1、精選優質文檔-傾情為你奉上1、過程控制系統的組成和各部分的作用。自動控制系統由被控對象、測量變送 器、執行器（控制閥）和控制器組成。被控對象：是指被控制的生產設備或裝置。測量變送器：用于測量被控變量，并按一定的規律將其轉換為標準信號作為輸出。執行器：常用的是控制閥，接受來自控制器的命令信號，用于改變控制閥的開度。控制器：它將被告控變量的測量值班與設定值進行比較，得出偏差信號e(t)，并按一定規律性輸出控制信號u(t)2、過程控制常用策略有哪些？各自的優缺點？反饋控制：優：能補償任意擾動 缺：1控制作用是滯后的，2調節過程是一個試差的過程，試差過程容易不穩定。前饋控制：優：在擾動影響被控變量之前

2、就可以將擾動補償掉 缺：1測量成本高需要增加擾動檢測裝置，23、簡要闡述工業生產對過程控制的要求。安全性、經濟性、穩定性4、控制系統設計與實現的主要步驟。（1）確定控制目標，選擇被控變量（2）選擇測量參數和測量儀表（3）操作變量的選擇與主要擾動的分析（4）操作變量與被控變量的配對（5）控制方案與控制算法選擇（6）執行器的選擇（7）控制系統的現場安裝、調試與投運5、機理建模方法的主要步驟。（1）根據建模對象和模型的使用目的進行合理的假設（2）根據過程內在機理建立數學方程（3）簡化模型6、測量誤差形成的原因？測量信號一般的處理方法有哪些？原因：1、儀器自身的誤差；2安裝造成的誤差；3、測量時的誤差

3、7、控制系統主要性能指標有哪些？各自的含義是什么？余差（e）：系統過渡過程終了時給定值與被控參數穩定值之差；最大偏差（A）：被控參數第一個波的峰值與給定值的差；衰減比（n）：振蕩過程的第一個波的振幅與第二個波的振幅之比；衰減率（f）：經過一個周期后，波動幅度衰減的百分比；過渡過程時間（ts）：系統過渡過程曲線進入新的穩定值的5%或2%范圍內所需的時間；峰值時間（tp）：系統過渡過程曲線到達第一個峰值所需的時間，反映系統響應的靈敏程度；8、三種常規反饋控制模式分別是什么？說明各自的原理、作用以及對系統性能的影響。三種常規反饋控制模式：P、PD、PID比例控制：控制器的輸出信號u與輸入偏差信號e成

4、比例關系。 優點：反應快，控制及時。缺點：存在余差。若對象的滯后較小、時間常數較大以及放大倍數較小時，控制器的比例度可以選得小些，以提高系統的靈敏度，使反應快些，從而過渡過程曲線的形狀較好。反之，比例度就要選大些以保證穩定。2、積分控制：控制器的輸出信號u與輸入偏差信號e的積分成比例關系。當對控制質量有更高要求時，就需要在比例控制的基礎上，再加上能消除余差的積分控制作用。（1）一種無差調節，提高系統的穩態控制精度。（2）使系統的相頻特性滯后90o，造成控制作用不及時，使系統的動態品質變差，過渡過程比較緩慢。可見，積分控制是犧牲了動態品質來換取穩態性能的改善。（3）增大積分速度可以在一定程度上提

5、高系統的響應速度，但卻會加劇系統的不穩定程度，使系統振蕩加劇。3、微分控制：控制器的輸出信號u與輸入偏差信號e對時間的導數比例關系。與PD相比，PID提高了系統的無差度；與PI相比，PID多了一個零點，為動態性能的改善提供了可能;PID兼顧了靜態和動態控制要求。1）廣義過程控制通道時間常數較大或容積遲延較大時，引入微分調節。若工藝容許有靜差，可選用PD調節；若工藝要求無靜差，可選用PID調節。2）廣義過程控制通道時間常數較小、負荷變化不大、且工藝要求允許有靜差時，可以選擇P調節。3）廣義過程控制通道時間常數較小、負荷變化不大、且工藝要求允許無靜差時，可以選用PI調節。4）廣義過程控制通道時間常

6、數很大、且純時延較大、負荷變化劇烈時，不宜采用PID控制。9、前饋控制的基本原理？理論基礎是什么？基本原理：前饋控制系統是一種開環控制系統，根據擾動或設定值的變化按補償原理而工作 。其特點是當擾動產生后，被控變量還未變化以前，根據擾動作用的大小進行控制，以補償擾動作用對被控變量的影響。不變性原理是前饋控制的理論基礎。“不變性”是指控制系統的被控變量不受擾動變量變化的影響。進入控制系統中的擾動會通過被控對象的內部關聯，使被控變量發生偏離其設定值的變化。不變性原理是通過前饋控制器的校正作用，消除擾動對被控變量的這種影響。10、說明前饋控制的特點，與反饋控制比較優缺點體現在哪里。（1）前饋控制對于干

7、擾的克服要比反饋控制及時前饋控制是針對干擾作用進行控制的。當干擾一出現，前饋控制器就根據檢測到的干擾，按一定規律進行控制。當干擾發生后，被控變量還未發生變化，前饋控制器就產生了控制作用把偏差徹底消除。（2）前饋控制屬于開環控制系統 反饋控制系統是一個閉環控制系統，而前饋控制是一個開環控制系統。前饋控制器根據干擾產生控制作用對被控變量進行影響，而被控變量并不會反過來影響前饋控制器的輸入信號（擾動量）。因此，采用前饋控制時，對被控對象的了解必須比采用反饋控制時清楚得多。（3）前饋控制采用的是由對象特性確定的“專用”控制器一般的反饋控制系統均采用通用的PID控制器，而前饋控制器是專用控制器，對于不同

8、的對象特性，前饋控制器的形式是不同的。11、前饋控制的幾種主要形式和各自的作用。靜態前饋控制與動態前饋控制，線性前饋控制與非線性前饋控制。靜態前饋：是在擾動作用下，前饋補償作用只能最終使被控變量回到要求的設定值，而不考慮補償過程中的偏差大小。在有條件的情況下，可以通過物料平衡和能量平衡關系求得采用多大校正作用。動態前饋：的作用是力求在任何時刻均實現對干擾的補償，通過合適的前饋控制規律的選擇，使干擾經過前饋控制器到達被控變量這一通道的動態特性與對象干擾通道的動態特性完全一致，并且它們的符號相反，從而達到控制作用完全補償干擾對被控變量的影響。前饋-反饋控制系統優點：（1）從前饋的控制角度，由于增加

9、了反饋控制，降低了對前饋控制模型精度的要求，并且對未選作前饋信號的干擾產生校正作用。（2）從反饋控制角度，由于前饋控制的存在，對干擾作了及時的粗調作用，大大減小了反饋控制的負擔。12、串級控制的原理、特點和設計原則。工作原理：兩個控制器串聯工作，以主控制器為主導，保證主變量穩定為目的，兩個控制器協調一致，互相配合，尤其是對于二次干擾，副控制器首先進行“粗調”，主控制器再進一步“細調”。因此控制質量必然高于簡單控制系統。 從結構上看，兩個控制器串聯工作，一個控制器的輸出作為另一個控制器的設定值，共同完成對主變量的定值控制任務。特點：在系統結構上，串級控制系統有兩個閉合回路：主回路和副回路；有兩個

10、控制器；主控制器和副控制器；有兩個測量變送器，分別測量主變量和副變量。在串級控制系統中，主回路是個定值控制系統，而副回路是個隨動控制系統。 在串級控制系統中，有兩個變量：主變量和副變量。主變量是反映產品質量或生產過程運行情況的主要工藝變量。在系統特性上，串級控制系統由于副回路的引入，改善了對象的特性，使控制過程加快，具有超前控制作用，從而有效地克服滯后，提高了控制質量。串級控制系統由于增加了副回路，因此具有一定的自適應能力，可用于負荷和操作條件有較大變化的場合13、串級控制中主副控制器控制規律如何選擇？正反作用如何選擇？選擇與主變量有一定關系的某一中間變量作為副變量；選擇的副變量就是操縱變量本

11、身，這樣能及時克服它的波動，減少對主變量的影響。副控制器（也稱內回路控制器）通常采用PI控制律原因：需要對內回路干擾具有快速調節能力 強比例作用+弱積分作用，副回路為隨動系統，其設定值變化頻繁，一般不宜加微分作用；另外，副回路的主要目的是快速克服內環中的各種擾動，為加大副回路的調節能力，理想上不用加積分作用。但實際運行中，串級系統有時會斷開主回路，因而，通常需要加入積分作用。但積分作用要求較弱以保證副回路較強的抗干擾能力。14、什么是均勻控制？與純液位控制的區別？為了解決前后工序供求矛盾，達到前后兼顧協調操作，使液位和流量均勻變化，組成的系統稱為均勻控制系統。（1）兩個變量在控制過程中都應該是

12、緩慢變化的。（2）前后互相聯系又互相矛盾的兩個變量應保持在所允許的范圍內波動。對于串級均勻控制系統的副調節器，應選擇PI規律，按單回路工程整定法確定其PI參數15、什么是選擇性控制？其實現方法是什么？在選擇控制（也稱“超馳控制”、“約束控制”）系統中，僅有一個操作變量MV，但有兩個或兩個以上被控變量CVs，其中一個常規受控變量，需要進行定值控制；一個區間約束變量，正常工況下無需控制，但一旦超出允許范圍就需要及時加以調節，以防止事故的發生。“選擇性控制系統”的操作變量往往只有一個，因此，控制系統需要隨時針對實際情況，選擇某一個受控變量加以控制。 方法：一般有A、B兩個可供選擇的變量。其中一個變量A假定是工藝操作的主要技術指標，它直接關系到產品的質量或生產效率；另一個變量B，工藝上對它有一個限值要求。當取代作用發生后，控制閥不是立即全開或全關，而是在閥門原來的開度基礎上繼續進行連續控制。16、什么是分程控制？其目的主要有哪幾方面？若一只調節器去控制兩個以上的閥并且是按輸出信號的不同區間去操作不同