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1、一、简答题一、简答题1、控制系统具有哪些特点? 答:(1)控制对象复杂、控制要求多样;(2)控制方案丰富;(3)控制多属慢过程参数控制;(4)定值控制是过程控制的一种主要控制形式;(5)过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成。2、为什么常采用阶跃信号作为输入? 答:对于一个稳定的控制系统(所有正常工作的反馈控制系统都是稳定系统) ,要求分析其 稳定性、准确性和快速性,就需要对系统的过渡过程进行分析研究。为了简化分析,在保 证系统安全的条件下,只对一些典型的扰动形式引起的过渡过程进行分析,其中最常用的 是阶跃输入。阶跃输入形式简单、容易产生,便于分析、计算和进行试验。阶跃输入形式简单、容易产
2、生,便于分析、计算和进行试验。3、什么是零点迁移?什么情况下零点迁移? 答:(1)抵消固定压差实现零点对齐的措施称为“零点迁移” 。(2)零点迁移其实质是改变测量仪表的零点,同事改变了测量范围的上、下限。如果 固定压差为负则需负迁移,如果固定压差为正则需正迁移。4、控制仪表的发展有哪些阶段? 答:第一阶段为基地式控制仪表;第二阶段为单元组合式控制仪表; 第三阶段为以微处理器为中心的控制仪表。5、基本控制规律是什么?有哪些基本控制?各自有什么特点?为什么积分控制、微分控制 不能单独使用? 答:(1)基本控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。(2)比例控制(P) 、比例积分控制(P
3、I) 、比例微分控制。(3)控制器的比例度 P 越小,它的放大倍数 Kp 越大,它将偏差放大的能力越强、 控制力也越强,反之亦然;存在余差是比例控制的缺点。积分时间 TI越小,积分作用越强,反之积分之间 TI越弱;积分控制器组成控 制系统可以达到无余差。TD为微分时间常数,TD越大,微分作用越强,TD等于零时,微分作用消失; 微分的特点是能起到超前控制的作用。(4)积分作用输出信号的变化速度与偏差 e 及 1/TI成正比,但其控制作用是随着时 间累计才逐渐增强的,控制动作缓慢,控制不及时,因此积分作用一般不单独使用,常常 把比例与积分组合使用。当偏差存在但不变化时,控制作用为零,因此微分作用不
4、能单独使用,必须和比 例作用组合使用。6、过程控制系统设计可分为几个步骤? 答:(1)熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标;(2)建立被控过程的数学模型;(3)控制方案的确定;(4)控制设备选型;(5)试验(或仿真)验证。7、串级控制系统的特点? 答:在系统结构上,船及控制系统有两个闭合回路:主回路和副回路,主、副调节器串联 工作;主调节器输出作为副调节器设定值,系统通过副调节器输出控制执行器动作,实现 对主参数的定值控制。串级系统的主回路是定值控制系统、副回路是随动控制系统,通过 他们的协调工作,使主参数能够准确地控制在工艺规定的范围之内。8、前馈控制的特点? 答:(1)前馈控制器是
5、“按扰动来消除扰动对被控参数的影响” ,又称“扰动补偿” ;(2)前馈控制是开环控制;(3)前馈控制器的控制规律由过程特性决定,不同的过程特性,其控制规律不同;(4)一个前馈控制通道只能一直一个扰动对被控参数的影响。9、前馈控制的局限性? 答:(1)在实际工业过程中的干扰很多; (2)决定前馈控制器控制规律的是被控过程的动特性 Gf(s) 、Go1(s)调节阀 Gv(s) ,而他们的精确表达式是很难得到的。10、比值控制系统的种类?他们的优缺点? 答:(1)开环比值控制系统优点:结构简单、投资少。缺点:该系统富流量无抗干扰能力。(2)单闭环比值控制系统优点:不但能实现副流量跟随主流量变化,而且
6、可以克服副流量本身干扰对 比值的影响。缺点:主流量不受控制。(3)双闭环比值控制系统优点:增强主流量抗干扰能力,使之变得比较平稳,升降负荷比较方便。缺点:结构比较复杂,使用的仪表较多,系统投运、维护比较麻烦。(4)变比值控制系统二二 、知识点、知识点第第 1 章章 绪论绪论1、过程控制通常是指连续生产过程的自动控制,是自动化技术最重要的组成部分之一。 2、过程控制系统 = 检测和控制仪表 + 被控过程3、过程控制系统分类:(1)按设定值的形式不同划分:定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。(2)按系统结构特点划分:反馈控制系统、前馈控制系统、前馈反馈复合控制系统。4、系统从原来的平衡状态,
7、经过动态过程到达新的平衡状态的动态经历为控制系统的过渡 控制。 5、定值控制系统过渡过程有 4 种基本形式:单衰减过程、振荡衰减过程、等幅振荡过程、 振荡发散过程。 6、控制系统的性能指标:是指系统克服扰动造成的偏差而回到设定值的快速性、准确性和 平稳性。第第 2 章章 检测仪表检测仪表7、热电动势:两根不同的导体(或半导体)A、B 组成闭合回路,当 A、B 相接的两个接 点温度不同时,则在回路中产生一个电动势,称为热电动势。 8、压力:是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。* 9、差压:两未知压力之差,称为差压。 10、表压:一般是指被测压力与大气压力之差,称为表压。* 11、真空
8、度(负压):如果被测压力低于大气压力,则被测压力与大气压力之差值称为负 压或真空度。* 12、测量压力、压差或真空度的仪表很多,按其转换原理的不同,大致可分为四大类:液 柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计、活塞式压力计。 13、弹性式压力计在使用时,为保证测量精度和弹性元件的使用寿命,被测压力下限应不 低于量程的 1/3;上限应不高于量程的 3/4(被测压力变化缓慢时)或 2/3(被测压力变化 频繁时) 。 14、差压式(也称节流式)流量计是基于流体流动的节流原理,利用流体流经节流装置时 产生的压力差而实现流量测量的。15、零点迁移:抵消固定压差实现零点对齐的措施称为“零点迁移” 。第第
9、3 章章 控制仪表控制仪表16、基本控制种类:比例控制、比例积分控制、比例微分控制。 17、余差是比例控制的缺点。 18、微分的特点是能起到超前控制的作用。 19、积分作用一般不单独使用,常常把比例与积分组合使用。 20、微分作用不能单独使用,必须和比例作用组合使用。 21、DDZ-3 型仪表采用国际电工委员会(IEC)推荐的统一信号标准,现场传输信号为 DC420mA,控制室联络信号为 DC15V。第第 4 章章 执行器及安全栅执行器及安全栅22、气动调节阀由执行机构和调节机构(阀)两部分组装而成。 23、调节阀的流量大小不仅与阀的开度有关,还和阀的前后的压差高低有关。 24、阀门的固有流量
10、特性:直线流量特性、等百分比(对数)流量特性、快开特性。 25、安全火花防爆仪表和安全栅是构成安全火花防爆系统的二要素。第第 5 章章 被控过程的数学模型被控过程的数学模型26、建立被控数学模型的基本方法有二种,即机理法和实验测试法。 27、在扰动作用破坏其平衡工况后,被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特 性,称为自衡特性。第第 6 章章 简单控制系统的设计与参数鉴定简单控制系统的设计与参数鉴定28、LT:液位变送器 LC:液位控制器 TT:温度变送器 TC:温度控制器 FC:流量控制器 29、生产中希望借助控制系统保持恒定值(或按一定规律变化)的参数称为被控参数,也 称被控变量。
11、30、在控制系统中,把用来克服干扰对被控参数的影响,实现控制作用的变量称为控制变 量(也称操纵变量) 。 31、当控制变量选定以后,其他所有未被选中的变量均被视为系统的干扰。 32、控制变量选择的一般原则:(1)控制变量应是可控的。(2)控制变量一般应比其他干扰对被控参数的影响灵敏。为此,应通过合理选择控制 变量,使控制通道的放大系数 K0大,时间常数 T0小,纯滞后时间0越小越好。(3)为使干扰对被控参数的影响小,应使干扰通道的放大系数 Kf尽可能小、时间常数 Tf尽可能大。扰动引入系统(控制通道)的位置要远离被控参数,尽可能靠近调节阀(控 制器) 。(4)被控过程存在多个时间常数,在选择设
12、备及控制参数时,应尽量使时间常数错开,使其中一个时间常数比其他时间常数大很多,同时注意减小其他时间常数。(5)在选择控制变量时,除了从提高控制品质的角度考虑外,还要考虑工艺的合理性 与生产效率及生产过程的经济性。 33、 (1)正作用:当设定值不变时,随着测量值的增加,调节器的输出也增加,则称为 “正作用”方式;同样,当测量值不变,设定值减小时,调节器输出增加,称为“正作用” 方式。 (即输入增加,输出也增加。 )(2)反作用:反之,如果测量值增加或设定值减小,调节器输出减小,则成为“反作 用”方式。 (即输入增加,而输出减少。 ) 34、简单控制系统参数整定,就是通过一定的方法和步骤,确定系统处于最佳过渡过程时, 调节器比例度 P,积分时间 Ti 和微分时间 Td 的具体数值。第第 7 7 章章 复杂控制系统复杂控制系统35、串级控制系统的特点:在系统结构上,串级控制系统有两个闭合回路:主回路和副回路,主、副回路调 节器串联工作;主调节器输出作为副调节器设定值,系统通过副调节器输出控制执行器动 作,实现对主参数的定值控制。 36、前馈控制特点:开环控制、一个前馈控制通道只能抑制一个干扰对被控参数的影响。