1、第二章1什么是對象特性？為什么要研究對象特性？答：研究對象特性是設計控制系統的基礎；為了能使控制系統能安全投運并進行必要的調試；優化操作。2什么是對象的數學模型？靜態數學模型與動態數學模型有什么區別？答：對對象特性的數學描述就叫數學模型。靜態：在輸入變量和輸出變量達到平穩狀態下的情況。動態：輸出變量和狀態變量在輸入變量影響下的變化情況。3建立對象的數學模型有什么意義？答：1,控制系統的方案設計；2控制系統的調試和調節器參數的確定；3制定工業過程操作優化方案；4新型控制方案及控制策略的確定；5計算機仿真與過程培訓系統；6設計工業過程的故障檢測與診斷系統。4建立對象的數學模型有哪兩種方法？答：機理

2、建模和實驗建模。機理建模：由一般到特殊的推理演繹方法，對已知結構、參數的物理系統運用相應的物理定律或定理，根據對象或生產過程的內部機理，經過合理的分析簡化而建立起描述系統各物理量動靜態性能的數學模型。實驗建模步驟：1確定輸入變量與輸出變量信號；2測試；3對數據進行回歸分析。5反應對象特性的參數有哪些？各有什么物理意義？他們對自動控制系統有什么影響？答：K放大系數。對象從新穩定后的輸出變化量與輸入變化量之比。T時間參數。時間參數表示對象受到輸入作用后，被控變量的變化快慢。桃停滯時間。輸入發生變化到輸出發生變化之間的時間間隔。6評價控制系統動態性能的常用單項指標有哪些？各自的定義是什么？單項性能指

3、標主要有：衰減比、超調量與最大動態偏差、靜差、調節時間、振蕩頻率、上升時間和峰值時間等。 衰減比：等于兩個相鄰的同向波峰值之比n；過渡過程的最大動態偏差：對于定值控制系統，是指被控參數偏離設定值的最大值A；超調量：第一個波峰值y與最終穩態值y之比的百分數；殘余偏差C：過渡過程結束后，被控參數所達到的新穩態Y與設定值之間的偏差。調節時間：從過渡過程開始到過渡過程結束所需的時間；振蕩頻率：過渡過程中相鄰兩同向波峰之間的時間間隔叫振蕩周期或工作周期，其倒數稱為振蕩頻率；峰值時間：過渡過程開始至被控參數到達第一個波峰所需要的時間。第三章12選擇調節器控制規律的依據是什么？若已知過程的數學模型，怎樣來選

4、擇pid控制規律？1根據桃0/T0比值來選擇。 若比值小于0.2，選PI，若在0.2與1.0之間，選用PI或者PID，若大于1.0，就需要用到串級控制。2根據過程特性來選擇控制器的控制規律。 P：過渡時間短，克服干擾能力大。常用于負荷變化小，自平衡能力強，對象控制通道中的滯后時間與時間常數之比小，允許余差存在，控制質量要求不高的場合。PI：適合用于調節通道滯后小，負荷變化小，不允許有余差的場合。PD：積分消除余差，微分提高系統穩定性。適合用于調節通道滯后大的場合。PID：對象控制通道中的滯后時間與時間常數之比大，通道滯后大控制要求較高。13一個自動控制系統，在比例控制的基礎上分別增加：1適當的

5、積分作用；2適當的微分作用。試問：（1） 這兩種情況對系統的穩定性，最大動態偏差，余差分別有什么影響？（2） 為了得到相同的系統穩定性，應如何調整系統調節器的比例度，說明理由(1) P，減小余差，穩定性不變，最大動態偏差不變 D,增強系統穩定性，最大動態偏差減小，余差不變（2）1將控制器的積分時間放在最大值，微分時間放在最小值，比例度放在最大值后，讓系統投入運行。2逐漸減小比例度，且每改變一次，都通過改變設定值給系統施加一個階躍干擾，同事觀察系統輸出，直到過渡過程出現等幅振蕩為止。此時為臨界比例度和臨界振蕩周期。3根據臨界比例度和臨界周期，根據相應公式求出控制器的個整定參數。4將控制器的比例度

6、換成正定的值，然后依次按積分時間和微分時間設置為整定值，加入干擾后，還可以適當調整。15第四章1 什么叫串級控制系統？繪制其結構方框圖。串級控制系統是由兩個控制器的串接組成，一個控制器的輸出做為另一個控制器的設定值，兩個控制器有各自獨立的測量輸入，有一個控制器的給定由外部設定。2 與單回路控制系統相比，串級控制系統有哪些主要特點？多了一個副回路，形成雙閉環。特點：主控制器輸出改變副控制器的設定值，故副回路構成的是隨動系統，設定值是變化的。在串級控制系統中，由于引入了一個副回路，不僅能及早克服進入副回路的擾動，而且又能改善過程特性。副調節器具有“粗調”的作用，主調節器具有“細調”的作用，從而使其

7、控制品質得到進一步提高。3為什么說串級控制系統由于存在一個副回路而具有較強的抑制擾動的能力？副回路的快速作用，對于進入副回路的干擾快速地克服，減小了干擾對主變量的影響；引入副回路，改善了副對象的特性(減小副對象的相位滯后)，提高了主回路的響應速度，提高了干擾的抑制能力；副回路可以按照主回路的要求對副變量進行精確控制；串級系統提高了控制系統的魯棒性。4串級控制系統在副參數的選擇和副回路的設計中應遵循哪些主要原則？將主要干擾包括在副回路； 副回路盡量包含多的干擾； 為保證副回路的快速響應，副對象的滯后不能太長；為提高系統的魯棒性，將具有非線性時變部分包含于副對象中；需要對流量實現精確的跟蹤時，將流

8、量選為副對象。5串級控制系統通常可用在哪些場合？* 應用于容量滯后較大的過程* 應用于純時延較大的過程* 應用于擾動變化激烈而且幅度大的過程* 應用于參數互相關聯的過程* 應用于非線性過程6 前饋控制與反饋控制各有什么特點？繪制前饋控制系統結構方框圖。前饋：基于擾動來消除擾動對被控量的影響； t 動作“及時” ；t 只要系統中各環節是穩定的，則控制系統必然穩定；t 具有指定性補償的局限性； t 控制規律取決于被控對象的特性。t 反饋：基于偏差來消除偏差； t “不及時”的控制 ；t 存在穩定性問題；t 對各種擾動均有校正作用； t 控制規律通常是P、PI、PD或PID等典型規律。7在什么條件下

9、前饋控制效果最好？為什么一般不單獨使用前饋控制方案？準確地掌握過程擾動通道的特點wf（s）及控制通道的特性wo（s）準確求出前饋控制wm（s）；克服可測不可控的擾動前饋控制室基于擾動的控制，擾動不止一個，難于把握屬于開環控制，易受其他擾動干擾而無法控制其克服可測不可控的擾動，對于系統中其他擾動無抑制作用8試述前饋控制系統的整定方法。前饋控制器的選擇 用模擬表實施通過特定的前饋控制器，或采用運算單元自行構造； 用軟件實現 參數整定單純的前饋控制，可視工藝要求進行參數整定；先調整 ，然后調整T1、T2前饋反饋相結合，先整定反饋系統，再重復步驟。9什么是比值控制系統？常用的比值控制方案有哪些？并比較

10、其優缺點，繪制各比值控制方案結構方框圖。實現兩個或兩個以上參數符合一定比例關系的控制系統，稱為比值控制系統開環比值控制系統，單閉環比值控制系統，雙閉環比值控制系統，變比值控制系統10比值與比值系數有何不同？設計比值控制系統時需解決哪些主要問題？比值k=Q1/Q2,是兩個體積流量或重量之比，而比值參數是把比值k折算成比值器上，K=k(Q1max/Q2max)主從動量確定；控制方案的選擇；調節器控制規律的確定；正確選用流量計與變送器；比值控制系統的實施；比值參數的計算；比值控制系統參數的整定11什么是均勻控制？常用的均勻控制方案有哪些？均勻控制是在連續生產過程中，各種設備前后緊密聯系的情況提出來的

11、一種特殊的控制采用液位控制采用液位和流量的串級控制取液位和流量兩個信號之差為被控變量雙沖量均勻控制12什么是分程控制？怎樣實現分程控制？在分程控制中需注意哪些主要問題?在工業生產過程中，有時會遇到一個控制器去操縱幾只閥門，若按輸出信號的不同區間操作不同的閥門，這樣的控制系統叫做分程控制系統。盡量選用對數調節閥；采用分程信號重疊法；調節閥的泄漏量的大小13什么是選擇性控制？試述常用選擇性控制方案的基本原理。凡是在控制回路中引入選擇器的系統稱為選擇性控制系統。選擇器位于調節器的輸出端，對調節器輸出信號進行選擇的系統：兩個調節器共用一個調節閥選擇器位于調節器之前，對變送器的輸出信號進行選擇的系統：幾

12、個變送器合用一個調節器14什么是積分飽和現象？如何消除選擇性控制中的積分飽和現象？當選擇器在控制器和控制閥之間，系統出現超限時，控制器應立即切換。為保證及時切換，在偏差為零時，兩個調節器應該有相同的輸出。當其中一個控制器或兩個控制器采用PI作用時，一個調節器被另一個控制器切換后，偏差仍存在，且存在的時間較長，將產生積分飽和現象， 使下一次不能及時切換。由于偏差長時間存在，偏差為零時控制器輸出仍要超出規定上、下限一段時間。為了保持同步，常采用積分外反饋的辦法。采用選擇器的輸出，即控制調節閥的信號做為積分外反饋。15一般地說從結構上看，分程控制是由一只控制器控制兩只控制閥，而選擇性控制是由兩只控制

13、器控制一只控制閥，試繪制各自系統結構方框圖。16什么是推斷控制？兩類“計算指標控制”是什么？推斷控制：利用系統的數學模型，由可測信息將不測輸出推算出來實現反饋控制；或將不可測擾動推算出來實現前饋控制。由輔助輸出推算控制指標，作為被控變量的測量值；以某輔助輸出變量為被控變量，其設定值由控制指標算式推算出來。17試述復雜控制系統有哪些？它們都是為什么目的而開發的？1串級控制系統：改善控制質量2前饋控制系統：擾動出現時就能夠進行控制3比值控制系統：根據某一流量的變化調節另一流量4均勻控制系統：使前后設備在物料供求上相互兼顧均勻協調5分程控制系統：擴大控制閥的可調范圍，使得在小流量時可實現更精確的控制

14、用于滿足工藝上操作的特殊要求6選擇性控制系統：7推斷控制系統:被控對象的輸出和擾動都不可測，無法設計一般的反饋和前饋控制。22第七章1什么是集散控制系統？集散控制系統的特點有哪些？集散控制系統是以微處理器為基礎的對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統，簡稱DCS系統特點：1系統構成靈活 2操作管理便捷 3控制功能豐富 4信息資源共享 5安裝調試方便 6安全可靠性高2與儀表控制系統相比較，集散控制系統有哪些相同處？有哪些不同處？儀表控制系統指由模擬式儀表組成的閉環控制系統，控制的作用是保證被控對象的一個最基本的運行單元能夠按照預定的參數正常運行。控制器的輸入有兩個：設定值和測量值；控制器的輸出是對被控過程的控制。特點：各部分的儀表分布