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1、温习(经过控制)答案温习：看图分析题：1下列图为某控制系统采用I调节时，在不同的积分速度S0下的响应经过。试讲明图示箭头方向代表积分速度S0作何种改变？并总结积分速度S0改变对响应经过影响。1答：图示箭头方向代表积分速度S0作增大改变。增大积分速度将会降低控制系统的稳定程度，直到最后出现发散的振荡经过。积分速度愈大，调节阀的动作愈快，就愈容易引起和加剧振荡，与此同时，振荡频率将愈来愈高，最大动态偏差则愈来愈小。被调量最后都没有偏差，这是I调节器的特点。2下列图为某控制系统采用PD调节时，不同的微分时间TD下的响应经过。试讲明图示箭头方向代表微分时间TD作何种改变？并总结微分时间TD改变对响应经
2、过影响。2答：图示箭头方向代表微分时间TD作减小改变。微分调节动作总是力图抑止被调量的振荡，它有提高控制系统稳定性的作用。适度引入微分动作后，能够允许稍许减小比例带，同时保持衰减率不变。大多是PD控制系统随着微分时间增大，其稳定性提高，表如今能够减少偏差，减少短期最大偏差和提高了振荡频率。但某些特殊系统也有例外，当TD超出某一上限值后，系统反而变得不稳定了。3.对象的阶跃响应曲线如下列图。用一阶惯性环节加纯迟延来近似对象的阶跃响应曲线，试用作图法来辨识系统的传递函数。3.答：uyyk?-=)0()(y(t)uu计算题1对某温度控制系统采用PID调节器。在调节阀扰动量=40%时，测得温度控制对象
3、的阶跃响应特性参数：稳定时温度变化()=30；时间常数T=100s；纯迟延时间=10s。温度变送器量程为0100,且温度变送器和调节器均为DDZ-型仪表。试用动态特性参数法Z-N公式选择PID调节器参数，已知干扰系数F计算公式中的=1.73，试求调节器、TI、TD的刻度值。1解：采用动态特性参数法，按Z-N公式：0.1)(2.1-=TKKc计算等效调节器的等效比例增益，即：)/(%12)10010(30/302.1)(2.110.1CTKKc?=-由于等效调节器用调节器、变送器和调节阀组成，因而：vmccKKKK*=其中变送器转换系数：)/(0100420CmAKm?-=调节阀的转换系数：)/
4、(%4200100mAKm-=这样调节器的比例增益实际值为：124200100010042021*=-?-=vmccKKKK相应的比例带实际值为：%3.81211*=cK调节器积分时间TI的实际值为：(s)200.2)(0.2*0.1*=?=IITTTT调节器微分时间TD的实际值为：(s)55.0)(5.0*0.1*=?=DDTTTT2干扰系数F为：73.273.11)TT(1ID=+=+=F相应的比例带刻度值为：%659.22*=F调节器积分时间TI的刻度值为：(s)326.7*=FTTII调节器微分时间TD的刻度值为：(s)65.13*=DDFTT2已知对象控制通道包括被控对象、测量变送器
5、、调节阀组成阶跃响应曲线数据如12应用稳定边界法选择PI调节器参数、TI。2解：818.2501.200341=-=k567.0)0()4.2()0()()(11*=-=?yyytyty727.0)0()4.2()0()()(22*=-=?yyytyty(sec)2.28(min)47.0)(1ln)(1ln2*1*12=?-?-=tytyttT (sec)34.35(min)589.0)(1ln)(1ln)(1ln)(1ln2*1*2*11*2=?-?-?-?-=tytytyttyt系统数学模型为：seTsKsG-+=1)(频率特性为：jejTKjG-+=1)(由式：0596.018074.
6、12022074.12074.120)(=?=?=?=?-=-crcrcrcrTarctg由式：694.011)(2=?=+crcrcrKTKK所以：17.32.22.2=crcrK2分)(58.89285.085.0sTTcrcrI=?=3对某温度控制系统采用PID调节器。已知：临界比例带cr=30%，临界振荡周期Tcr=40s试用稳定边界法选择PID调节器参数、TI、TD；已知干扰系数F计算公式中的=1.46，试求调节器、TI、TD的刻度值。3解：采用稳定边界法，可得调节器的比例带实际值为：%1.5067.1*=cr调节器积分时间TI的实际值为：)(305.0*sTTcrI=调节器微分时间
7、TD的实际值为：)(5.7125.0*sTTcrD=干扰系数F为：46.246.11)TT(1ID=+=+=F相应的比例带刻度值为：%246.123*=F调节器积分时间TI的刻度值为：(s)195.12*=FTTII调节器微分时间TD的刻度值为：(s)45.18*=DDFTT200cm,且液位变送器和调节阀均为DDZ-型仪表。试将该矩形脉冲响应曲线转换为阶跃响应曲线；用一阶惯性环节加纯迟延近似该对象，试用两点法确定K、T和值t1=120、t2=180；应用特性参数法选择PI调节器参数、TI。4解：将矩形脉冲响应曲线转换为阶跃响应曲线：)()()(11ttytyty?-+=，可得数据如下：6.0
8、301.18=k409.0)0()400()0()()(11*=-=yyytyty696.0)0()400()0()()(22*=-=yyytyty)(254.90)(1ln)(1ln2*1*12stytyttT=?-?-=)(532.72)(1ln)(1ln)(1ln)(1ln2*1*2*11*2stytytyttyt=?-?-?-?-=系统数学模型为：seTsKsG-+=1)(根据Z-N公式：87.112.1)(9.00.1=?=-ccKTKK (s)532.24133.3)(33.3*0.1*=?=IITTTT由于等效调节器由调节器、变送器和调节阀组成，因而：vmccKKKK*=其中变送器转换系数：0200420-=mK调节阀的转换系数：)/(%4200100mAKm-=这样调节器的比例增益实际值为：74.34200100020042087.1*=-?-=vmccKKKK相应的比例带实际值为：%74.261*=cK
