1、編輯版word什么是過程控制系統？其基本分類方法有哪幾種？過程控制系統通常是指連續生產過程的自動控制，是自動化技術中最重要的組成部分之一。基本分類方法有：按照設定值的形式不同【定值，隨動，程序】；按照系統的結構特點【反饋，前饋，前饋-反饋復合】。熱電偶測量的基本定律是什么？常用的冷端補償方式有哪些均質材料定律：由一種均勻介質或半導體介質組成的閉合回路中，不論截面和長度如何以及沿長度方向上的溫度分布如何，都不能產生熱電動勢，因此熱電偶必須采用兩種不同的導體或半導體組成，其截面和長度大小不影響電動勢大小，但須材質均勻；中間導體定律：在熱電偶回路接入中間導體后，只要中間導體兩端溫度相同，則對熱電偶的

2、熱電動勢沒有影響；中間溫度定律：一支熱電偶在兩接點溫度為 t、t0時的熱電勢，等于兩支同溫度特性熱電偶在接點溫度為t、ta和ta、t0時的熱電勢之代數和。只要給出冷端為0勢時的熱電勢關系，便可求出冷端任意溫度時的熱電勢，即由于冷端溫度受周圍環境溫度的影響，難以自行保持為某一定值， 因此，為減小測量誤差，需對熱電偶冷端采取補償措施,使其溫度恒定。冷端溫度補償方法有冷端恒溫法、冷端補償器法、冷端溫度校正法和補償導線法。為什么熱電阻常用三線制接法？試畫出其接線原理圖并加以說明。電阻測溫信號通過電橋轉換成電壓時，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法，以抵

3、消接線電阻隨溫度變化對電橋的影響。對于DDZ m型熱電偶溫度變送器，試回答：變送器具有哪些主要功能？變送器的任務就是將各種不同的檢測信號轉換成標準信號輸出。什么是變送器零點、零點遷移調整和量程調整？電橋的功能是實現熱電偶的冷端補償和測量零點熱電偶溫度變送器的輸入電路主要是在熱電偶回路中串接一個電橋電路。 的調整。受遷罌*謝交送器.此變法室輸出l/n*.*即混度V制度公認度I，4七*七*七仙 l«uto MW law I- 0 E* H*上松枝，零點正向玨屆匕零點正向近超也顯小就大幅度的零點調整叫零點遷移。實用價值是：有些工藝的參數變化范圍很小，例如，某設備的溫度總在5001000度之

4、間變化。如果儀表測量范圍在 01000度之間，則500 c以下測量區域屬于浪費。因為變送器的輸出范圍是一定的。可通過零點遷移，配合量程調整，使儀表的測量范圍在5001000 C之間，可提高測量精度。熱電偶冷端溫度補償電路起什么作用？熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度和冷端的函數差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函數，必須使冷端溫度保持恒定;熱電偶分度表給出的熱電勢是以冷端溫度0度為依據，否則會產生誤差。5、電容式差壓傳感器和應變式壓力傳感器原理當電容式差壓變送器的一個被測壓力是大氣壓時，就成為壓力變送器。電容式壓力變送器先將壓力的變化轉換為電容量的變化，再將電容量轉換成標準電流輸出。應變式壓力傳感

5、器是利用電阻應變原理構成的。電阻應變片有金屬應變片（金屬絲或金屬箔）和半導體應變片兩類。R=p L/S ,當應變片產生縱向拉伸變形時，L變大、S變小，其阻值增加；當應變片產生縱向壓縮變形時，S變大、L變小，其阻值減小。應變片電阻的變化可用電橋測出。6、差壓式流量計原理？差壓式（也稱節流式）流量計是基于流體流動的節流原理，利用流體流經節流裝置時產生的壓力差而實現流量測量。通常 是由能將被測流量轉化為差壓信號的節流器和能將此差壓轉化為電信號的差壓計兩部分組成。7、什么是調節閥的流量特性？什么是調節閥的固有流量特性和工作流量特性？如何根據具體情況選擇調解閥？在調節閥前后壓差固定的情況下得出的流量特性

6、稱為固有流量特性，也叫理想流量特性， 完全取決于發行的形狀。 最常見調節閥的流量特性有直線、等百分比（對數）、快開三種；調節閥的工作喲流量特性值得是固有流量特性發生畸變，與調節閥級結構和配管情況有關系。8、建立被控過程的數學模型:什么是機理分析法建模？通過分析生產過程的內部機理，找出變量之間的關系。 如物料平衡方程、能量平衡方程、化學反應定律、電路基本定律等,從而導出對象的數學模型。什么是實驗法建模？實驗法建模是根據實際生產過程中發生的變化機理，寫出相關的平衡方程，得到數學模型。從階躍響應曲線來看，大多數被控過程有何特點？從階躍響應曲線來看，大多數被控過程的特點是被控量的變化往往是不震蕩的、單

7、調的、有滯后和慣性的。寫出具有純滯后的自衡單容過程和雙容過程的傳遞函數。雙容（不考）具有純滯后單容過程的微分方程和傳遞倒數af又-R2C & - &具有隴滯后的多容過程的傳遞函數9、什么是自衡過程和非自衡過程？寫出純滯后自衡單容過程和雙容過程的傳遞函數，繪出自衡單容過程和雙容過程的階 躍響應曲線，并把特性參數標在圖上。自衡過程是指系統中存在著對所關注的變量的變化有一種固有的、自然形式的負反饋作用， 該作用總是力圖恢復系統的平衡。具有自平衡能力的過程稱為自衡過程。反之，不存在固有反饋作用且自身無法恢復平衡的過程，稱為非自衡過程。在 出現擾動后，過程能靠自身的能力達到新的平衡狀態的

8、性質稱為自衡特性。純滯后自衡單容過程:【雙容不考】 純滯后自衡雙容過程:10、在單回路過程控制系統設計中其控制系統設計包括哪些內容？基本步驟是什么？選擇被控變量的一般原則是什么?控制變量選擇的一般原則是什么 ？1、熟悉和理解生產對控制的技術要求與性能指標;2、建立被控過程的數學模型；3、確定控制方案；4、控制設備選型；5、實驗(或仿真)驗證。選擇被控變量的基本原則有以下幾點：(1)若直接參數信號能夠獲得，而且其測量和變送信號滯后與被控過程的滯后相比較小時，應盡量選擇直接參數作為被控變量；(2)若無法獲取直接參數信號，或義測量和變送信號滯后較大時，可選擇與直接參數有單位函數關系的間接參數作為被控

9、變量；(3)作為被控變色必須是可測的，并有足夠大的測量靈敏度；可選擇與直接參數有(4)選擇被控變量時，必須考慮工藝合理f和可供選用的儀表產品現狀；(5)被控變量應是獨立、可控的。在生產過程中，影響正常運行的因素很多，但并非所有的影響因素都需要加以自動控制。被控變量的正確選擇對穩定生產過程、提高勞動生產率、改善生產條件等具有決定性的意義。控制變量的選擇原則是：單一變量原則。只改變一個量,控制其他量和外界環境不變，即可。11、對于單回路過程控制系統設計，試回答如下問題:單回路系統控制方案設計包括哪些內容？ 1、選擇被控變量;2、找出影響被控變量的因素，選擇其中之一進行控制，并將其余作為干擾;3、確

10、定被控變量后，確定執行器鎮反作用（調節閥，氣開氣關）；4、選擇調節器的正反作用；5、根據工業要求選擇控制規律；6、進彳T PID參數整定；選擇控制參數時，為什么選過程控制通道的放大系數Ko要適當大一些，時間常數To要適當小一些，而擾動通道的Kf應盡 可能小，Tf要大?過程控制通道的放大系數 Ko要適當大一些是因為靜態放大系數Ko越大，系統的靜態偏差值就越小， 控制作用越靈敏，克服擾動的能力越強，控制效果越好； 時間常數To要適當小一些是因為控制通道時間常數大小反映了控制變量克服干擾對被控參數影響的快慢程度，若控制通道時間常數太大，控制變量的控制影響緩慢， 對被控參數的偏差校正不及時，動態偏差大

11、，系統過渡時間長，控制品質差。因此，在控制系統設計時，要求控制通道時間常數小一些，使被控參數對控制變量的反應靈敏，控制及時，從而獲得良好的控制品質；擾動通道的Kf應盡可能小是因為干擾通道的靜態放大系數越大，外部擾動對被控參數的影響越大，所以Kf越小越好；Tf要大是因為f產生最大動態偏差隨著 Tf的增大而減少，系統控制品質提高。執行器（調節閥）選擇應包括哪些內容?1、調節閥的工作區間的選擇2、調節大的流量特性選擇3、調節閥的氣開氣關作用方式選擇12、舉出調節器參數幾種實驗整定方法，和基本步驟，并比較幾種方法的優缺點及適用場合，分析響應曲線法怎么整定參 數實例。穩定邊界法（臨界比例度法）屬于閉環整

12、定方法，根據純比例控制系統臨界振蕩試驗所得數據（臨界比例度 Pm 和振蕩周期Tm ） ，按經驗公式求出調節器的整定參數。（1）置調節器Ti? ¥, Td=0,比例度P ?較大值，將系統投入運行。（2）逐漸減小P ,加干擾觀察，直到出現等幅減振蕩為止。記錄此時的臨界值Pm和Tm。根據Pm和Tm,按經驗公式計算出控制器的參數整定值。優缺點： （ 1）臨界比例度過小時，調節閥容易游移于全開或全關位置，對生產工藝不利或不容許。例如，一個用燃料油加熱的爐子，如果閥門發生全關狀態就要熄火。（ 2）工藝上的約束條件嚴格時，等幅振蕩將影響生產的安全。衰減曲線法：也屬于閉環整定方法，但不需要尋找等幅振

13、蕩狀態，只需尋找最佳衰減振蕩狀態即可。（1）把調節器設成比例作用（Ti=8, Td=0）,置于較大比例度，投入自動運行。（ 2 ）在穩定狀態下，階躍改變給定值（通常以5%左右為宜），觀察調節過程曲線。（ 3 ）適當改變比例度，重復上述實驗，到出現滿意的衰減曲線為止。（4）按表6-2 （n=4:1）或按表6-3 （n=10:1）求得各種調節規律時的整定參數。優缺點： 這種方法不需要系統達到臨界振蕩狀態， 步驟簡單， 比較安全。 缺點是不易準確定衰減程度， 從而較難得到參數， 尤其是一些擾動比較頻繁，過程變化較快的控制系統。響應曲線法：屬于開環整定方法。以被控對象控制通道的階躍響應為依據，通過經驗

14、公式求取調節器的最佳參數整定值。（ 1 ）首先使系統處于開環狀態（ 2 ）像調節閥輸入階躍信號，通過檢測儀表記錄被控參數的響應曲線廣義對象階躍響應曲線（ 3 ）根據廣義對象階躍響應曲線，通過近似處理，在響應曲線的拐點處做切線，并把廣義對象當做有純滯后的一階慣性環節找出廣義對象的特性參數K0、T0、° 0,用經驗公式求整定參數。優缺點：此方法在不加控制作用的狀態下進行，對于不允許工藝失控的生產過程，不能使用。經驗法：憑經驗湊試。 其關鍵是“看曲線，調參數” 。在閉環的控制系統中， 憑經驗先將控制器參數放在一個數值上， 通過改變給定值施加干擾， 在記錄儀上觀察過渡過程曲線，根據P、TI

15、、 TD 對過渡過程的影響為指導，對比例度P 、積分時間 TI 和微分時間 TD 逐個整定，直到獲得滿意的曲線為止。(1)調比例：P由大到小，到滿意曲線(2)調PI，比例度放大10-20%,積分時間J衰減率 4: 1(3)調PID,比例度縮小，積分時間縮小，微分時間T優缺點：經驗法的方法簡單， 但必須清楚控制器參數變化對過渡過程曲線的影響關系。在缺乏實際經驗或過渡過程本身較 慢時，往往較為費時。整定方法優點缺點反應曲線法方法簡單系統開環1被調量變化 較大T影響生產程定邊界法系統閉環會出現被調量等幅振蕩衰減曲線法系統閉環，安全實驗費時經驗法系統閉環，不需計算需要經驗13、試說明穩定邊界法的整定步

16、驟。在比例控制基礎上分別增加適當的積分和微分作用，對系統有什么影響?整定步驟見上題。在比例控制的基礎上增加適當的積分作用，降低了系統的穩定性， 增大了最大動態偏差， 動態性能指標變差，消除了余差;在比例控制的基礎上增加了適當的微分作用，提高了系統的穩定性，降低了最大動態偏差，動態性能指標變好，余差有所減小但是不為零。14、畫出串級控制系統的框圖(框圖中文字用中文) 。串級控制系統有哪些主要特點？在串級控制系統整定方法中，何謂 兩步整定法和逐步逼近法？編輯版word標準框圖為:干擾當對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，采用簡單控制系統往往控制質量較差，滿足不了工藝上的要求，這時，可考 慮采用串

17、級控制系統。系統有兩個閉合回路，形成內外環。主變量是工藝要求控制的變量，副變量是為了更好地控制主變 量而選用的輔助變量；主、副調節器是串聯工作的，主調節器的輸出作為副調節器的給定值。串級系統特點總結： 對進入副回路的干擾有很強的克服能力；改善了被控過程的動態特性，提高了系統的工作頻率；對進入主回路的干擾控制效果也有改善;對負荷或操作條件的變化有一定自適應能力。1 .逐步逼近法：依次整定副回路、主回路。并循環進行，逐步接近主、副回路最佳控制狀態。2 .兩步整定法：系統處于串級工作狀態，第一步按單回路方法整定副調節器參數；第二步把已經整定好的副回路視為一 個環節，仍按單回路對主調節器進行參數整定。

18、3 . 一步整定法：根據經驗，先將副調節器參數一次調好，不再變動，然后按一般單回路控制系統的整定方法直接整定主 調節器參數。15、前饋控制有什么特點？當對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，采用簡單控制系統往往控制質量較差，滿足不了工藝上的要求，這時，可考 慮采用串級控制系統。結構特點：系統有兩個閉合回路，形成內外環。主變量是工藝要求控制的變量，副變量是為了更好 地控制主變量而選用的輔助變量；主、副調節器是串聯工作的，主調節器的輸出作為副調節器的給定值。寫出前饋控制器的傳遞函數?前饋控制系統的參數整定包括哪些內容?靜態前饋系數整定和時間常數的整定。前饋反饋復合控制系統的原理和特點又存在對被調量

19、采用反饋控制以克服其他的干擾信號，這樣的系統就系統中既有針對主要擾動信號進行補償的前饋控制,是前饋一反饋復合控制系統。前饋控制系統的作用是對主要的干擾信號進行補償，可以針對主要干擾信號，設置相應的前饋控制器；引入反饋控制，是為了是系統能夠克服所有的干擾信號對被調量產生的影響，除了已知的干擾信號以外，系統中還存在其他的干擾信號，這些擾動信號對系統的影響比較小，有的是我們能夠考慮到的，有的我們肯本就考慮不到或是無法測量，都通過反饋控制來克服。復合控制系統與按偏差控制的單回路系統的特征方程是一樣的，不影響閉環系統的穩定性。在反饋控制的基礎上， 針對主要干擾進行前饋補償。既提高了控制速度，又保證了控制

20、精度。反饋控制回路的存在，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計和實現。在單純的反饋控制系統中，提高控制精度與系統穩定性是一對矛盾。 往往為保證系統的穩定性而無法實現高精度的控制。而前饋一一反饋控制系統既可實現高精度控制，又能保證系統穩定運行。Go(s)2 e 8s10s 1試設計Smith預估補償器的時饋一反跣夏件控制系統的原理圖(1)16、對于大滯后過程的預估補償控制，若已知被控過程的數學模型為:傳遞函數，并用系統方框圖表示并解釋此預估補償系統如何實現?F。)-G，$)圖7 J8 Smith預估補償控制實施框圖補償器模型，得史密斯預估補償器傳遞函數為17、什么叫分程控制

21、系統？怎樣實現分程控制？在分程控制中，為使調節閥總的流量特性比較平滑，一般應采取什么措施？在分程控制系統中，一個控制器的輸出信號被分割成幾個行程段，每一段行程各控制一個調節閥，故取名為分程控制系統。例如，一個控制器的輸出信號分程控制兩個調節閥A和B , A和B的輸入信號各占一半行程。分程控制系統工作原理：如某一間歇式生產的化學反應過程中，每次投料完畢后，需要先對其加熱引發化學反應。一旦反應開始進行，就會持續產生大量的反應熱，如果不及時降溫，物料溫度會越來越高，有發生爆炸的危險。因此，必須降溫。 為此，可設計以反應器內溫度為被控參數、以熱水流量和冷卻水流量為控制變量的分程控制系統，調節閥A、B分

22、別控制冷卻水和熱水。為保證安全，熱水閥采用氣開式，冷水閥采用氣關式，則溫度調節器設為反作用。如果調節閥是對數流量特性，其總流量特性銜接處必有突變點。可以通過兩個調節閥分程信號部分重迭的辦法，使調節閥流量特性實現平滑過渡。即將兩個閥的工作范圍擴大，形成一段重迭區。18、什么叫比值控制系統？畫出雙閉環比值控制的原理框圖，并說明主流量回路和副流量回路的控制原理。生產過程中，經常需要幾種物料的流量保持一定的比例關系。例如，在鍋爐的燃燒系統中，要保持燃料和空氣量的一定比 例，以保證燃燒的經濟性。定義：實現兩個或多個參數符合一定比例關系的控制系統，稱為比值控制系統。為了克服單閉環比值控制中主流量不受控制的

23、缺 點，增加了主流量控制回路.特點: 有兩個閉環控制回路, 用比值器聯系. 控制目標： Qj氈主流量，色是副 流量.兩個流量都可漁， 因此總流量穩定.19、什么是選擇控制，結合實例簡述選擇控制的基本原理？系統設有有多個控制回路，由選擇器根據設計選擇性控制系統就是能根據生產狀態自動選擇合適的控制方案的控制系統。 的邏輯關系選通某個控制回路。例子：鍋爐蒸汽壓力的控制工藝要求鍋爐輸出蒸汽壓力穩定。若用單回路控制系統控制，則根據蒸汽出口壓力控制燃氣量。如果蒸汽用量大幅度變化， 蒸汽壓力控制系統會使燃氣閥門開度大幅變化。但煤氣壓力過高會發生脫火。為防止產生脫火現象，增加一個燃氣高壓保護控制回路。用 P2

24、T測燃氣壓力，P2c的設定值為燃氣高壓上限值，當燃氣壓力低于上限值時，P2c輸出高值信號。用低選器自動地選擇兩個控制信號中較低白一個，作為閥門的控制信號。P2c輸出高值時，LS選中P1C作為輸出。系統是以蒸汽壓力為被控變量的簡單控制系統。當煤氣壓力超過P2c給定值時，P2c輸出低值，LS將改選P2c作為輸出。系統處于燃氣壓力控制時， 蒸汽出口壓力控制回路被燃氣壓力安全保護回路所取代。在蒸汽壓力定值控制與燃氣高壓自動保為防止出現熄火現象，再增加一個燃氣低壓保護控制回路低于下限彳1時，P3c輸出高值信號，被 HS選中。P3T、 P3。P3c的設定值為燃氣壓力下限值，當燃氣壓力護的選擇控制過程中，還

25、可能出現另一種事故：如果因蒸汽負荷很低，導致燃氣流量過低，會出現熄火現象，也必須加以 防止。當燃氣壓力高于下限值時，P3c輸出低值信號，不會被 HS選中。本系統的選擇器在控制器之后，是三選一系統。當系統處于燃氣壓力保護控制期間，蒸汽出口壓力不能保證符合工藝要求。蒸汽選擇器1選擇察2燃氣爐膛汽包鍋爐給水1 .什么是過程控制系統？其基本分類方法有哪幾種？2 .熱電偶測量的基本定律是什么？常用的冷端補償方式有哪些3 .為什么熱電阻常用三線制接法？試畫出其接線原理圖并加以說明。4 .對于DDZ m型熱電偶溫度變送器，試回答：1）變送器具有哪些主要功能？2）什么是變送器零點、零點遷移調整和量程調整？3）熱電偶冷端溫度補償電路起什么作用？5、電容式差壓傳感器和應變式壓力傳感器原理6、差壓式流量計原理？7、什么是調節閥的流量特性？什么是調節閥的固有流量特性和工作流量特性？如何根據具體情況選擇調解 閥？8、建立被控過程的數學模型：1) 什么是機理分析法建模？2) 什么是試驗法建模？3) 從階躍響應曲線來看，大多數被控過程