過程掌握工程復習資料一、填空題1．過程掌握系統(tǒng)一般由掌握器、執(zhí)行器、被控過程或被控對象、測量變送器等環(huán)節(jié)組成。2、調(diào)整閥按能源不同分為三類：氣動調(diào)整閥、電動調(diào)整閥、液動調(diào)整閥。3統(tǒng)。按給定值特點分類可分為三類：定值掌握系統(tǒng)、隨動掌握系統(tǒng)、程序掌握系統(tǒng)。4、過程掌握系統(tǒng)方案設計的根本要求是：安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟。5、過程數(shù)學模型的求取方法有三種，分別是：機理法建模、系統(tǒng)區(qū)分法建模、混合法〔機理分析+系統(tǒng)區(qū)分〕建模。6、抱負流量特性有四類，分別是直線、對數(shù)、拋物線、快開。78、掌握器參數(shù)整定法有：閱歷法、臨界比例度法、衰減振蕩法、響應曲線法。9、依據(jù)實踐閱歷的總結覺察，除少數(shù)無自平衡的對象以外，大多數(shù)對象均可用一階、二階、以將全部的對象的動態(tài)特性都簡化為一階加純滯后的形式，用傳遞函數(shù)可以表示為：〔〕。其中K表示對象的靜態(tài)放大系數(shù)，T表示對象的時間常數(shù)，表示純滯后時間。10、調(diào)整器的比例度δ越大，則放大倍數(shù)Kc越平穩(wěn)，但余差也越大。積分時間Ti越小，則積分速度越大，積分特性曲線的斜率越大，積分作用越強，消退余差越快，微分時間Td越大，微分作用越強。11節(jié)的；前者是閉環(huán)調(diào)整，后者是開環(huán)調(diào)整。承受前饋-反響調(diào)整的優(yōu)點是利用前饋調(diào)整的準時性和反響調(diào)整的靜態(tài)準確性。12、防止幾分飽和有哪三種方法：限幅法、外反響法、積分切除法。13、測量變送器的要求：準確、快速、牢靠。14二、選擇題1、以下掌握系統(tǒng)中，哪些是開環(huán)掌握(C)，哪些是閉環(huán)掌握〔ABD〕A、定值掌握 B、隨動掌握 C、前饋掌握 D、程序掌握2、對某PI掌握系統(tǒng)，為了防止積分飽和，實行以下措施，問哪一條是不起作用的〔D〕C、承受凹凸阻幅器 B、承受調(diào)整器外部積分反響法C、承受PI-P調(diào)整器 D、承受PI-D調(diào)整器3〔如均為二階對象〕PI器，乙承受P〔A〕A、甲系統(tǒng)振蕩程度比乙系統(tǒng)猛烈B、乙系統(tǒng)振蕩程度比甲系統(tǒng)猛烈C、甲乙兩系統(tǒng)的振蕩程度一樣4:〔C〕A〔時間常數(shù)T〕，容量滯后τc和純滯后τ0Bτ0C〔時間常數(shù)T〕，容量滯后τc5、分程調(diào)整系統(tǒng)常要加裝〔C〕來到達分程的目的。A、調(diào)整器 B、變送器 C、閥門定位器6、在選擇性調(diào)整系統(tǒng)中防積分飽合一般承受〔B〕方法。A、限幅法 B、外反響法 C、積分切除法7、調(diào)整系統(tǒng)在純比作用下已整定好，參加積分作用后，為保證原穩(wěn)定度，此時應將比例度〔A〕。A、增大 B、減小 C、不變8、成分、溫度調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔C〕。A、PI B、PD C、PID9、流量、壓力調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔A〕。A、PI B、PD C、PID10、液位調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔D〕。A、PI B、PD C、PID D、P11、要消退系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，調(diào)整系統(tǒng)的調(diào)整規(guī)律，通常選用〔A〕。A、PI B、PD C、P12T和放大系數(shù)K么時間常數(shù)T〔A〕。A、甲大于乙B、乙大于甲C、甲乙相等13T和放大系數(shù)K象，其甲的截面積大于乙的截面積，假定流入和流出側的閥門、管道尺寸及配管均一樣,放大系數(shù)K〔B〕。A、甲大于乙B、乙大于甲C、甲乙相等14.請判定圖所示溫度調(diào)整系統(tǒng)中，調(diào)整閥和調(diào)整器的作用型式。、當物料為溫度過低時易析出結晶顆粒的介質，調(diào)整介質為過熱蒸汽時；〔A〕A.氣關調(diào)整閥，正作用調(diào)整器B.氣開調(diào)整閥，反作用調(diào)整器C.氣開調(diào)整閥，正作用調(diào)整D.氣關調(diào)整閥，反作用調(diào)整器、當物料為溫度過高時易結焦或分解的介質，調(diào)整介質為過熱蒸汽時；〔B〕15串級掌握系統(tǒng)投遠應實行先把副回路掌握器投入自動后把主回路投入自動且必需保證 切換原則〔C〕A、主 B、副 C、無擾動 D、手動16為了避開設定值變化引起微分突跳提出了微分先行的概念所謂微分先行是指掌握器的微分局部移到 通道中〔B〕A、前饋 B、反響 C、開環(huán) D、閉環(huán)17、分程掌握是指用一臺掌握器輸出去操縱幾只閥門，并且是按輸出信號的〔B〕A、一樣區(qū)間去操縱不同的閥門 B、不同區(qū)間去操縱不同的閥門C、一樣區(qū)間去操縱一樣的閥門 D、不同區(qū)間去操縱一樣的閥門三、簡答題1、何謂掌握系統(tǒng)的投運與整定，有哪幾種常見的工程整定方法？答：所謂掌握系統(tǒng)的投運就是將系統(tǒng)從手開工作狀態(tài)切換到自開工作狀態(tài)。所謂掌握系統(tǒng)的整定，就是對與一個已經(jīng)設計好并安裝就緒的掌握系統(tǒng)，通過掌握器參數(shù)〔δ，Ti,Td〕的調(diào)整，使得系統(tǒng)過渡過程到達最為滿足的質量。常見的工程整定方法有：閱歷法、臨界比例度法、衰減振蕩法、響應曲線法〔生疏各種整定方法步驟。附：閱歷法整定步驟：依據(jù)先比例、后積分、再微分的挨次整定。、Ti=∞,Td=0，δ4:1，且靜差較小，假設能滿足要求，則用比例掌握即可。假設靜差不能滿足要求，則需加積分環(huán)節(jié)：比例度δ10-20%，由大到小調(diào)整Ti,在保持動態(tài)特性的根底上，減小或消退誤差。假設動態(tài)特性不能滿足要求：由小到大調(diào)整Td，同時適當調(diào)整δTi。臨界比例度法整定掌握參數(shù)的步驟：在系統(tǒng)閉環(huán)的狀況下，將掌握器積分時間放到最大，微分時間最小，比例度適當；使得比例度由大到小漸漸轉變，每轉變一次，施加干擾，觀看被控變量的變化狀況，直到消滅等幅振蕩，此時的比例度為臨界比例度，臨界振蕩的周期為臨界周期；依據(jù)閱歷公式查表，得到適當?shù)腜ID參數(shù)；把查表所得參數(shù)放入掌握器，適當微調(diào)，直到過渡過程滿足為止。2、什么是生產(chǎn)過程的硬保護軟保護措施，與硬保護措施相比，軟保護措施有什么優(yōu)點？答：硬保護措施：參數(shù)到達第一極限時報警，設法排解故障，假設沒有準時排解故障，參數(shù)就會到達更嚴峻的其次極限，經(jīng)聯(lián)鎖裝置動作，自動停車。是通過一個特定設計的自動選擇性掌握系統(tǒng)的，這樣可以削減由于停車而帶來的巨大經(jīng)濟損失。3、什么是前饋掌握系統(tǒng)？它有什么特點？答：按擾動變化大小進展掌握的系統(tǒng)稱為前饋掌握系統(tǒng)。主要特點有：、前饋掌握系統(tǒng)是基于不變性原理工作的，比反響掌握準時、有效；、前饋掌握屬于開環(huán)掌握系統(tǒng)；、前饋掌握使用的是有對象特性確定的“專用”掌握器；、一種前饋只能抑制主要的、可測不行控的擾動。4、串級掌握系統(tǒng)在選擇實施方案時，應考慮哪些問題？1〕所選用的儀表信號必需匹配；所選用的副掌握器必需具有外給定的輸入接口；在選擇實施方案，應考慮是否增加一只切換開關，作“串級”與“主控”的切換之用；實施方案應力求有用，少花錢多辦事；實施方案應便于操作。5、串級掌握系統(tǒng)設計原則是什么？1〕在單回路掌握下不能滿足要求的狀況下，可以考慮承受串級掌握；具有能夠檢測的副變量，且主要干擾應當包括在副回路中；副對象的滯后不能太大，以保持副回路的快速響應性能；將對象中具有顯著非線性或時變特性的局部歸于副對象中；考慮主、副對象時間常數(shù)的匹配，防止“共振”發(fā)生；〔5〕考慮方案的經(jīng)濟性和工藝的合理性。6、串級掌握系統(tǒng)有哪些特點？主要使用在哪些場合？1〕在系統(tǒng)構造上，它是由兩個串接工作的掌握器構成的雙閉環(huán)掌握系統(tǒng)；系統(tǒng)的目的在于通過設置副變量來提高對主變量的掌握質量，改善動態(tài)特性；由于副回路的存在，對進入副回路的干擾有超前掌握的作用，因而削減了干擾對主變量的影響；系統(tǒng)對負荷轉變時有肯定的自適應力量。較高的場合。7、均勻掌握系統(tǒng)的目的和特點是什么?構造上無特別性23〕前后相互聯(lián)系又相互沖突的兩個變量應保持在允許的范圍內(nèi)。8、簡述均勻掌握系統(tǒng)的掌握方案。純比例作用，且比例度很大，必要時才引入少量的積分作用。9、什么是分程掌握系統(tǒng)？主要應用在什么場合？閥都只在掌握器的某段信號范圍內(nèi)工作。主要應用場合有：用于擴大掌握閥的可調(diào)范圍，改善掌握品質；用于掌握兩種或兩種以上不同的介質流量，以滿足工藝生產(chǎn)要求；用作生產(chǎn)安全的防護措施。10、什么是掌握器的“積分飽和”現(xiàn)象？產(chǎn)生積分飽和的條件是什么？最大或者降低到最小。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的條件有三個：掌握器具有積分作用；掌握器處于開環(huán)工作狀態(tài)，其輸出沒有被送往執(zhí)行器；掌握器的輸入偏差信號長期存在。在選擇性掌握系統(tǒng)中，沒有被選擇器選中的掌握器就有可能產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象。11、什么叫比值掌握系統(tǒng)？具體類型有哪些？系統(tǒng)〔開環(huán)比值、單閉環(huán)比值和雙閉環(huán)比值、變比值掌握系統(tǒng)。12、怎樣選擇串級掌握系統(tǒng)中主、副掌握器的掌握規(guī)律？〔理解與運用〕一般是不需要的。13、被控對象、調(diào)整閥、調(diào)整器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？〔理解和運用〕調(diào)整閥：氣開閥為正作用，氣關閥為反作用。的調(diào)整器為正作用；反之，調(diào)整器的輸出信號隨偏差的增加而減小的稱為反作用。14、簡述比值掌握系統(tǒng)中主動量與從動量的選擇原則〔理解與運用〕1〕生產(chǎn)中主要物料為主動量，其他物料為從動量；假設兩種物料中，一種是可控的，另一種是不行控的，則應選不行控的為主動量，可控的為從動量；假設兩種物料中一種供給不成問題，而另一種物料可能供給缺乏，此時可選用缺乏的物料為主動量；關系到生產(chǎn)安全時，此時需把失控后減量易發(fā)生安全事故的物料定為主動量。15、簡述氣開閥與氣關閥的選擇原則〔運用〕1〕從安全生產(chǎn)動身，信號中斷時應保證設備和操作人員的安全；考慮介質特性；考慮削減經(jīng)濟損失。16、簡述回路判別法確定掌握器正反作用的步驟〔運用〕1〕依據(jù)掌握閥開閉形式選擇原則確定掌握閥增益特性；變送器增益特性一般為正；確定掌握器增益特性，從而確定其正反作用。17、什么是比例、積分、微分、調(diào)整規(guī)律？在自動掌握中起什么作用？〔運用〕答：比例調(diào)整依據(jù)“偏差的大小”來動作，它的輸出與輸入偏差的大小成比例。比例調(diào)整準時δ來表示作用的強弱，δ越小，調(diào)整作用越大，比例作用太強時，會引起振蕩。調(diào)整時間。它用積分時間T來表示其作用的強弱，T越小，積分作用越強，但積分作用太強時，也會引起振蕩。〔但不能消退Td來表示其作用的強弱，TdTd太大，也會引起振蕩。18、在什么場合下選用比例、比例積分、比例積分微分調(diào)整器？〔運用〕〔需要消退干擾引起的的余差〔時間常數(shù)不是太大而被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差的調(diào)整系統(tǒng)。比例積分微分調(diào)整規(guī)律適用于容量滯后較大、純滯后不太大、不允許有余差的對象。四、分析題1、如下圖，為某精餾塔的塔頂掌握方案，試分析答復以下問題：、該方案屬于什么掌握系統(tǒng)，其掌握目的是什么；、畫出系統(tǒng)方塊圖；、為保證精餾塔的正常操作，回流液不允許中斷，試確定調(diào)整閥的氣開、氣關型式；、確定調(diào)整器ＴＣ和ＦＣ的正反作用?！玻绷恳蟆?、方塊圖如以下圖所示、氣關型。、TC為正作用、FC為正作用。2、如下圖壓縮機分程掌握系統(tǒng)中，正常工況時，通過調(diào)整器V1的開度掌握吸入罐的壓力V1V1minV1到達最小開度時假設吸入罐的壓力仍不能恢復，則翻開旁路掌握閥V2，試確定壓力調(diào)整器的正反作用方式，畫出調(diào)節(jié)器輸出與閥開度的關系曲線。答：PC反作用；V1氣關閥，V2氣開閥。3、圖示為一鍋爐燃燒系統(tǒng)蒸汽壓力與燃燒管線壓力選擇性掌握系統(tǒng)。其中燃料壓力掌握使為了防止壓力過高產(chǎn)生“脫火”事故而設置的，蒸汽壓力掌握則是依據(jù)用戶所需蒸汽壓力而設置的。假設改系統(tǒng)中所選擇掌握閥為氣閉閥，試分析。各掌握器的正反作用；選擇器的類型；畫出系統(tǒng)方塊圖1〕掌握器均為正作用選擇器為高值選擇器。方塊圖4、圖示為某管式加熱爐原油出口溫度分程掌握系統(tǒng)，兩分程閥分別設置在瓦斯氣和燃料油氣量缺乏以供給所需熱量時作為補充。依據(jù)上述要求確定：1〕A、B兩掌握閥的開閉形式及每個閥的工作信號段〔假定分程點為0.06MPa〕；2〕確定掌握器的正、反作用；3〕畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并簡述該系統(tǒng)的工作原理。答：1〕A、B均為氣開式A：0.02~0.06MPa；B：0.06~0.10MPa掌握器為“反作用”系統(tǒng)方塊圖工作原理：〔1〕A閥翻開工作，B關閉；〔2〕當出口溫度低于設定溫度時，A和B閥同時工作。5、P1126-7方塊圖如下所示：GGｍｐ(s)Ｐｓｐ－GＰｃ(s)－＋＋＋ＬＳG (s)ＴvG (s)pGＴ(s)－ＴGＴｃ(s)ｓｐ－＋GｍＴ(s)兩個調(diào)整器均為反作用。6、P1126-81〕兩個閥門均為氣關閥。調(diào)整器為反作用。如以下圖所示。１００閥開 氣關閥 氣關閥度％００２ ０６ １０7、P775-3〔G(s)=2應當是G(s)=2〕ff v1〕方塊圖如下F(s)F(s)++G(s)ffG(s)pd-+-+++R×-Gc1(s)×Ｇ(s)ｖGTp2(s)G(s)p1-+G(s)h2+G(s)h1〔2〕

G (s)p1求得〔3〕FC反作用，TC反作用。注：此題重在理解前饋、串級掌握，學會畫方塊圖，調(diào)整器正反作用的推斷，計算不會考。8、P111 6-2答：副變量應選為θ

，由于，第一應當將盡量多的干擾都包在副回路中，其次，兩個干擾2進來后，最先影響到的是θ

。假設選擇前一個〔θ2

，其次個干擾沒包括在副回路中，將1會無法消退或者消退滯后，假設選擇后一個〔θ大。方塊圖如下：

，則沒有準時將干擾消退，起到的作用不3FFθ0 0Fθ1 12θQθθθspG(s)G(s)123θ4-c1-c2G(s)vG(s)p21G(s)p22G(s)p13G(s)p14G(s)m2G(s)m19、P1317-6解：由開環(huán)增益陣K求得K-1=相對增益矩陣Λ=K*K-1=對被控變量y2而言，可選用u2作為唯一的輸入。當回路u2-y2斷開時，該系統(tǒng)的增益矩陣K =相對增益矩陣為Λsub1=當回路u2-y2閉合時，對應增益陣為K = 其中sub2取K陣的左上角四個數(shù)計算K ’=11

=0.15取K陣的右上角四個數(shù)計算K ’= =-0.3612取K陣的左下角四個數(shù)計算K ’= =2.2021取K陣的右下角四個數(shù)計算K ’= =122求得Λ =sub2綜合考慮，最適宜的配對為〔，，下面分析各掌握通道的靜態(tài)增益變化。1loop1的影響：Loop2，loop3斷開時，loop1的靜態(tài)增益 ；Loop2斷開，loop3閉合時，loop1的靜態(tài)增益為；Loop2閉合，loop3斷開時，loop1的靜態(tài)增益為；Loop2閉合，loop3閉合時，loop1的靜態(tài)增益為；2loop2的影響：Loop1，loop3斷開時，loop2的靜態(tài)增益 ；Loop1斷開，loop3閉合時，loop2的靜態(tài)增益為 ；Loop1閉合，loop3斷開時，loop2的靜態(tài)增益為；Loop1閉合，loop3閉合時，loop2的靜態(tài)增益為；3loop3的影響：Loop1斷開，loop2斷開時，loop3的靜態(tài)增益為1；Loop1斷開，loop2閉合時，loop3的靜態(tài)增益為；Loop1閉合，loop2斷開時，loop3的靜態(tài)增益為；Loop1閉合，loop2閉合時，loop3的靜態(tài)增益為；注：解耦問題重在相對增益矩陣的計算，變量配對和解耦的方法，是必考內(nèi)容，盡管此題沒有涉及解耦方法。10、雙輸入雙輸出耦合系統(tǒng)如下圖。RR(s)-1G(s)c1U(s)132s1Y(s)119s1-1.53s1R(s