1、36 什么是直接參數(shù)和間接參數(shù)？這兩者有什么關(guān)系？選擇被控參數(shù)應(yīng)遵守哪些基本原則？答：?jiǎn)栴}一：直接參數(shù)是指直接反映生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量的參數(shù)。間接參數(shù)是間接反映產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的參數(shù)。問(wèn)題二：間接參數(shù)與直接參數(shù)有單值的函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。問(wèn)題三：）選擇對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量、安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)具有決定性作用的、可直接測(cè)量的工藝參數(shù)為被控參數(shù)）當(dāng)不能用直接參數(shù)作為被控參數(shù)時(shí)，應(yīng)該選擇一個(gè)與直接參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接參數(shù)作為被控參數(shù)）被控參數(shù)必須具有足夠高的靈敏度）被控參數(shù)的選取，必須考慮工藝過(guò)程的合理性和所使用儀表的性能37 選擇控制參數(shù)時(shí)，為什么要從分析過(guò)程特性入手？為什么選過(guò)程控制通道

2、的放大系數(shù)K0要適當(dāng)大一些，時(shí)間常數(shù)T0要小一些，而擾動(dòng)通道Kf要盡可能小一些，Tf要大？答：?jiǎn)栴}一：在生產(chǎn)過(guò)程中往往有幾個(gè)參數(shù)可作為控制參數(shù)，選擇不同的控制參數(shù)，就相當(dāng)于選擇不同的過(guò)程特性，而過(guò)程的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性直接影響著控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能和暫態(tài)性能。問(wèn)題二：控制通道的靜態(tài)放大系數(shù)K0越大，表示控制作用越靈敏，克服擾動(dòng)的能力越強(qiáng)，控制效果越顯著。時(shí)間常數(shù)T0的大小反映了控制作用的強(qiáng)弱，反映了控制器的校正作用克服擾動(dòng)對(duì)被控參數(shù)影響的快慢。若控制通道時(shí)間常數(shù)T0太大，則控制作用太弱，被控參數(shù)變化緩慢，控制不能及時(shí)，系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，控制質(zhì)量下降，所以希望T0要小一些。擾動(dòng)通道Kf越大

3、則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差也越大，這表示在相同的階躍擾動(dòng)作用下，穩(wěn)態(tài)下被控參數(shù)將偏離給定值越大，這樣顯著地降低控制質(zhì)量，所以選擇Kf要盡可能小一些。時(shí)間常數(shù)Tf的增大，擾動(dòng)作用于控制回路的過(guò)渡時(shí)間加長(zhǎng)，但是由于過(guò)渡過(guò)程乘上一個(gè)1/Tf的數(shù)值，使整個(gè)過(guò)渡過(guò)程的幅值減小Tf倍，從而使其超調(diào)量隨著Tf的增大而減小，因而Tf要大。 39在過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，測(cè)量變送中常遇到的有哪些主要問(wèn)題？怎樣克服或盡量減小純滯后、測(cè)量滯后及信號(hào)傳送遲延問(wèn)題？答：?jiǎn)栴}一：常遇到兩種問(wèn)題：1、有些檢測(cè)和變送器有一定的時(shí)間常數(shù)，將造成所謂的測(cè)量滯后和傳送滯后問(wèn)題；2、有些測(cè)量變送器的阻尼較小，測(cè)量信號(hào)中將疊加大量高頻噪聲信號(hào)，將引

4、起控制質(zhì)量惡化的問(wèn)題。問(wèn)題二：法一，選擇快速的測(cè)量元件（大體上選擇測(cè)量元件的時(shí)間常數(shù)為控制通道的時(shí)間常數(shù)的1/10以下為宜）法二，正確選擇安裝位置，要將檢測(cè)儀表安裝在被控變量的變化反應(yīng)靈敏的位置。法三，正確使用微分單元，可以在檢測(cè)變送器后面使用一塊微分單元，也可以在控制器中使用微分調(diào)節(jié)規(guī)律314一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，在比例控制的基礎(chǔ)上分別增加：適當(dāng)?shù)姆e分作用；適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔?。試?wèn)：（）這兩種情況對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最大動(dòng)態(tài)偏差、余差分別有何影響？（）為了得到相同的系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)如何調(diào)整調(diào)節(jié)器的比例度delta，并說(shuō)明理由。答：?jiǎn)栴}一：在比例控制的基礎(chǔ)上增加適當(dāng)?shù)姆e分作用，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增大了最大

5、動(dòng)態(tài)偏差，動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)變差，消除了余差。在比例控制的基礎(chǔ)上增加了適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔?，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了最大動(dòng)態(tài)偏差，動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)變好，余差有所減小但是不為零。問(wèn)題二：為了得到相同的系統(tǒng)穩(wěn)定性，在增加了積分作用的情況下，delta的值要增大，以彌補(bǔ)積分作用引起的穩(wěn)定性下降；在增加微分作用的情況下，delta的值要減小，因?yàn)槲⒎肿饔玫囊胧沟孟到y(tǒng)的穩(wěn)定性變好。-微分作用規(guī)律對(duì)克服被控對(duì)象的純滯后和容積滯后的效果如何？答：微分作用的大小和被控變量隨著時(shí)間變化的變化率成正比。當(dāng)被控變量的滯后是由于容積滯后造成的，其被控變量隨著時(shí)間的變化率是不為零的，此時(shí)微分作用的輸出也不等于零；當(dāng)被控變量的滯后是

6、由于純滯后引起的，則在純滯后時(shí)間內(nèi)，被控變量隨時(shí)間的變化速度等于零，此時(shí)微分作用的輸出也等于零，相當(dāng)于沒(méi)有作用。因此微分作用可以改善被控對(duì)象由于容積滯后所帶來(lái)的影響，而對(duì)純滯后無(wú)能為力。一個(gè)熱交換器，用蒸汽將進(jìn)入其中的冷水加熱至一定溫度，生產(chǎn)工藝要求熱水溫度應(yīng)保持定值（±攝氏度），試設(shè)計(jì)一個(gè)單回路控制系統(tǒng)。答：1、選擇被控變量：熱水的溫度2、選擇控制參數(shù)：（冷水的流量、加熱蒸汽的流量）3、選擇調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式4、選擇控制器的控制規(guī)律和正反作用5、選擇測(cè)量變送器5、畫出系統(tǒng)流程圖和結(jié)構(gòu)圖、過(guò)程控制的特點(diǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)由被控過(guò)程和過(guò)程檢測(cè)控制儀表組成過(guò)程控制屬于慢過(guò)程是因?yàn)楸豢剡^(guò)程具

7、有大慣性、大滯后等特性過(guò)程控制的最常用的形式是定值控制、過(guò)程控制系統(tǒng)的組成及其分類過(guò)程控制系統(tǒng)的概念掌握從特定的控制系統(tǒng)中指出過(guò)程、檢測(cè)與控制儀表（具體見(jiàn)課后習(xí)題）過(guò)程控制系統(tǒng)的分類、基本概念什么是被控過(guò)程什么是數(shù)學(xué)模型什么是過(guò)程通道、控制通道、擾動(dòng)通道什么是有自衡能力的被控過(guò)程、無(wú)自衡能力的被控過(guò)程什么是試驗(yàn)法建模過(guò)程建模的任務(wù)：確定模型的結(jié)構(gòu)、確定模型結(jié)構(gòu)中的參數(shù)值基本過(guò)程環(huán)節(jié)建模、容器：流量的變化引起容器液位高度的變化、阻力器件：阻力器件一端的壓力大小變化引起阻力器件另一端流量變化、傳輸帶：引起流量純滯后、定量泵：引起非自衡的原因 基本概念：相對(duì)誤差、精度等級(jí)（會(huì)計(jì)算）溫度檢測(cè)儀表：測(cè)溫

8、原理一些使用注意事項(xiàng)（補(bǔ)償導(dǎo)線的要求、補(bǔ)償電橋的原理、熱電阻三線制用法的原理）溫度變送器：辨別零點(diǎn)調(diào)整、零點(diǎn)遷移的特性曲線的區(qū)別；溫度變送器的主要功能模塊掌握三型調(diào)節(jié)器的電路結(jié)構(gòu)，熟悉各功能模塊的硬件設(shè)計(jì)，做到看圖寫功能的程度。、執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩部分組成。、執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照使用能源的不同可分為哪幾類？標(biāo)準(zhǔn)的電壓、氣壓信號(hào)為？、氣動(dòng)執(zhí)行器相當(dāng)于一階慣性環(huán)節(jié)；電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相當(dāng)于比例環(huán)節(jié)；氣動(dòng)執(zhí)行器閥門定位器相當(dāng)于？環(huán)節(jié)。、掌握?qǐng)?zhí)行器的氣開(kāi)氣關(guān)型式、掌握?qǐng)?zhí)行器的流量特性調(diào)節(jié)規(guī)律和控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)的關(guān)系 比例調(diào)節(jié)：縮小偏差；但調(diào)節(jié)后有穩(wěn)態(tài)誤差。積分調(diào)節(jié)：清除穩(wěn)態(tài)誤差；但動(dòng)態(tài)品質(zhì)會(huì)惡化，包括調(diào)

9、節(jié)時(shí)間、上升時(shí)間加長(zhǎng)，超 調(diào)量加大（最大動(dòng)態(tài)偏差增大）。微分調(diào)節(jié)：有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性；增強(qiáng)調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，減小最大動(dòng)態(tài)偏差；它本身對(duì)偏差大小沒(méi)有影響；且易受干擾。PID調(diào)節(jié)：其中P運(yùn)算承擔(dān)主要調(diào)節(jié)任務(wù)，在大偏差 時(shí)，迅速有力地縮小偏差；D運(yùn)算是主要在調(diào)節(jié)起始階段，改善動(dòng)態(tài)品質(zhì)； I運(yùn)算主要是在調(diào)節(jié)結(jié)束階段消除穩(wěn)態(tài)誤差。1、對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)的一般要求2、控制方案的設(shè)計(jì)：性能指標(biāo)的選擇被控參數(shù)的選擇控制參數(shù)的選擇檢測(cè)變送器的選擇執(zhí)行器的選擇控制器的選擇下圖為某被控過(guò)程在階躍輸入下的響應(yīng)曲線，請(qǐng)根據(jù)響應(yīng)曲線的形狀，討論符合該形狀的模型結(jié)構(gòu)，并用作圖法敘述求出其中一種模型的參數(shù)。如下兩圖為某被控對(duì)象在P或者I調(diào)節(jié)規(guī)律作用下的擾動(dòng)輸入下系統(tǒng)輸出曲線，請(qǐng)判斷哪個(gè)圖所示的為P調(diào)節(jié)規(guī)律，并說(shuō)明原因。 如下兩圖為某被控對(duì)象在I調(diào)節(jié)規(guī)律作用下的擾動(dòng)輸入下系統(tǒng)輸出曲線，請(qǐng)判斷哪個(gè)圖所對(duì)應(yīng) 的積分時(shí)間更大，并說(shuō)明原因。如圖所示為一加熱爐溫度控制系統(tǒng),為保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，工藝要求物料的出口溫度恒定在比較嚴(yán)格的一個(gè)值上。請(qǐng)回答如下問(wèn)題： 1) 指出該系統(tǒng)中的被控變量、操縱變量、