章習(xí)題過程控制專題培訓(xùn)課件

13章習(xí)題過程控制6．工業(yè)上使用的調(diào)節(jié)器，一般都用()來表示比例控制作用的強弱。（A）放大倍數(shù)

（B）比例度

（C）積分系數(shù)

（D）時間常數(shù)7．感受工藝變量的變化并將它轉(zhuǎn)換成特定信號的元件稱為()。（A）控制器

（B）控制對象

（C）調(diào)節(jié)器

（D）檢測元件8．反饋信號相對于設(shè)定值信號取負值，這種反饋稱之為()。（A）負反饋

（B）正反饋

（C）開環(huán)

（D）給定值9．從保證生產(chǎn)安全的角度考慮，控制進入加熱爐燃氣流量的調(diào)節(jié)閥，應(yīng)選用()。（A）氣動式

（B）電動式

（C）氣開式

（D）氣關(guān)式10．測量管道內(nèi)液體壓力時，取壓點應(yīng)在管道的()。p50（A）下半部（B）中間（C）上半部（D）無限制ADACA11典型衰減振蕩過程曲線最佳衰減比為（）。A.4：1B.10：1C.4：1～10：1D.2：1～10：112在自動控制系統(tǒng)研究中經(jīng)常采用（）作為輸入信號。A.斜坡函數(shù)B.單位脈沖函數(shù)C.拋物線函數(shù)D.階躍函數(shù)13在對象特性中，（）是靜特性，（）動特性。A.放大系數(shù)ΚB.時間常數(shù)TC.滯后時間τ14雙容對象特性與單容對象特性相比增加了（）。A.純滯后B.傳送滯后C.測量滯后D.容量滯后15下列說法正確的是（）。A.微分時間越長，微分作用越弱；B.微分時間越長，微分作用越強；C.積分時間越長，積分時間越弱；D.積分時間越長，積分時間越強。16.PID調(diào)節(jié)器變?yōu)榧儽壤饔?，則（）。A.積分時間置∞、微分時間置∞B.積分時間置0、微分時間置∞C.積分時間置∞，微分時間置0D.積分時間置0，微分時間置0CCDABCBCD判斷1．在控制系統(tǒng)中，被控變量是被控制的物理裝置或物理過程。（）2．開環(huán)控制是一種沒有反饋的簡單控制。（）3.等幅振蕩是過渡過程基本形式之一，如果系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，則該系統(tǒng)是穩(wěn)定的。（）4.對于干擾通道，時間常數(shù)越大則越有利于調(diào)節(jié)。（）p1465.熱電偶溫度計必須作冷端溫度補償（）。P366.采用PID調(diào)節(jié)器的條件是對象純滯后較大。（）7.前饋控制是一種開環(huán)控制系統(tǒng)（）。p78.機理分析法是被控對象建模的唯一方法（）。p17實驗法建模9.時間常數(shù)越小，被控變量的變化越慢，達到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間也越長。（）10.放大倍數(shù)K取決于穩(wěn)態(tài)下的數(shù)值，是反映靜態(tài)特性的參數(shù)。（）√√√√√√××××簡答題1、過程控制系統(tǒng)按其基本結(jié)構(gòu)形式可分為幾類?其中閉環(huán)系統(tǒng)中按設(shè)定值的不同形式又可分為幾種?答：過程控制系統(tǒng)按其基本結(jié)構(gòu)形式可分為閉環(huán)自動控制系統(tǒng)和開環(huán)自動控制系統(tǒng)。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，按照設(shè)定值的不同形式又可分為：(1)定值控制系統(tǒng)(2)隨動控制系統(tǒng)(3)程序控制系統(tǒng)2.試述過程控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律及其特點。答：控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律有比例(P)、比例積分(PI)、比例積分微分(PID)控制規(guī)律。比例控制規(guī)律是控制器的輸出信號與它的輸入信號(給定值與測量值的偏差)成比例。它的特點是控制及時，克服干擾能力強，但在系統(tǒng)負荷變化后，控制結(jié)果有余差。比例積分控制規(guī)律是控制器的輸出信號不僅與輸入信號成比例，而且與輸入信號對時間的積分成比例。它的特點是能夠消除余差，但是積分控制作用比較緩慢、控制不及時。比例積分微分控制規(guī)律是在比例積分的基礎(chǔ)上再加上微分作用，微分作用是控制器的輸出與輸入的變化速度成比例，它對克服對象的容量滯后有顯著的效果。3．一個單回路控制系統(tǒng)主要由哪幾個環(huán)節(jié)組成？其中檢測元件及變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器各起什么作用？答：一個單回路控制系統(tǒng)主要由測量元件、變送器、調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)閥、和被控過程等環(huán)節(jié)組成。檢測元件：感受工藝變量的變化并轉(zhuǎn)換成特定信號。變送器：將被測的各種參數(shù)變換成統(tǒng)一標準信號（DC4~20mA或DC1~5V）的儀表，其輸出送顯示儀表或調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器：接受變送器或轉(zhuǎn)換器的DC1~5V或DC4~20mA測量信號為輸入信號，與DC1~5V或DC4~20mA給定信號進行比較，并對其偏差進行PID運算，輸出DC4~20mA標準統(tǒng)一信號。執(zhí)行器：接受調(diào)節(jié)器輸出的控制信號，并轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移，來改變閥芯與閥座間的流通截面積以控制流入或流出被控過程的流體介質(zhì)的流量。4．說明下圖中容器壓力控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用氣開式還是氣關(guān)式。

應(yīng)選用氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥。因為假設(shè)當(dāng)發(fā)生事故時，閥的信號壓力消失，此時容器內(nèi)仍不斷有氣體充入，若此時閥門關(guān)閉，當(dāng)容器內(nèi)氣體大到一定壓力就會發(fā)生爆炸，所以應(yīng)該使閥門在沒信號壓力時全開，所以要選擇氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥。5.某熱交換器圖所示，用蒸汽將進入其中的冷水加熱到一定的溫度，生產(chǎn)工藝要求熱水溫度保持定值（t±1℃），試設(shè)計一個單回路控制系統(tǒng)，并說明該控制系統(tǒng)的基本工作原理，系統(tǒng)的被控變量、控制量和主要擾動量是什么。系統(tǒng)的被控量是熱水的溫度?？刂屏繜嵴羝牧髁?。主要擾動是冷水的流量。原理：當(dāng)冷水流量突然增大時，測量元件檢測到熱水出口溫度降低，于是將測量值與給定值的差給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)閥使熱蒸汽流量加大，從而使熱水出口的溫度上升，當(dāng)熱水出口的溫度達到設(shè)定值時，系統(tǒng)再次穩(wěn)定。計算1．某換熱器溫度控制系統(tǒng)（設(shè)定值為100℃），在階躍擾動作用下的過渡過程曲線如圖所示。分別求出衰減率、最大偏差、余差、過渡時間和振蕩周期（按±3％穩(wěn)態(tài)值來確定過渡時間）。108.15101.85解：衰減率ψ=最大偏差A(yù)==130－100=30（超調(diào)量σ=）沒要求---注意最大偏差和超調(diào)量不同。余差C=│y﹙∞﹚－y﹙0﹚│=105－100=5過渡時間ts=22min，（計算穩(wěn)態(tài)值的±3％，即101.85或108.15，用尺子量后估算出時間）振蕩周期，T=20－8=12min，（兩個波峰的時間差）2.用動態(tài)特性參數(shù)法整定單回路控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)時，測得過程的τ＝8s，T=80s，自平衡率ρ＝1，當(dāng)調(diào)節(jié)器分別采用