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过程控制系统试卷及答案10套
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过程控制与集散系统课后习题答案
4-3，什么是积分饱和，引起它的原因是，如何消除
如果执行机构已经到极限位置，仍然不能消除静差时，由于积分作用，尽管PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行机构已无相应的动作，这就叫积分饱和。
积分饱和产生的条件1、调节器长期处于开环状态2、调节器具有积分控制作用3、调节器输入偏差长期得不到校正
抗积分饱和的措施、限制PI调节器的输出/积分分离法/遇限削弱积分法
4-4一个自动控制系统，在比例控制的基础上分别增加适当的积分、微分作用，问 这两种情况对系统的稳定性、最大动态偏差、余差分别有何影响 为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例带，理由 I作用：稳定性变差，最大动态偏差变大，消除残差。
D作用：稳定性变好，最大动态偏差减小，不能消除残差。
2.I作用：因为积分调节使系统稳定性变差，故可适当增大比例带，减弱比例调节作 2.D作用：因为分微调节使系统稳定性变好，故可适当减小比例带，增强比例调节作
4-5微分动作规律克服被控对象的纯延迟和容积延迟的效果如何，克服外扰如何
纯迟延对象：在延迟时间段由于对象不发生变化，故微分作用在此阶段不起作用。此段时间过后对象的变化速率一定，故微分作用起作用，且强度保持不变。
容积迟延对象：对象从一开始便一直变化，且变化速率不定，顾此阶段内微分作用存在且随时间变化。最后对象不再变化时，微分作用消失，不再起作用。 4-6增大积分时间对控制系统的控制品质有什么影响，增大微分时间呢 增大积分时间TI，稳定性提高、振荡减慢、调节过程减慢、振荡频率降低
适度引入微分动作可以允许稍许减小比例带，TD超出某一上限值后，变得不稳定
umax – umin -----调节器输出信号范围，即控制器输出的工作范围 4-14什么是数字PID位置型控制算法和增量式控制算法
( 1）增量型算法不需做累加，计算误差后产生的计算精度问题，对控制量的计算影响较小。位置型算法用到过去的误差的累加，容易产生较大的累加误差。
（2）增量型算法得出的是控制的增量，不会影响系统的工作。位置型算法的输出是控制量的全部输出，误动作影响大
4-15为什么在计算机控制装置中通常采用增量式PID控制算法 增量式PID控制算法的优点
不累加误差，增量的确定仅与最近几次偏差采样值有关，计算精度对控制量的计算影响较小；
得出的是控制量的增量，误动作影响小；
增量型算法不对偏差做累加，因而也不易引起积分饱和； 易实现手动到自动的无冲击切换。
PID控制的优点
①原理简单，使用方便； ②适应性强；
③鲁棒性强；
控制品质对被控对象特性的变化不大敏感。 ④对模型依赖少。
比例作用是依据___偏差的大小___
来动作的，在系统中起着____稳定被控变量的作用； 积分作用是依据___偏差是否存在___来动作的，在系统中起着__消除余差____的作用； 微分作用是依据____偏差变化速度__来动作的，在系统中起着__超前调节____的作用。
5-1什么是串级控制系统，画出原理图
就是采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵控制阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。
5-2传级控制系统与单回路相比有什么特点
(1) 串级系统由于副回路的存在, 使等效副对象时间常数减小，改善了对象的特性,
使系统工作频率提高。
(2) 串级控制系统有较强的抗干扰能力，特别是干扰作用于副环的情况下,系统的抗干扰能力会更强。
(3) 串级系统具有一定的自适应能力。
5-3举例说明串级控制系统克服干扰的工作过程
如，在整个系统处于稳定状态下，燃料压力突然升高。结果，二次干扰对主变量的影响在副回路中得以克服。若，二次干扰对主变量的影响较强，则通过主回路进一步加以抑制。
5-9参数整定计算题
整定参数的方法可分为以下三种： 逐步逼近法、一步整定法、两步整定法
6-1比值控制系统的结构形式有几种，以及各自工作过程
以实现两个或两个以上物料保持一定比例关系为目的的控制系统。
开环比值控制
单闭环比值控制
双闭环比值控制
变比值控制
6-6为什么4:1整定方法不适合比值控制系统
单闭环比值控制系统、双闭环的副流量回路、变比值回路均为随动控制系统，希望副流量跟随主流量变化，始终保持固定的配比关系。出现4：1振荡时，固定配比关系不能保证。
6-8设置均匀控制的目的是什么，特点？
使两个有关联的被控变量在规定范围内缓慢地、均匀地变化，前后设备在物料的供求上相互兼顾、均匀协调的系统。
两被控变量都是变化的
两个被控变量的调节过程是缓慢的
两个被控变量的变化在工艺允许的范围内 6-10均匀控制的与单回路系统有何异同
单：一对一控制咯，不是正作用就是反作用。响应快，效果好。环节少，故障少。
7-1前馈控制与反馈控制各自特点？在前馈中，如何达到全补偿？静态和动态前馈的联系和区别 反馈控制
按被控量的偏差进行控制，即控制器的输入是被控量的偏差。
所以，反馈控制作用期间系统是偏离设定值的，即被控量是受扰动影响的。 前馈控制
按扰动量的变化进行控制，即控制器的输入是扰动量。
“前馈”的意思：根据扰动量的大小（而非被控量反馈后得到的偏差）来直接改变控制量，以抵消或减小扰动对被控量的影响。
7-2前馈控制有哪些结构形式，工业控制中为什么很少单独使用前馈控制，而选用前馈-反馈控制系统。 单纯的前馈控制
只能对指定的扰动量进行补偿；
对指定的扰动量，由于环节或系统数学模型的简化、工况的变化以及对象特性的漂移等，也很难实现完全补偿。 前馈—反馈控制
前馈控制器用来消除主要扰动量的影响；
反馈控制器则用来消除前馈控制器不精确和其它不可测干扰所产生的影响。
7-3设计前馈控制器 7-4
8-1常用的解耦设计方法有，各自优缺点 前馈补偿解耦法/
反馈解耦法/解耦器通常配置在反馈通道上，而不是配置在系统的前向通道上。 对角阵解耦法/它要求被控对象特性矩阵与解耦环节矩阵的乘积等于对角阵。 单位阵解耦法/要求被控对象特性矩阵与解耦环节矩阵的乘积等于单位阵
采用不同的解耦方法都能达到解耦的目的，采用单位阵解耦法的优点更突出。对角阵解耦法和前馈补偿解耦法得到的解耦效果和系统的控制质量是相同的，这两种方法都是设法解除交叉通道，并使其等效成两个独立的单回路系统
单位阵解耦法，除了能获得优良的解耦效果之外，还能提高控制质量，减少动态偏差，加快响应速度，缩短调节时间。 8-2求相对增益矩阵 8-3求相对增益
8-4设计调节器-解耦环节的参数 8-6耦合矩阵 8-7
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过程控制系统与仪表 课后答案
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