控制工程考试重点

1、控制工程考点复习1 当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀，这两个调节阀工作在不同的信号区间，则 控制系统。构成的控制系统为分程2 过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做余差 。3自动调节系统方块图中，给定值R测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-z4 电-气转换器能够把 010 mA或420 mA的电流信号转换成 20-100KPa的气信号5 积分时间愈 长，积分作用愈弱。6 在自动控制系统中，能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是测量变送。7 串级调节系统中，主回路是一个定值控制系统，而副回路是一个随动控制系统I18 控制阀的理想流量特性包括

2、直线、对数、快开和抛物线。dy（t） y（tT） Kx（t）来描述，则它是一个9一一个对象的特性可以用微分方程_ dt阶系统。，比例控制作用就越强。10控制器的比例度越小，则放大系数越大 其二选择器在11.选择性控制系统按结构可分成2类，其一是选择器在变送器 和控制器之间，之间。_控制器和控制阀 0T T调p时，调节器呈 PID12 对调节器而言，当积分时间比例，微分时间di 节特性。13 确定调节阀气开气关型式主要应考虑生产的安全性容量滞后.由于系统中物料或者能量的传递需要克服一定的阻力而产生的滞后被称为。14应该比干扰变量对被控变量的影响更大。_15 在被控对象的输入中，调节变量_16 按

3、照给定值对控制系统进行分类，如果给定值按事先设定好的程序变化，则控制系统为 _ o程序控制系统相同的被测量值得到.在相同的条件下，用同一仪表对某一工艺参数进行正反行程的测量，18的正反行程测量值的最大差值称为变差。常用的抗积分饱和措施有限幅法和积分切除法。19 21 变比值控制.比值控制系统按性质可分为定比值控制和 o22 与反馈控制能够克服所有干扰不同，前馈控制能够克服1种干扰。25 当系统的最大超调量与最大偏差相等时，系统的余差值等于_0_ o31 控制系统该过渡过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间计算32 建立对象的数学模型有哪两种主要方法。一是机理分析法： 机理分析法是通过对对象内部

4、运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化的规律（比如三大守恒定律等），在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。二是实验测取法：实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，即得到一系列实验数据或实验曲线。然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。33 锅炉汽包水位有哪三种控制方案，说明应用场合。1）单冲量水位控制系统（简单负反馈控制系统），适用于气泡容量较大，虚假液位不严重，负荷较平

5、稳的场合；2）双冲量水位控制系统（前馈一负反馈控制系统），已经考虑了蒸汽流量对汽包 水位影响，适用于给水流量波动较少的场合；3）三冲量水位控制系统（前馈一串级反馈控制系 统），将水流量、给水压力等扰动在副环克服，弥补了双冲量水位控制缺点，适用于水位控制精 度要求较高，负荷波动较大场合。34调节器的比例度、积分时间、微分时间变化对系统过渡过程分别有何影响。比例度越大相当于加大调解系统的开环增益， 导致系统激烈震荡不稳定。 反之比例度越小系 统越稳定。控制系统的开环增益与积分时间成反比，积分时间越长系统越稳定。 微分调节与偏差的变化成比例，微分时间越少被调整量的动态反应越快，消除突发扰动好。35什

6、么是前馈控制？它有何特点？为什么一般要与反馈控制相结合？前馈控制器是“基于扰动来消除扰动对被控量的影响” ，故前馈控制又称为“扰动补偿” 。扰动 发生后，前馈控制器“及时”动作对抑制被控量由于扰动引起的动、静态偏差比较有效。但同 时亦存在着很大的局限性主要有： （1） 完全补偿难以实现前惯控制只有在实现完全补偿的前提下，才能使系统得到良好的动态品质、但完全补偿几乎是难以作到的。（ 2）前馈控制属于开环控制，所以只要系统中各环节是稳定的。 （ 3）只适合用来克服可调而不可控的扰动， 而对系统中 纳其它扰动无抑制作用。 为了克服前馈控制的局限性， 工程上将前馈、 反馈两者结合起来。 这样， 即发挥

7、了前馈作用及时克服主要扰动对被控量影响的优点， 又保持了反馈控制能克服多个扰动影 响的特点，同时也降低系统对前馈补偿器的要求，使其在工程上易于实现。（6 分）36何为衰减曲线法？有何特点？衰减曲线法是在纯比例运行下通过使系统产生衰减振荡，得到衰减比例度S S和衰减周期TS （或上升时间 T 升），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。37串级控制系统有哪些主要特点？为什么说串级控制系统能迅速克服进入副回路的扰动？答案： 串级控制系统的结构特点： 由两个或两个以上的控制器串联连接，

8、一个控制器的输出是另 一个控制器的设定。 由两个或两个以上的控制器、 相应数量的检测变送器和一个执行器组成。 当 扰动进入副回路后，首先，副被控变量检测到扰动的影响，并通过副回路的定值控制作用， 及时调节操纵变量， 使副被控变量回复到副设定值， 从而使扰动对主被控变量的影响减少。 即副环回 路对扰动进行粗调， 主环回路对扰动进行细调。 因此， 串级控制系统能迅速克服进入副回路扰动 的影响。特点：主控制器输出改变副控制器的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。在串级控制系统中， 由于引入了一个副回路， 不仅能及早克服进入副回路的扰动， 而且又能改善过 程特性。副调节器具有“粗调”的作

9、用，主调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到 进一步提高。38什么叫积分饱和现象？目前防止积分饱和的方法有哪几种？一个具有积分作用的调节器， 当其处于开环工作状态时， 如果偏差输入信号长期存在， 那么由于 积分作用的结果， 将使调节器的输出不断增加或不断减小， 一直达到输出的极限值为止， 这种现 象称为积分饱和。防止积分饱和的方法有： （ 1）限幅法（ 2）积分切除法39. 分程控制系统应用（分程信号的选择、控制阀的选择、控制器的极性选择等）40. 串级控制系统应用（主副变量选择、控制阀的选择、控制器的极性选择、串级系统原理图绘制、串级系统方框图的绘制等）主变量是生产工艺的主要操作指标

10、，要求比较严格，一般不允许有余差； 副变量是粗调，一般要求不严格，允许有波动和余差。主控制器（定值控制）一般选择比例积分控制规律，有时为了克服对象滞后，也加入微分作用；副控制器（随动控制）力求快速反应，所以，一般不加入积分作用，只选择比例控制规律。主控制器的符号主要取决于主对象的符号，即，主对象为“正”，则主控制器取“反”作用，主对象为“负”，则主控制器取“正”作用。副回路可以看作是一个符号为“正”的环节一一随动系统，跟踪主控制器的输出41. 相对增益矩阵的计算、减小耦合系统的方法和措施.提高调节器的增益；2.选用最佳的变量配对；3.采用解耦设计对于如图所示的锅炉液位的双冲量控制系统，有如下说

11、法：这是一个前馈与反馈相结合的控制系统蒸汽这是一个串级控制系统FT加入前馈控制的目的是克服由于蒸汽负荷突然变化LC而造成的虚假液位a-b双冲量是指蒸汽流量和给水流量给水阀门的作用形式为气关阀1 某加热炉的温度控制系统在单位阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示。工艺要求操作温度为200 士 10C，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值不得超过20C。试求该过渡过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（按被控变量进入新稳态值的士2%为准）。温度（C）2302102052006 15 17时间（min ）答：1 分）°C （1）最大偏差 A=230 -200=30（）余差（2C=205-200=5 °C1分）（3）第一个波峰 B=230 -205=25 C第二个波峰 B' =210-205=5 C衰减比 n=B/B ' =25/5=5（2分）（4）新稳态值的士 2%范围为205X（ 士 2% ） = 士 4.1 C，因此进入 200.9+209.1 C即可认为过渡过程结束，从图中可知过渡时间为17min。（2分）1. 下图所示为某管式加热炉原油岀口温度分程控制系统，两分程阀分别设置在瓦斯气和燃料油管线上。工艺要求优先使用瓦斯气供热，只有当瓦斯气量不足以提供所需热量时，才打开燃料油控制阀作为补充。根据上述要求试确定：