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过程控制系统复习提纲第一章 过程控制系统概述1、 过程控制定义、目的；2、 被控参数、控制参数、扰动量、给定值、当前值、偏差和控制作用的符号和定义；3、 过程控制系统组成；4、 过程控制系统按系统结构和按给定值信号分类；5、 阶跃响应性能指标的定义和计算，稳态误差ess、衰减比n、超调量、过渡时间ts；6、 根据例题画出控制系统方框图，并指明被控过程、被控参数、控制参数和扰动参数。第二章 过程检测仪表1、检测仪表的组成，传感器和变送器定义；2、真值、绝对误差、相对误差、引用误差和精度等级的定义和计算；3、温度检测定义和分类，华氏温标与摄氏温标换算，热电阻和热电偶定义；热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。如下图1所示图14、压力检测，压力定义，差压、绝对压力pa、表压力p、负压ph和大气压p0的定义和图示，常见弹性式压力检测分类；5、流量检测，流量、体积流量、质量流量的定义和公式，容积式流量计和节流式流量计的原理和公式；6、物位测量，液位、界位和料位的定义，了解三种物位测量名称，如电容式物位测量、超声波式物位测量、雷达式物位测量和核辐射式物位测量；7、软测量定义和组成；第三章 过程执行器1、调节阀分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀；2、电-气阀门定位器的功能（4个）；3、直线流量特性、对数流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性的定义；4、气开、气关的定义，掌握根据工艺生产的安全来选择气开或气关形式；气开式：无压力信号时阀门全闭，随着压力信号增大，阀门逐渐开大的气动调节阀为气开式。 气关式：无压力信号时阀门全开，随着压力信号增大，阀门逐渐关小的气动调节阀为气关式。第四章 被控过程1、自衡过程和非自衡过程定义，单容和多容的定义；2、增益K、时间常数T、时滞的定义和作用；3、过程数学模型的三种分类和定义；4、机理建模的三个步骤；5、掌握课后练习题P96 4.7第五章 常规过程控制策略1、常规过程控制策略一般分为开关控制和PID控制；2、PID控制的3个优点，PID参数整定原则；4种控制器参数整定方法。3、PID调节器规律的选择；4、P、I、D控制各自特点：1）比例控制及时、反应灵敏，偏差越大，控制力越强；但结果存在余差。2）积分控制可以达到无余差；但动作缓慢，控制不及时，不单独使用。3）微分控制能起到超前调节作用；但输入偏差不变时，控制作用消失，不单独使用。第七章 串级控制系统1、串级控制系统的定义，主被控变量、副被控变量、主被控过程、副被控过程、主控制器、副控制器、主回路、副回路、主检测变送器、副检测变送器、一次扰动和二次扰动的定义；2、掌握根据题例和目和控制系统图作串级控制系统方框图P164例7.33、串级控制系统有哪些特点? (1) 在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统；(2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量；(3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响；(4)系统对负荷改变时有一定的自适应能力。第八章 复杂控制系统1、前馈控制的原理和特点，前馈控制系统的结构形式；2、前馈控制与反馈控制的区别；三、名词解释范围1、过程控制2、被控参数3、控制参数4、扰动量5、稳态误差6、衰减比7、超调量8、过渡时间9、传感器10、绝对误差11、相对误差12、引用误差13、压力14、流量15、物位16、气开式17、气关式18、自衡过程19、非自衡过程20、单容过程21、多容过程四、简答题1、简述热电偶温度计组成部分及各部件的功能。（作图说明）热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。如下图所示热电偶是系统中的测温元件，测量仪表是用来检测热电偶产生的热电势信号的，可以采用动圈式仪表或电位差计，导线用来连接热电偶与测量仪表。为了提高测量精度，一般都要采用补偿导线和考虑冷端温度补偿。2、什么叫绝对压力、表压及真空度?它们的相互关系是怎样的?（作图说明）绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。表压力：当绝对压力大于大气压力时，绝对压力高于大气压力的数值称为表压力，简称表压。真空度：当绝对压力小于大气压力时，绝对压力低于大气压力的数值称为真空度或负压。绝对压力、大气压、表压、真空度之间的相互关系如图所示。3、什么是调节(被控)对象，给定值和偏差？答案：自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象，而生产中要求保持的工艺指标，称为给定值。对于自动调节系统中，习惯采用给定值R减去测量值Y作为偏差e，即e=R-Y，给定值R大于测量值Y时为正偏差，而给定值R小于测量值Y时为负偏差。4、PID控制中比例、积分、微分控制各自特点。1）比例控制及时、反应灵敏，偏差越大，控制力越强；但结果存在余差。2）积分控制可以达到无余差；但动作缓慢，控制不及时，不单独使用。3）微分控制能起到超前调节作用；但输入偏差不变时，控制作用消失，不单独使用。5、简述PID调节器、和的作用是什么？比例度Kc作用：使控制器的输出变化满量程时（也就是控制阀从全关到全开或相反），相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比。比例作用的强弱取决于比例度的大小。积分时间常数作用：越小，积分作用越强；越大积分作用越弱；若将取，则积分作用消失。微分时间常数作用：越大，微分作用越强；取0，微分作用消失。7、 试简述临界比例度法及其特点。答案：临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度靠和临界周期Tk，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。这种方法比较简单、易于掌握和判断，适用于一般的控制系统。但是不适用于临界比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统，否则易影响生产的正常进行或造成事故。8、 试简述衰减曲线法及其特点答案：衰减曲线法是在纯比例运行下通过使系统产生衰减震荡，得到衰减比例度和衰减周期（或上升时间），然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。这种方法比较简便，整定质量高，整定过程安全可靠，应用广泛，但对于干扰频繁，记录曲线不规则的系统难于应用。9、 串级控制系统有哪些特点?主要使用在哪些场合?答案：a) 在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统；b) 系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量；c) 由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响；d) 系统对负荷改变时有一定的自适应能力。10、热电偶有哪几种冷端补偿方法？答案：e) 冷端温度冰浴法f) 计算修正法g) 补偿电桥法11 、写出任意三种常用的控制器参数整定方法a) 经验法b) 稳定边界法c) 衰减曲线法d) 响应曲线法e) 减频率特性法 （答出其中任意三种）五、计算题1、在蒸汽锅炉运行过程中，必须满足汽-水平衡关系，汽包水位是一个十分重要的指标。当液位过低时，汽包中的水易被烧干引发生产事故，甚至会发生爆炸。（1）试设计一个液位的简单控制系统，在图中画出控制方案图。（2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。（3）确定调节器的正、反作用方式。（4）画出该控制系统的方框图。答案：1）2）调节阀：气关方式。3）调节器：正作用。4）框图：2、某DDZ-型温度变送器输入量程为2001000，输出为420mA。当变送器输出电流为10mA时，对应的被测温度是多少？解答：； T=500。3、某反应器工艺规定操作温度为80010C。为确保生产过程安全，控制中温度最高不得超过850 C，现运行的温度控制系统在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如