过程控制考试重点 天大自动化 过程控制 天津大学(2012-2013年).docx

天津大学过程控制系统（3.5学分）考试重点 天大自动化 （2012-2013年） 新增第五章串级控制。 新增第六章和部分重点的PPT位置（以董峰老师的PPT为基础） *为设计题重点 有最新的重点我会加上去的，祝大家考试顺利！ 以周荷茜同学的过控的重点神马的 王江老师最后一次课的PPT皂片手打版为基础，标出各考点相应页码（过程控制系统郭一楠），七、八三章重点基本都在各自老师的PPT上，书上没啥可标的。第一章概述1、 过程控制系统组成P62、 四个基本组成部分：被控对象，检测变送仪表，调节器（控制器），执行机构。P63、 过程控制系统基本结构图 P3 图1-54、 控制系统的性能指标（工程意义是什么，给出阶跃响应，会计算相应的指标值）P3P4第二章过程控制系统建模方法1、 什么是对象的数学模型？（表达对象输出与输入关系的数学表达式）P142、 过程控制系统建模的基本方法有哪些？其基本原理是什么？P15*3、 要求：掌握机理法的建模步骤，会用机理法对简单对象进行建模P16*4、 要求：记住自衡单容对象2-95，双容对象2-125，无自衡单容对象2-110的数学模型及其单位阶跃响应曲线*5、 时域法测定对象动态特性的数据处理：作图法，两点法（主要针对一阶对象的K,T,）2-181第三章过程控制系统的设计1、 掌握过程控制系统的设计步骤P2402、 掌握被控量P243，控制量的选择准则P246*3、 根据工艺条件，能够设计简单的控制系统（选择控制量，被控量，执行机构的气开气关特性，调节器的正反作用，画控制原理图，方框图）设计题，PPT上内容比较散4、 调节阀的流量特性定义，图和公式P925、 根据调节阀的理想流量特性，可以分为哪几种P926、 调节阀的气开气关是如何规定的？选择原则是什么？P917、 如何选择流量特性P98第四章PID调节原理1、 比例度的定义P1132、 PID参数对调节过程的影响 （1）比例参数KP的作用是加快系统的响应速度，提高系统的调节精度。随着KP的增大系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但是系统易产生超调，系统的稳定性变差，甚至会导致系统不稳定。KP取值过小，调节精度降低，响应速度变慢，调节时间加长，使系统的动静态性能变坏。 （2）积分作用参数Ti的一个最主要作用是消除系统的稳态误差。Ti越大系统的稳态误差消除的越快，但Ti也不能过大，否则在响应过程的初期会产生积分饱和现象。若Ti过小，系统的稳态误差将难以消除，影响系统的调节精度。 （3）微分作用参数Td的作用是改善系统的动态性能，其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化，对偏差变化进行提前预报。但Ti不能过大，否则会使响应过程提前制动，延长调节时间，并且会降低系统的抗干扰性能。3、 调节器的正反作用是如何定义的？P88倒数第二自然段如何确定控制系统中调节器的正反作用？P91 表格4、 调节器参数的工程整定方法有哪些？了解其整定过程P122126第五章前馈控制与串级控制1、 掌握前馈控制系统的基本结构P156 结构图在PPT上2、 静态前馈，动态前馈控制器的数学模型P158P159结构图在PPT上3、 前馈反馈控制有哪些优点（或者：工业控制中为什么不用纯前馈，而选用前馈加反馈） 答：因为实际对象中干扰往往不止一个，而且有的变量用现有的检测技术尚不能直接测量出来。因此纯前馈应用在工业控制中就会带来一定的局限性。未了克服这一问题，采用前馈加反馈调节系统，此时选择对象中的最主要的干扰或反馈调节不能克服的干扰作为前馈变量，再用反馈调节补偿其他干扰带来的的影响，这样的调节系统能确保被调参数的稳定和及时有效地克服主要干扰。4、 引入前馈必须遵循哪些原则？答：1）系统中的扰动量是可测不可控的。 2）系统中扰动量的变化幅值大，频率高。 3）控制通道的滞后时间较大或干扰通道的时间常数较小。5、 前馈控制设计的五个原则答：1）单回路性能不能接受 2）扰动变量可测 3）能代表主要扰动 4）扰动变量与执行器没有因果关系 5）扰动的动态性不比补偿相应快6、 设计前馈+反馈复合控制系统前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈反馈复合控制系统？对于扰动通道传递函数，控制通道传递函数的前馈反馈控制系统，求前馈控制器Gff(s)答：1、前馈控制是按扰动而进行的控制。因此前馈控制常用于以下场合：一是扰动必须可测，否则无法实施控制；二是必须经常有比较显著和比较频繁的扰动，否则没有必要。三是存在对被控参数影响较大且不易直接控制的扰动。 2、前馈控制是一种补偿控制。一般来讲，前馈控制无法全部补偿扰动对被控量的影响。因此，单纯的前馈控制系统在应用中具有一定的局限性。为克服这一弊端，前馈控制常与反馈控制联用，构成前馈反馈复合控制系统。对最主要的，显著的，频繁的无法直接控制的扰动。由前馈来进行补偿控制，对无法完全补偿的扰动影响，由反馈控制根据被控制量所产生的偏差大小进行控制。7.掌握串级控制系统的结构形式（结构图）P1448.串级控制的基本概念P1429.串级控制的特点（定性和定量）P14810.串级控制设计的五个规则 （1）单回路控制系统不能满足要求； （2）有一被测变量是有效的； 副回路变量必须满足： （3）能够代表重要扰动的发生；（4）与执行机构（阀门）间有因果关系； （5）要比主回路有刚快的相应。第六章特殊控制系统1、 比值控制系统的定义P168，工艺比值与比值系数的含义有什么不同？P171比值系数的计算与什么有关？P171（并说明二者之间的关系）2、 比值控制系统的结构形式，各有什么特点？P168P1703、 均匀控制系统的概念，与单回路的比较 均匀控制系统：是指对两个被控变量控制的兼顾的控制方式 比较：1）应用场合不同：简单均匀控制应用于要求液位和流量都需要兼顾的场合； 2）控制器参数不同：简单均匀控制采用大比例度和大积分时间； 3）液位变送器量程范围不同：简单均匀控制的液位变送器量程范围较大，降低液位检测灵敏度，使液 位控制不灵敏； 4）选择的显示仪表不同：简单均匀控制系统的液位只需显示，但流量要记录；简单单回路液位控制系 统的液位通常记录。4、 分程控制系统的概念P178，应用于哪些场合？P180信号分程如何实现？P178分程控制系统的原则:1）有一个控制器和多个执行器 2）在每个执行器与被控变量间有因果关系 3）调整终端设备的适当顺序必须坚持不变的优先级顺序 5、 如何处理分程信号的衔接问题？不确定，求大神！6、 什么是自动选择性系统？P174有哪些结构形式？P175选择性控制的原则：1）有一个操纵量和多个被