過(guò)程控制-習(xí)題與答案

1、第1章緒論緒論思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題11過(guò)程控制有哪些主要特點(diǎn)？為什么說(shuō)過(guò)程控制多屬慢過(guò)程參數(shù)控制？解答：1控制對(duì)象復(fù)雜、控制要求多樣2.控制方案豐富3控制多屬慢過(guò)程參數(shù)控制4定值控制是過(guò)程控制的一種主要控制形式5過(guò)程控制系統(tǒng)由規(guī)范化的過(guò)程檢測(cè)控制儀表組成12什么是過(guò)程控制系統(tǒng)？典型過(guò)程控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？解答：過(guò)程控制系統(tǒng)：過(guò)程控制系統(tǒng)：一般是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)控制系統(tǒng)的變量是溫度、壓力、流量、液位、成份等這樣一些變量的系統(tǒng)。

2、組成：控制器，被控對(duì)象，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，檢測(cè)變送裝置。13簡(jiǎn)述被控對(duì)象、被控變量、操縱變量、擾動(dòng)（干擾）量、設(shè)定（給定）值和偏差的含義？解答：被控對(duì)象自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備或機(jī)器等。被控變量被控對(duì)象內(nèi)要求保持設(shè)定數(shù)值的工藝參數(shù)。操縱變量受控制器操縱的，用以克服擾動(dòng)的影響，使被控變量保持設(shè)定值的物料量或能量。擾動(dòng)量除操縱變量外，作用于被控對(duì)象并引起被控變量變化的因素。設(shè)定值被控變量的預(yù)定值。偏差被控變量的設(shè)定值與實(shí)際值

3、之差。14按照設(shè)定值的不同形式過(guò)程控制系統(tǒng)可分為哪幾類(lèi)？解答：按照設(shè)定值的不同形式又可分為:1定值控制系統(tǒng)定值控制系統(tǒng)是指設(shè)定值恒定不變的控制系統(tǒng).定值控制系統(tǒng)的作用是克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響使被控變量最終回到設(shè)定值或其附近.以后無(wú)特殊說(shuō)明控制系統(tǒng)均指定值控制系統(tǒng)而言.2.隨動(dòng)控制系統(tǒng)隨動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)定值是不斷變化的.隨動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是使被控變量能夠盡快地準(zhǔn)確無(wú)誤地跟蹤設(shè)定值的變化而變化3.程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)的設(shè)定值也是變化的，

4、但它是一個(gè)已知的時(shí)間函數(shù)，即設(shè)定值按一定的時(shí)間程序變化。15什么是定值控制系統(tǒng)解答：在定值控制系統(tǒng)中設(shè)定值是恒定不變的，引起系統(tǒng)被控參數(shù)變化的就是擾動(dòng)信號(hào)。16什么是被控對(duì)象的靜態(tài)特性？什么是被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性？為什么說(shuō)研究控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)比其靜態(tài)更有意義？解答：被控對(duì)象的靜態(tài)特性：穩(wěn)態(tài)時(shí)控制過(guò)程被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系稱(chēng)為靜態(tài)特性。被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性：。系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系即為控制過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性。在自動(dòng)化工

5、作中，了解、研究控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)比其靜態(tài)更為重要。因?yàn)樵谏a(chǎn)過(guò)程中，干擾是客觀存在的，是不可避免的。在擾動(dòng)引起系統(tǒng)變動(dòng)后，就需要通過(guò)控制裝置不斷地施加控制作用去消除干擾作用的影響，使被控變量保持在工藝生產(chǎn)所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)上，以滿足過(guò)程控22解答：1）目的：設(shè)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)及整定控制參數(shù)；○1指導(dǎo)生產(chǎn)工藝及其設(shè)備的設(shè)計(jì)與操作；○2對(duì)被控過(guò)程進(jìn)行仿真研究；○3培訓(xùn)運(yùn)行操作人員；○4工業(yè)過(guò)程的故障檢測(cè)與診斷?！?2）要求：總的原則一是盡量簡(jiǎn)單，二

6、是正確可靠。階次一般不高于三階，大量采用具有純滯后的一階和二階模型，最常用的是帶純滯后的一階形式。2222簡(jiǎn)述建立對(duì)象的數(shù)學(xué)模型兩種主要方法。簡(jiǎn)述建立對(duì)象的數(shù)學(xué)模型兩種主要方法。22解答：一是機(jī)理分析法。機(jī)理分析法是通過(guò)對(duì)對(duì)象內(nèi)部運(yùn)動(dòng)機(jī)理的分析，根據(jù)對(duì)象中物理或化學(xué)變化的規(guī)律(比如三大守恒定律等)，在忽略一些次要因素或做出一些近似處理后推導(dǎo)出的對(duì)象特性方程。通過(guò)這種方法得到的數(shù)學(xué)模型稱(chēng)之為機(jī)理模型，它們的表現(xiàn)形式往往是微分方程或代數(shù)方程

7、。二是實(shí)驗(yàn)測(cè)取法。實(shí)驗(yàn)測(cè)取法是在所要研究的對(duì)象上，人為施加一定的輸入作用，然后，用儀器測(cè)取并記錄表征對(duì)象特性的物理量隨時(shí)間變化的規(guī)律，即得到一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)曲線。然后對(duì)這些數(shù)據(jù)或曲線進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，求取對(duì)象的特性參數(shù)，進(jìn)而得到對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。512512何為測(cè)試法建模？它有什么特點(diǎn)？何為測(cè)試法建模？它有什么特點(diǎn)？23解答：1）是根據(jù)工業(yè)過(guò)程輸入、輸出的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行某種數(shù)學(xué)處理后得到數(shù)學(xué)模型。2）可以在不十分清楚內(nèi)部機(jī)理的情況下，

8、把被研究的對(duì)象視為一個(gè)黑匣子，完全通過(guò)外部測(cè)試來(lái)描述它的特性。2323描述簡(jiǎn)單對(duì)象特性的參數(shù)有哪些描述簡(jiǎn)單對(duì)象特性的參數(shù)有哪些各有何物理意義各有何物理意義23解答：描述對(duì)象特性的參數(shù)分別是放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間。?放大系數(shù)K放大系數(shù)K在數(shù)值上等于對(duì)象處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)輸出的變化量與輸入的變化量之比，即輸入的變化量輸出的變化量?K由于放大系數(shù)K反映的是對(duì)象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出和輸入之間的關(guān)系，所以放大系數(shù)是描述對(duì)象靜態(tài)特性的參數(shù)。時(shí)

9、間常數(shù)T時(shí)間常數(shù)是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間?；虍?dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的632％所需時(shí)間。時(shí)間常數(shù)T是反映被控變量變化快慢的參數(shù)，因此它是對(duì)象的一個(gè)重要的動(dòng)態(tài)參數(shù)。滯后時(shí)間滯后時(shí)間是純滯后時(shí)間和容量滯后的總和。??0?c?輸出變量的變化落后于輸入變量變化的時(shí)間稱(chēng)為純滯后時(shí)間，純滯后的產(chǎn)生一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時(shí)間引起的。容量滯后一般是因?yàn)槲?/p>