量 PID 算法的推導(dǎo)：4.微分先行PID算法的特點(diǎn) ：能改善微分沖擊，微分作用只對測量值Vp進(jìn)行，第四章：1.執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器的推動部分，根據(jù)調(diào)節(jié)器給出的信號大小，產(chǎn)生推力或位移） ；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操縱。常見為調(diào)節(jié)閥） 。2.氣動執(zhí)行器的動力源： 氣動、電動、液動3.常見流量特性及其特征答：調(diào)節(jié)閥的流量特性： 指流過閥門的流體的相對流量與閥門的相對開度 （相對位移）間的關(guān)系。常見：（1）固有流量特性 ：（取決于閥芯的形狀） a.直線流量特性（閥門在小開度時控

8、制作用很強(qiáng)，而大開度時控制作用很弱） b.等百分比（對數(shù)）流量特性（等百分比閥門在小開度與大開度時控制能力與作用相等） ；工作流量特性 ：工作流量特性的畸變，管道阻力越大，流量變化引起的調(diào)節(jié)閥前后壓差變化也越大，特性變化得越顯著，其特性除了與調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)有關(guān)，還取決于配管情況。4.工作流量特性的畸變： 直線閥變?yōu)榭扉_閥，對數(shù)閥變?yōu)橹本€閥。串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量特性發(fā)生畸變。串聯(lián)管道使調(diào)節(jié)閥的流量可調(diào)范圍降低，最大流量減小。串聯(lián)管道會使調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)減小，調(diào)節(jié)能力降低， s 值低于 0.3 時，調(diào)節(jié)閥能力基本喪失。5.氣動調(diào)節(jié)閥的配套產(chǎn)品：6.電磁閥和電動調(diào)節(jié)閥的區(qū)別： 電磁閥是電磁線圈通電后產(chǎn)

9、生磁力吸引克服彈簧的壓力帶動閥芯動作， 就一電磁線圈，結(jié)構(gòu)簡單，只能實現(xiàn)開關(guān)。電動閥是通過電動機(jī)驅(qū)動閥桿，帶動閥芯動作，電動閥又分（關(guān)斷閥）和調(diào)節(jié)閥。關(guān)斷閥是兩位式的工作即全開和全關(guān)，調(diào)節(jié)閥是在上面安裝電動閥門定位器，通過閉環(huán)調(diào)節(jié)來使閥門動態(tài)的穩(wěn)定在一個位置上。7.安全火花防爆系統(tǒng)的組成：變送器，防爆柵，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器8.常見安全柵的名稱： 電阻式、齊納式、隔離式9.隔離式安全柵的工作原理：以變壓器作為隔離元件， 分別將輸入輸出和電源電路進(jìn)行隔離，以防止危險能量直接竄入現(xiàn)場；同時用用晶體管限壓限流電路，對事故狀況下的過電壓過電流作為截止式控制。第六章1.被控參數(shù)的選擇原則：1. 根據(jù)生產(chǎn)工藝的

10、要求，找出影響生產(chǎn)的關(guān)鍵變量作為被控變量。2. 當(dāng)不能用直接工藝參數(shù)作為被控變量時，應(yīng)選擇與直接工藝參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接工藝參數(shù)作為被控變量。3. 被控變量必須有足夠大的靈敏度被控變量必須靈敏，容易被測量。4. 選擇被控變量時，必須考慮工藝合理性。2.干擾通道、控制通道對控制品質(zhì)的影響答：（ 1）干擾通道 純滯后不影響控制品質(zhì)；干擾通道進(jìn)入對象的位置越靠近控制器，對控制品質(zhì)的影響最?。欢娇拷鼨z測儀表，影響最大。 （2）控制通道 純滯后嚴(yán)重影響控制品質(zhì)；純滯后使得控制作用不及時，振蕩增強(qiáng)，過渡過程時間延長，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。3.氣動閥的氣開、氣關(guān)選擇原則及判斷答：原則： 人身安全、系統(tǒng)與設(shè)備

11、安全原則；保證產(chǎn)品質(zhì)量原則；減少原料和動力浪費(fèi)的經(jīng)濟(jì)原則；基于介質(zhì)特點(diǎn)的工藝設(shè)備安全原則。 氣開式調(diào)節(jié)閥 ：隨著控制信號的增加而開度加大，當(dāng)無壓力控制信號時，閥門處于全關(guān)閉狀態(tài)； 氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥 ：隨著信號壓力的增加，閥門逐漸關(guān)小，當(dāng)無信號時，閥門處于全開狀態(tài)。4.調(diào)節(jié)器正負(fù)的選擇答：調(diào)節(jié)閥：氣開式“ +”，氣關(guān)式“ -”；被控對象 ：若控制變量增加時，被控參數(shù)隨之增加而增大，取“+”，反之“ -”； 變送器：輸出信號隨被測變量增大而增大，取“ +”，反之“ -”；調(diào)節(jié)器 ：測量輸入增加，調(diào)節(jié)器輸出增大（正作用）時取“ +”，測量輸入增加，調(diào)節(jié)器輸出減?。ǚ醋饔茫r取“ -”。調(diào)節(jié)器符號（“+”

12、或“”）×執(zhí)行器符號（“ +”或“”） =“”5.能分析具體系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)節(jié)器正負(fù)作用的選擇6.常用工程整定方案及其各自特點(diǎn)答：（1）穩(wěn)定邊界法 ：系統(tǒng)閉環(huán)，會出現(xiàn)被調(diào)量等幅振蕩 （ 2）衰減曲線法 ：系統(tǒng)閉環(huán)，安全，實驗費(fèi)時 （3）反應(yīng)曲線法 ：方法簡單，系統(tǒng)開環(huán)，被調(diào)量變化較大，影響生產(chǎn) （4）經(jīng)驗試湊法 ：系統(tǒng)閉環(huán)，不需計算，需要經(jīng)驗第七章： 1.串級控制系統(tǒng)分析 :2.串級控制的特點(diǎn) :串級控制系統(tǒng)的主回路是定值控制系統(tǒng)，但副回路是一個隨動控制系統(tǒng)，其設(shè)定值隨主調(diào)節(jié)器的輸出而變化。主調(diào)節(jié)器可以按照操作條件和負(fù)荷變化的情況，相應(yīng)地調(diào)整副調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，從而保證在操作條件和負(fù)荷變

13、化的情況下；副調(diào)節(jié)器仍在設(shè)定值附近較小的范圍內(nèi)工作，從而使系統(tǒng)的控制品質(zhì)得到保證。3.串級控制的應(yīng)用場合 : 應(yīng)用于 1)容量滯后較大的過程 2)純滯后較大的過程 3)干擾幅度大的過程 4)非線性過程。4.前饋控制的原理 :當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)擾動時，立即將其測量出來，通過前饋控制器，根據(jù)擾動量的大小來改變控制量，以抵消擾動對被控參數(shù)的影響。5.前饋控制的特點(diǎn) :1）前饋控制是“按擾動來消除擾動對被控參數(shù)的影響”，又稱“擾動補(bǔ)償”。 2）前饋控制是開環(huán)控制，只要系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)穩(wěn)定，則控制系統(tǒng)必定穩(wěn)定；對被控參數(shù)不作檢驗。3）前饋控制器的控制規(guī)律與反饋系統(tǒng)不同，由過程特性決定的。不同的控制特性，其控制規(guī)

14、律不同 4）一個前饋控制通道只能抑制一個干擾對被控參數(shù)的影響，而對其他干擾對被控參數(shù)的影響沒有抑制作用。6.前饋 -反饋控制的特點(diǎn) :1）有利于對主要干擾進(jìn)行前饋補(bǔ)償和對其他干擾進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，保證控制精度。 2）由于增加了反饋控制回路，降低了對前饋控制器的精度要求，有利于簡化前饋控制器的設(shè)計與實現(xiàn)。 3）既可以實現(xiàn)高精度控制，又能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，因而在一定程度上解決了穩(wěn)定性與控制精度之間的矛盾。7.比值控制的三種常見的控制設(shè)計方法 :1）在單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，比值器僅接收主流量的測量信號，起比值計算作用，故選 P 調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)器使副流量穩(wěn)定， 故應(yīng)選 PI 調(diào)節(jié) 2）雙閉環(huán)比值控制不僅要兩流量保持恒定的比值，而且主、副流量均要實現(xiàn)定值控制，所以兩個調(diào)節(jié)器均應(yīng)選PI 調(diào)節(jié)，比值器選P 調(diào)節(jié) 3）變比值控制系統(tǒng)具有串級控制系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，可仿效串級控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇原則調(diào)節(jié)規(guī)律。第九章： 1.DDC、 DCS、 FCS 含義答：直接數(shù)字控制（ DDC ）；集散控制（ DCS）；現(xiàn)場總線控制（ FCS）。2.DCS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特