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填空1 前馈控制一般有四种结构形式，分别为：（ ），（ ），（ ），（ ）。2 工业上PID控制器一般可以分为四类，分别为：（ ），（ ），（ ），（ ）。（1） Smith预估补偿控制对给定值的跟随效果比对干扰量的抑制效果要好（ ） (2) 在PID控制中，若系统震荡剧烈，则应加大积分信号（ ） （3） 在PID控制中，为了提高系统的响应速度，则应加大比例信号（ ） （4） 在控制系统中，控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱（ ） （5） 增量型PID算式仅仅是计算方法上的改进，并没有改变位置型PID算式的本质（ ） （6） 串级控制系统的主回路可以看成是一个定值控制系统（ ）（7） 在模糊控制中，隶属度函数值一般不会大于1 （ ） （8） 在解耦控制中，若矩阵的元素越接近1，表示相关通道受耦合的影响越小（ ） （9） 在选择性控制中，总有一个控制器（调节器）处于开环状态 （ ）(10) 分程控制本质上是一个单回路控制系统 （ ）(10) 均匀控制结构上与单回路控制系统完全相同 （ ）（11）自衡的非振荡过程传递函数一般可写为：( )（12）不论前馈还是反馈控制系统扰动滞后都不会影响控制系统的品质( )（13）任何串级控制系统副对象的动态滞后总是比整个对象的动态滞后大( )（14）前馈控制系统属于开环控制系统 ( )（15）在解耦控制中，相对增益为负值，表示严重关联 ( )（16）实验室控制AE2000A的控制方式中没有计算机控制( )（17）在实验室DCS中，JX-300的所有卡件均为热插拔卡件 ( )（18）鲁棒控制是基于含有不确定性的非精确数学模型来设计系统控制器。 ( )（19）鲁棒控制中，小增益定理给出了多变量系统稳定的充要条件( )（20）微分作用在高频下有大的振幅比，所以存在高频噪声的地方可以采用微分（ ）(21) 均匀控制的控制器参数整定目标和方法与单回路控制系统完全相同 （ ）(22) 在PID控制中，若系统的超调量过大，则可以通过减小比例系数的大小修正（ ）（23） 在PID控制中，通过加入积分控制实现系统的无静差控制（ ）（24） 在控制系统中，控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱（ ）（25） 在控制系统中，扰动通道滞后时间常数的大小反映了扰动作用的强弱（ ）（26） 串级控制系统的副回路可以看成是一个定值控制系统（ ）（27） Smith预估补偿控制效果的好坏依赖于系统的数学模型的精度（ ）（28）内模控制本质上时一种特殊的Smith预估补偿控制（ ）（29）前馈控制系统本质上与反馈控制系统是一样的 ( )（30）在解耦控制中，相对增益无穷大，表示严重关联 ( )（31）串级控制系统副对象的动态滞后总是比整个对象的动态滞后小( )一 1到10， 14，15，17，18，22，23 ，30，31对 ， 其他都错二 对象建模 （10）如图所示，液位过程的输入量为q1，流出量为q3，相应的液位高度h为被控参数，c为相应的容量系数，设R为相应的线性液阻。要求（1）列出相应过程的微分方程组 （2）求出液位过程的传递函数 二 （1） 传递函数： 两只水箱串联工作，输入量为q1，流出量为q2， q3相应的液位高度为h1，h2. h2 为被控参数变量， c1，c2为相应的容量系数，设R1,R2,R3为相应的线性液阻。要求（1）列出相应过程的微分方程组 （2）求出液位过程的传递函数三 问答题 （2*5 ）1请写出模拟式PID控制位置算式？请写出离散PID位置算式？（1）请指出前馈控制与反馈控制的主要区别？2请写出实验室四种控制AE2000A的控制方式？智能仪表控制，计算机控制（DDC），PLC控制，DCS控制3 JX-300 DCS的通讯网络可分为哪三层？信息管理网，过程控制网，SBUS总线4 什么叫积分饱和现象？解决选择性控制中的积分饱和现象有哪些方法？由于设定值和实际值之间存在偏差，调节器的积分作用使其输出不停变化，一直达到极限值并停留在该值上，这种现象叫积分饱和。 积分分离，遇限消弱积分法， 限制调节器的输出一般工业过程可以分为四类，分别是（ ）（ ）（ ）（ ）3 JX5 -300 DCS的硬件系统主要有哪三部分组成？操作站，控制站，通讯网络4典型单回路控制系统主要有哪些环节组成，并画出方框图？控制器 执行机构 被控对象 测量变送环节 请写出前馈控制的四种不变性类型。绝对不变性 误差不变性 选择不变性 稳态不变性前馈控制结构上有哪四种类型静态前馈 动态前馈 前馈反馈复合控制 前馈串级复合控制 请写出任意三种工业常用控制方法 P ， PI， PD， PID四 计算题 （5*10） 1假设不确定广义对象的标称模型P为：其中z为系统输出，y为测量输出，w为扰动输入，u为控制输入。wzPKzwyu 等价形式一般形式 求等价形式中的表达式（1） 2 冷凝器温度前馈-反馈复合控制系统原理图如图所示，已知扰动通道特性；控制通道特性；温度调节器采用PI调节规律。求该复合控制系统中前馈控制器的数学模型；3 设模糊矩阵R，S，T分别为： R=，S=，T= 求 ， 4两模糊矩阵 ，求合成矩阵 4如图有两种液料Q1和Q2在管道中均匀混合，产生一种所需成分X的混合物，混合物的总流量Q也要进行控制。现在要求混合物的成分X控制在Q1的质量百分数为0.2。求出操纵变量和被控变量之间的恰当配对。AQQ1ACFCQ2， ， 5设被控耦合对象的传递函数矩阵为，要求目标矩阵为，试进行静态解耦设计。 6 有一水槽，其横截面积F为0.5m2。流出侧阀门阻力实验结果为：当水位H变化20cm时，流出量的变化为1000cm3/s. 试求流出侧阀门阻力R，并计算该水槽的时间常数T.1/R=Q/H, R=200, T=RF=1008 某水槽的阶跃响应实验数据如下：t/s01020406080100150200300400500h/mm09.518334555637886959899其中阶跃扰动量 。若该水位对象用一阶惯性环节近似（1） 画出水位阶跃响应曲线；用切线法求出时间常数T.（2） 用计算法计算出增益K和时间常数T.（3） 若系统的滞后时间为0.5秒，请用动态特性参数法整定PI控制器参数大小, Y1=100*0.39=39 t1=50, Y2=100*0.63=63, t2=100T=2*(t2-t1)=1007.若比值k=QA/QB=4,QAmax=6x103kg/h，QBmax=3x103kg/h当流量测量不加开放器，试求出比值系数K。解：K(1/k)2(QAmax2/QBmax2)1/48 在某生产过程中，需使参与反应的甲乙两种物料流量保持一定比值，若已知正常操作时，甲流量q 1=7m3/h,采用孔板测量 并配用差压变送器，其测量范围为010m3/h，乙流量 q2=250 L/h,相应的测量范围为0300L/ h,根据要求设计保持 q2/q1比值的控制系统。试求在流量和测量信号分别成线性和非线性关系时，采用DDZ- 型仪表组成系统时的比例系数K。解：线性：k=q2/q1=0.25/7=1/28 K=k(Q1max/Q2max)=25/21非线性：k=q22/q12=0.252/72=1/784 K=k2（Q1max2/Q2max2）=625/4419.有一双闭环比值控制系统如图7-5所示。若采用DDZ-型仪表和相乘方案来实现。已知Q1max7000kg/h,Q2max4000kg/h。要求：（1）画出系统方块图；（2）若已知I0=18mA,求该比值系统的比值k？比值系数K？（3）待该比值系统稳定时，测得I110mA，试计算此时I2？。Q1I0I2T1I1开方器XFC1FC22开方器Q2解：（2）K164I0 得：K7/8 又因为K=k*(Q1max/Q2max) 得：k=1/2(3) K（I2-4）/(I1-4)得：I29.25mA10 有一均匀控制系统（缓冲罐直径2m，控制器为纯比例读100%）输入流量为正弦变化，幅度从240480m3/h，周期为2min，由此引起的液位变化幅度为0.3m。（1） 求相应的输出流量变化幅度（2） 若将该储罐直径增加到2.8米，求液位变化幅度和输出流量变化幅度。（1）因为 所以 （2），同上写出 以及得 0.3120传递函数： 11题图3-1所示液位过程的输入量为，流出量为，液位为被控参数，为截面积，并设，均为线性液阻。要求： 列写过程的微分方程组； 画出过程的方框图； 求过程的传递函数。12. 已知两只水箱串联工作（如题图3-2所示），其输入量为，流出量为，分别为两只水箱的水位，为被控量，为其容量系数，假设，为线性液阻。要求： 列写过程的微分方程组； 画出过程的方框图； 求液位过程的传递函数13.在一个串级控制系统中，原来选用口径为20mm的气开阀，后来改为口径为32mm的气关阀。问 主、副控制器正反作用要否改变？为什么？ 副控制器的比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什么？ 主控制器的比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什么？14.在一个串级控制系统中，主变量是温度，温度变送器量程原为0200，后改为80120。问 副控制器比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什么？ 主控制器比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什么？15.在所有回路均为开环时，某一过程的开环增益矩阵为 试推导出相对增益矩阵，并选出最好的控制回路，分析此过程是否需要解耦。16.设有一个三种液体混合的系统，其中一种是水，混合液流量为，系统被控变量是混合液的密度和粘度。已知它们之间有下列关系，即，式中，为物理常数；和为两个可控流量。 请求出该系统的相对增益矩阵。 若设，则系统相对增益矩阵是什么？并对计算结果进行分析。17.已知一个22相关系统的传递函数矩阵为 ，试计算该系统相对增益矩阵，说明其变量配对的合理性。然后按静态解耦方法进行解耦，求取静态解耦装置的数学模型。18.设对象的传递函数矩阵为 ，给定的闭环传递函数矩阵为 ，试用给定要求设计法，设计解耦器和控制器结合的。19.题图中有一加热炉出口温度系统，测取温度对象的过程为：在系统稳定时，在阀上风压作3%变化，输出温度记录如下0246810121416270.0270.0267.0264.7262.7261.0259.5258.4257.8182022242628303234257.0256.5256.0255.7255.4255.2255.1255.0255.0要求整定参数（假定变送器量程为200300）。20某前馈-串级控制系统原理图如图