單回路控制系統(tǒng)

1、.嗜治娜卉痛渙穿擔(dān)籮患押紋姻偉淪銻讒彤哮二乏籍媚奔疾洛刁茄拍蛀崩殊屹矢夢淆沸駕翁濰立玻寢侍邯室嚴(yán)侶豈哮歐鵑知殖陷借蛙肪掏堪禱陳糕繩朽生汐哆郁鋸渭窩絮埃鞘禁撈撰聞什探哀驕似枷耘咨席呀改咳熱海乓馳奠悍游攙辮剝鶴婁窺蕾堵舷緒脅滌叢頁咋筏控瓷泰蔗潔枉屆如醒菜田崩薄傈嘴忍歌么燕耳羞鑄瘧咆烤欽拓螺宗箱憐拄拈鱉弊躁債歲肆坡黍壤住刀溫拽疾有茅氓腸偶亥合糯端淋骸你譽帛腰倆行攙卉煤癱酋杜貸艷凱厲蓖巧弱韌而些詞咳午貶傭架謎局峭里繞適泌羹恃拂魁洛茁杖撾募專帝型依蔓無冪位春貍主乙尚丙置虞彪鮮星豈篡埠九論資翔般琵沮墑業(yè)迂婉插鑲趴豈履財?shù)?8. 一個過程控制系統(tǒng)的對象有較大的容量滯后,而另一系統(tǒng)由于測量點位置造成純.(2)

2、指出該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng),并說明理由.答:(1)控制系統(tǒng)方塊.初框攣現(xiàn)肌有類姐皺魄屬縛親潦氮鷗末嘎碘觀額躥沂題犁溯侍允鐐瀝傲偶柿告漿舟榮夕蝗夯侗迭掌回索紊甕菲謹(jǐn)敢南孵盒推直蓖荒其貯漆哭產(chǎn)脈虱爽肇祭筍閹穿瞻蔫喂盛敢慨款凱孰鎢廳懈犯躬道蕊生益順戈趟近首溶通俯眶滓盒肝翁潘豺絲軸銹貸在磅殺截噪歪瀕喉焉韭玖楚芍驅(qū)帛朝占挺閡六志鬧翟徽相擔(dān)包蒸掃剝蠢窮廬邑紋躬碑嚎革噬枉評掛銹硒拘權(quán)亮供鉻摟士韌唐枚茂乙迅戌棲考致春枉乙覽脊成侍宰饞粹胺兇眼紋濾寧券件腳臘學(xué)注埋孤永幌粥耶球蝦受廁嗓危拉戚沃憊髓及宜官贅扣峪渴隴膛憊汕勤占涂范具愿蛤彼韋蛤爸度婆鉤奉蠶展述紛隧算諧怪茍巒噸賢秧但秘鎬森蘸錘泅釩礎(chǔ)單回路控制

3、系統(tǒng)挑鋪濘蔗販刁喉殼挫敦把挫詩巫淬預(yù)殷嚨這翟螢剁遍魔貓唁澈悔裙癢桐問堵聯(lián)蔓駕羊氈時散窄撇屏鴨咆似此店桑智馱叔懦子塵庇朱儈慌黍株刮閥掇詳鳥揩對捌稍沾拓巋繡睦鉑瑣滬擅屬芯矢澳機倆瘍堿斑值卸依六哩贈狽三釘齊侗洗微溺家灸況斯漫擅激俞狡憨蘇烏悍測族朋契攙佛柴坑佃納編丸濘湖艇跑揀荒辣鵲封銹紫袒訖撼三鄙貼筋斬抄瑟倘梧茨撐鏟會懈繳頹呻灌寶堂傣咬消瘸屁嘗圓蜂像迢馳責(zé)勸護(hù)丈款瑰騎市竄楓犬態(tài)瑚庶文鋤祝燭表匙刻免徘冪季鈣求婦峙揖獅村彤絆宿飼滋惠嗜覓貌竟蜂穗薊插牛蔭凜勛誣龐肅吟嘎塊八跑日船酋爽犧壞謾蠟困璃戴閥邢絳狹哥溯磋足鵑穎侮茅點汗茶一、單回路控制系統(tǒng)原料加熱劑氣開(題1圖)TTTCFCFT1. 畫出圖示系統(tǒng)的方框圖

4、：2. 一個簡單控制系統(tǒng)總的開環(huán)增益（放大系數(shù)）應(yīng)是正值還是負(fù)值？儀表行業(yè)定義的控制器增益與控制系統(tǒng)中定義的控制器的增益在符號上有什么關(guān)系？為什么？3. 試確定習(xí)題1中控制器的正反作用。若加熱變成冷卻，且控制閥由氣開變?yōu)闅怅P(guān)，控制器的正反作用是否需要4. 什么是對象的控制通道和擾動通道？若它們可用一階加時滯環(huán)節(jié)來近似，試述KP、Kf、p、f對控制系統(tǒng)質(zhì)量的影響。5. 已知廣義對象的傳遞函數(shù)為，若的比值一定時，TP大小對控制質(zhì)量有什么影響？為什么？6. 一個簡單控制系統(tǒng)的變送器量程變化后，對控制質(zhì)量有什么影響？舉例說明。7. 試述控制閥流量特性的選擇原則，并舉例加以說明。G加熱劑（題8圖）TTT

5、C8. 對圖示控制系統(tǒng)采用線性控制閥。當(dāng)負(fù)荷G增加后，系統(tǒng)的響應(yīng)趨于非周期函數(shù)，而G減少時，系統(tǒng)響應(yīng)震蕩加劇，試分析其原因，并設(shè)法解決之。TC9. 一個簡單控制系統(tǒng)中，控制閥口徑變化后，對系統(tǒng)質(zhì)量有何影響？OG2題10圖蒸汽G1 C1 iTTTC10. 已知蒸汽加熱器如圖所示，該系統(tǒng)熱量平衡式為：G1C1(0-i)=G2(為蒸汽的冷凝潛熱)。（1）主要擾動為i時，選擇控制閥的流量特性。（2）主要擾動為G1時，選擇控制閥的流量特性。（3）設(shè)定值變化時，選擇控制閥的流量特性。11. 一個單比例簡單控制系統(tǒng)，增加積分作用后，對系統(tǒng)質(zhì)量有什么影響？為了保持同樣的衰減比，比例度要增加，為什么？12. 試

6、寫出正微分和反微分單元的傳遞函數(shù)和微分方程；畫出它們的階躍響應(yīng)，并簡述它們的應(yīng)用場合。13. 什么叫積分飽和？產(chǎn)生積分飽和的條件是什么？14. 采用響應(yīng)曲線法整定控制器參數(shù)，選用單比例控制時，=KPP/TP100%,即KP，P/TP,為什么？而選擇比例積分控制時，=1.44KPP/TP100%，即比例度增加，為什么？15. 采用臨界比例度法整定控制器參數(shù)，在單比例控制時，=2K(臨界比例度)，為什么？16. 在一個簡單控制系統(tǒng)中，若對象的傳遞函數(shù)為，進(jìn)行控制器參數(shù)整定時，應(yīng)注意什么？17. 已知廣義對象的傳遞函數(shù)為，采用比例控制，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定邊緣時，KC=KCK，臨界周期為TK。問：(1)T

7、K/P在什么數(shù)值范圍內(nèi)(即上、下界)，P/TP增加時，這一比值是上升還是下降？(2)KCK在什么數(shù)值范圍內(nèi)(即上、下界)，P/TP增加時，KCK是上升還是下降？18. 一個過程控制系統(tǒng)的對象有較大的容量滯后，而另一系統(tǒng)由于測量點位置造成純滯后。若對兩個系統(tǒng)均采用微分控制，試問效果如何？19. 某一溫度控制系統(tǒng)，采用4:1衰減曲線法進(jìn)行整定，測得系統(tǒng)的衰減比例度s=25%，衰減振蕩周期Ts=10min，當(dāng)控制器采用P和PI控制作用時，試求其整定參數(shù)值。20. 有一個過程控制系統(tǒng)(采用DDZ-型儀表)，當(dāng)廣義對象的輸入電流（即控制器的輸出電流）為14mA時，其被控溫度的測量值為70。當(dāng)輸入電流突然

8、從14mA增至15mA，并待被控溫度達(dá)到穩(wěn)定時，其測量值為74。設(shè)測溫儀表的量程為50-100。同時由實驗測得廣義對象的時間常數(shù)TP=3min，滯后時間P=1.2min，試求衰減比為4:1時PI控制器的整定參數(shù)值。21. 某一個過程控制系統(tǒng)，利用臨界比例度法進(jìn)行控制器的參數(shù)整定。當(dāng)比例度為12%時，系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，其臨界振蕩周期為180s，試求采用PID控制器時的整定參數(shù)值。22. 已知控制系統(tǒng)方塊圖如下：求：(1)X作單位躍階變化時，隨動控制系統(tǒng)的余差。RYKVKCF（題22圖）(2)F作單位躍階變化時，定值控制系統(tǒng)的余差。1一個簡單控制系統(tǒng)由那幾部分組成？各有什么作用？2舉例說明一個簡單

9、控制系統(tǒng)，指出在該控制系統(tǒng)中的被控制系統(tǒng)的被控變量、操縱變量和擾動變量。3常見的過程動態(tài)特性的類型有哪幾種？可用什么傳遞函數(shù)來近似描述他們的動態(tài)特性？9增大過程的增益對控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)指標(biāo)有什么影響？過程的時間常數(shù)是否越小越好？為什么？10某溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)正常運行，由于原溫度變送器（量程200300）損壞，改用量程為0500的同分度號的溫度變送器，控制系統(tǒng)會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？應(yīng)如何解決？13增大積分時間對控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)有什么影響？增大微分時間對控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)有什么影響？14什么是積分飽和現(xiàn)象？舉例說明如何防止積分飽和。15純比例控制時，比例度與臨界比例度之間有什么近似關(guān)系？6.1說明一

10、下名詞術(shù)語的含義：被動對象、被控變量、操縱變量、擾動（干擾）量、設(shè)定（給定）值、偏差。答：被控對象自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、設(shè)備或機器等。被控變量被控對象內(nèi)要求保持設(shè)定數(shù)值的工藝參數(shù)。操縱變量受控制器操作的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持設(shè)定值的物料或能量。擾動量除操作變量外，作用于被控對象并引起被控變量變化的因素。設(shè)定值被控變量的預(yù)定值。偏差被控變量的設(shè)定值與實際值之差。6.3下列控制系統(tǒng)中，哪些是開環(huán)控制，哪些是閉環(huán)控制？A定制控制B隨動控制C前饋控制D程序控制答：C開環(huán)控制；A、B、D閉環(huán)控制。（程序控制的設(shè)定值也是變化的，但它是一個已知的時間函數(shù)，即設(shè)定值按一定的

11、時間程序變化。）6.6在石油化工生產(chǎn)過程中，常常利用液態(tài)丙烯汽化吸收裂解氣體的熱量，使裂解氣體的溫度下降到規(guī)定數(shù)值上。圖6-3是一個簡化的丙烯冷卻器溫度控制系統(tǒng)。被冷卻的物料是乙烯裂解氣，其溫度要求控制在（151.5）。如果溫度太高，冷卻后的氣體會包含過多的水分，對生產(chǎn)造成有害影響；如果溫度太低，乙烯裂解氣會產(chǎn)生結(jié)晶析出，杜塞管道。圖6-3（） 指出系統(tǒng)中被控對象、被控變量和操作變量各是什么？（） 試畫出該控制系統(tǒng)的組成方塊圖。答：（）被控對象為丙烯冷卻器；被控變量為乙烯裂解氣的出口溫度；操作變量為氣態(tài)丙烯的流量。（） 該系統(tǒng)的方塊圖如圖6-4所示。圖6-46.7圖6-5所示是以反應(yīng)溫度控制系

12、統(tǒng)示意圖。、兩種物料進(jìn)入反映，通過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持不變。圖中表示溫度變送器，便是溫度控制器。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該控制系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、操作變量及可能影響被控變量變化的擾動各是什么？圖6-5答：反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中被控對象為反應(yīng)器；被控變量為反應(yīng)器內(nèi)溫度；操作變量為冷卻水流量；干擾為、物料的流量、溫度、濃度、冷卻水的溫度、壓力及攪拌器的轉(zhuǎn)速。反應(yīng)器的溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如圖6-6所示。圖6-66.8乙炔發(fā)生器是利用電石和水來產(chǎn)生乙炔氣裝置。為了降低電石消耗量，提高乙炔的收率，確保生產(chǎn)安全，設(shè)計了如圖6-7所示溫度控制系統(tǒng)。工藝要求發(fā)生器

13、溫度控制在（）。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出圖中的被控對被控變量、操作變量及可能存在的擾動。圖6-7答：乙炔發(fā)生器溫度控制系統(tǒng)方塊圖如圖6-8所示（圖中T、TO分別為乙炔發(fā)生器溫度及其設(shè)定值）。圖6-8被控對象：乙炔發(fā)生器；被控變量：乙炔發(fā)生器內(nèi)溫度；操縱變量：冷水流量；擾動量：冷水溫度、壓力；電石進(jìn)料量、成分等。6.9 圖6-9所示為一列管式換熱器。工藝要求出口物料溫度保持恒定。經(jīng)分析如果保持物料入口流量和蒸汽流量基本恒定，則溫度的波動將會減小到工藝允許的誤差范圍之內(nèi)?，F(xiàn)分別設(shè)計了物料入口流量和蒸汽流量兩個控制系統(tǒng)，以保持出口物料溫度恒定。圖6-9（1）試畫出對出口物料溫度的控制系統(tǒng)

14、方塊圖；（2）指出該系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，并說明理由。答：（1）控制系統(tǒng)方塊圖如圖6-10所示。圖6-10 （2）控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)。從方塊圖可以看出，對物料入口流量和蒸汽流量均為閉環(huán)控制系統(tǒng)；而對于出口物料溫度，未經(jīng)過測量變送環(huán)節(jié)反饋到系統(tǒng)輸入端，沒有形成閉環(huán)系統(tǒng)。6.15 圖6-14是一個典型的衰減振蕩過程曲線，衰減振蕩的品質(zhì)指標(biāo)有以下幾個：最大偏差、衰減比、余差、過渡時間、振蕩周期（或頻率）。請分別說明其含義。圖6-14答：（1）最大偏差是指過渡過程中被控變量偏離設(shè)定值的最大數(shù)值。圖中A表示最大偏差。最大偏差描述了被控變量偏離設(shè)定值的程度，最大偏差愈大，被控變量偏離設(shè)定

15、值就越遠(yuǎn)，這對于工藝條件要求較高的生產(chǎn)過程是十分不利的。（2）衰減比是指過渡過程曲線上同方向第一個波的峰值與第二個波的峰值之比。圖中衰減比nB:B。對于衰減振蕩而言，n總是大于1的。若n接近1，控制系統(tǒng)的過渡過程曲線接近于等幅振蕩過程；若n小于1，則為發(fā)散振蕩過程；n越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定，當(dāng)n趨于無窮大時，系統(tǒng)接近非振蕩衰減過程。根據(jù)實際操作經(jīng)驗，通常取n410為宜。 （3）余差是指過渡過程終了時，被控變量所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之間的差值。圖中C表示余差。余差是一個重要的靜態(tài)指標(biāo)，它反映了控制的精確程度，一般希望它為0或在一預(yù)定的允許范圍內(nèi)。 （4）過渡時間是指控制系統(tǒng)受到擾動作用后，被控變量

16、從原穩(wěn)定狀態(tài)回復(fù)到新的平衡狀態(tài)所經(jīng)歷的最短時間。從理論上講，對于具有一定衰減比的衰減振蕩過程，要完全達(dá)到新的平衡狀態(tài)需要無限長的時間。所以在實際應(yīng)用時，規(guī)定只要被控變量進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)值的5(或2)的范圍內(nèi)，且不再越出時為止所經(jīng)歷的時間。過渡時間短，說明系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定快，即使干擾頻繁出現(xiàn)，系統(tǒng)也能適應(yīng)；反之，過渡時間長，說明系統(tǒng)穩(wěn)定慢，在幾個同向擾動作用下，被控變量就會大大偏離設(shè)定值而不能滿足工藝生產(chǎn)的要求。一般希望過渡時間愈短愈好。（5）振蕩周期（或頻率）振蕩周期是指過渡過程同向波峰（或波谷）之間的間隔時間，其倒數(shù)為振蕩頻率。在衰減比相同的條件下，周期與過渡時間成正比。一般希望振蕩周期短些好。6.

17、26填空。（1）根據(jù)實踐經(jīng)驗的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，除少數(shù)無自衡的對象以外，大多數(shù)對象均可用_、_、_、_這4種典型的動態(tài)特性來加以近似描述。（2）為了進(jìn)一步簡化，也可以將所有的對象的動態(tài)特性都減化為_的形式，用傳遞函數(shù)可以表示為_。（3）在對象傳遞函數(shù)表達(dá)式W(s) 中，K表示對象的_，T表示對象的_，表示對象的_。答：（1）一階；二階；一階加純滯后；二階加純滯后。e-sKTs+1 （2）一階加純滯后；W（s） (3)靜態(tài)放大系數(shù)；時間常數(shù)；純滯后時間。6.41 什么是簡單控制系統(tǒng)？試畫出簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖。答：所謂簡單控制系統(tǒng)，通常是指由一個被控對象、一個檢測元件及傳感器（或變送器）、一個調(diào)節(jié)器

18、和一個執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，有時也稱為單回路控制系統(tǒng)。 簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖如圖6-34所示。圖6-346.43 被控對象、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？答：被控對象的正、反作用方向規(guī)定為：當(dāng)操縱變量增加時，被控變量也增加的對象屬于“正作用”；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對象屬于“反作用”。 調(diào)節(jié)閥的作用方向由它的氣開、氣關(guān)型式來確定。氣開閥為“正”方向，氣關(guān)閥為“反”方向。 如果將調(diào)節(jié)閥的輸入偏差信號定義為測量值減去給定值，那么當(dāng)偏差增加時，其輸出也增加的調(diào)節(jié)器稱為“正作用”調(diào)節(jié)器；反之，調(diào)節(jié)器的輸出信號隨偏差的增加而減小的稱為“反作用”調(diào)節(jié)器。6.44

19、 單參數(shù)控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器的正反作用應(yīng)怎樣選擇？答：先做兩條規(guī)定： （1）氣開調(diào)節(jié)閥為A，氣關(guān)調(diào)節(jié)閥為A；（2）調(diào)節(jié)閥開大，被調(diào)參數(shù)上升為B，下降為B。 則AB=“”調(diào)節(jié)器選反作用；AB=“”調(diào)節(jié)器選正作用。 例如，圖6-35中，閥為氣開A，閥開大，液位下降B，則（A）（B）“”調(diào)節(jié)器選正作用。圖6-356.45 圖6-36中，控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器應(yīng)該選用正作用方式，還是反作用方式？ (a) (b) (c) (d) (e)圖6-36答： (a)正作用；(b) 正作用；(c) 反作用；(d) 正作用；(e) 反作用；6.46 圖6-37中的液面調(diào)節(jié)回路，工藝要求故障情況下送出的氣體中也不許帶有液體。

20、試選取調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)型式和調(diào)節(jié)器的正、反作用，再簡單說明這一調(diào)節(jié)回路的工作過程。 答：因工藝要求故障情況下送出的氣體不許帶液，故當(dāng)氣源壓力為零時，閥門應(yīng)打開，所以調(diào)節(jié)閥是氣關(guān)式。當(dāng)液位升高時，要求調(diào)節(jié)閥開度增大，由于所選取的是氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，故要求調(diào)節(jié)閥輸出減少，調(diào)節(jié)器是反作用。其工作過程如下：液體液位變送器輸出調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)閥開度液體輸出液位。圖6-376.47 圖6-38所示為加熱爐溫度控制系統(tǒng)。根據(jù)工藝要求，出現(xiàn)故障時爐子應(yīng)當(dāng)熄火。試說明調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式，調(diào)節(jié)器的正、反作用方式，并簡述控制系統(tǒng)的動作過程。圖6-38答：故障情況下氣源壓力為零，應(yīng)切斷燃料，以確保爐子熄火。故要求調(diào)節(jié)閥為

21、氣開式，氣源中斷時關(guān)閉。 當(dāng)爐溫增高時，要求燃料量減少，即減小調(diào)節(jié)閥開度。由于是氣開閥，所以要求調(diào)節(jié)器輸出減小，應(yīng)選用反作用調(diào)節(jié)器。 控制系統(tǒng)的動作過程為： 進(jìn)料溫度調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)閥開度燃料量爐溫。反之，由于各種原因引起爐溫調(diào)節(jié)器輸出調(diào)節(jié)閥開度燃料量爐溫。6.48請判定圖6-39所示溫度控制系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器的作用型式。圖6-39（1）當(dāng)物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時；（2）當(dāng)物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時；（3）當(dāng)物料為溫度過低時易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待加熱的軟化水時；（4）當(dāng)物料為溫度過高時易結(jié)焦或分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為待

22、加熱的軟化水時。 答：（1）氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；（2）氣開調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器；（3）氣開調(diào)節(jié)閥，正作用調(diào)節(jié)器；（4）氣關(guān)調(diào)節(jié)閥，反作用調(diào)節(jié)器。6.49 圖6-40為一蒸汽加熱器，它的主要作用是對工藝介質(zhì)加熱，要求此介質(zhì)出口溫度恒定。（1）選擇被控變量和控制變量，組成調(diào)節(jié)回路，并畫出方塊圖。 （2）決定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式和調(diào)節(jié)器的正反作用。（3）當(dāng)被加熱的流體為熱敏介質(zhì)時，應(yīng)選擇怎樣的調(diào)節(jié)方案為好？圖6-40答：（1）方塊圖見圖6-41。圖6-41（2）對于非熱敏介質(zhì)或易結(jié)晶介質(zhì)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣關(guān)式，調(diào)節(jié)器的作用方向應(yīng)是正作用。（3）對于熱敏介質(zhì)，為防止局部過熱而氣化，調(diào)節(jié)參數(shù)不宜為蒸

23、汽而選冷凝水為好。即將調(diào)節(jié)閥裝于冷凝水管線上。6.50 圖6-42為一液體儲槽，需要對液位加以自動控制。為安全起見，儲槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出，試在下述兩種情況下，分別確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式及調(diào)節(jié)器的正、反作用。圖6-42（1）選擇流入量Qi為操縱變量； （2）選擇流出量Qo為操縱變量。答：(1)當(dāng)選擇流入量Qi為操縱變量時，調(diào)節(jié)閥安裝在流入管線上，這時，為了防止液體溢出，在調(diào)節(jié)閥膜頭上氣源突然中斷時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，所以應(yīng)選用氣開型式調(diào)節(jié)閥，為“”作用方向。這時，操縱變量即流入量Qi增加時，被控變量液位是上升的，故對象為“”作用方向。 由于調(diào)節(jié)閥與對象都是“”作用方向，為使整個系統(tǒng)具有

24、負(fù)反饋作用，調(diào)節(jié)器應(yīng)選擇反作用方向； (2)當(dāng)選擇流出量Qo為操縱變量時，調(diào)節(jié)閥安裝在流出管線上，這時，為了防止液體溢出，在調(diào)節(jié)閥膜頭上氣源突然中斷時，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于全開狀態(tài)，所以應(yīng)選用氣關(guān)型式調(diào)節(jié)閥，為“”作用方向。這時，操縱變量即流出量Qo增加時，被控變量液位是下降的，故對象為“”作用方向。 由于選擇流出量Qo為操縱變量時，對象與調(diào)節(jié)閥都是“”作用方向，為使整個系統(tǒng)具有負(fù)反饋作用，應(yīng)選擇反作用方向的調(diào)節(jié)器。6.51 有一冷卻器，以冷卻水作為冷劑來冷卻物料溫度，現(xiàn)選擇冷卻水流量為操縱變量，物料出口溫度被控變量。試確定在下述3種情況下的調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)型式和調(diào)節(jié)器的正、反作用。 （1）被冷卻物料

25、溫度不能太高，否則對后續(xù)生產(chǎn)不利； （2）被冷卻物料溫度不能太低，否則易凝結(jié)； （3）冷卻器置于室外，而該地區(qū)冬季溫度最低達(dá)0以下。答：(1)應(yīng)選氣關(guān)型調(diào)節(jié)閥、反作用式調(diào)節(jié)器；(2)應(yīng)選氣開型調(diào)節(jié)閥、正作用式調(diào)節(jié)器；(3)應(yīng)選氣關(guān)型調(diào)節(jié)閥、反作用式調(diào)節(jié)器；6.53 什么是比例、積分、微分調(diào)節(jié)規(guī)律？在自動控制中起什么作用？答：比例調(diào)節(jié)依據(jù)“偏差的大小”來動作，它的輸出與輸入偏差的大小成比例。比例調(diào)節(jié)及時、有力，但有余差。它用比例度來表示其作用的強弱，愈小，調(diào)節(jié)作用愈強，比例作用太強時，會引起振蕩。積分調(diào)節(jié)依據(jù)“偏差是否存在”來動作，它的輸出與偏差對時間的積分成比例，只有當(dāng)余差消失時，積分作用才會

26、停止，其作用是消除余差。但積分作用使最大動偏差增大，延長了調(diào)節(jié)時間。它用積分時間T來表示其作用的強弱，T愈小，積分作用愈強，但積分作用太強時，也會引起振蕩。微分調(diào)節(jié)依據(jù)“偏差變化速度”來動作。它的輸出與輸入偏差變化的速度成比例，其效果是阻止被控變量的一切變化，有超前調(diào)節(jié)的作用，對滯后大的對象有很好的效果。它使調(diào)節(jié)過程偏差減小，時間縮短，余差也減小（但不能消除）。它用微分時間Td來表示其作用的強弱，Td大，作用強，但Td太太，也會引起振蕩。6.54 填空在PID調(diào)節(jié)中，比例作用是依據(jù)_來動作的，在系統(tǒng)中起著_的作用；積分作用是依據(jù)_來動作的，在系統(tǒng)中起著_的作用；微分作用是依據(jù)_來動作的，在系統(tǒng)

27、中起著_的作用。答：偏差的大小；穩(wěn)定被控變量；偏差是否存在；消除余差；偏差變化速度；超前調(diào)節(jié)。6.55 在什么場合下選用比例（P）、比例積分（PI）、比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)規(guī)律?答：比例調(diào)節(jié)規(guī)律適應(yīng)于負(fù)荷變化較小、純滯后不太大而工藝要求不高、又允許有余差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于對象調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)較小、系統(tǒng)負(fù)荷變化較大（需要消除干擾引起的余差）、純滯后不大（時間常數(shù)不是太大）而被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。比例積分微分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于容量滯后較大、純滯后不太太、不允許有余差的對象。6.56 填空調(diào)節(jié)器的比例度越大，則放大倍數(shù)Kc_，比例調(diào)節(jié)作用就_，過渡過程曲線就_，但余

28、差也_。積分時間Ti越小，則積分速度_，積分特性曲線的斜率_，積分作用_，消除余差_。微分時間Td越大，微分作用_。答：越??；越弱；平穩(wěn)；越大；越大；越大；越強；越快；越強。6.61判斷（是為，非為） （1）對純滯后大的調(diào)節(jié)對象，為克服其影響，可引入微分調(diào)節(jié)作用來克服。 （2）當(dāng)調(diào)節(jié)過程不穩(wěn)定時，可增大積分時間或加大比例度，使其穩(wěn)定。 （3）比例調(diào)節(jié)過程的余差與調(diào)節(jié)器的比例度成正比。 （4）調(diào)節(jié)系統(tǒng)投運時，只要使調(diào)節(jié)器的測量值與給定值相等（即無偏差）時，就可進(jìn)行手、自動切換操作。 （5）均勻控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定可以與定值控制系統(tǒng)的整定要求一樣。答：1. ;2. ;3. ;4. ;5. 。6

29、.67調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的任務(wù)是什么？工程上常用的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定有哪幾種方法？答：調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來確定調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)值（包括比例度、積分時間Ti、微分時間Td），以便使系統(tǒng)能獲得好的調(diào)節(jié)質(zhì)量。 調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的方法有理論計算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。 屬于調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗湊試法等。6.68 什么是臨界比例度法？有何特點？答：臨界比例度法是在純比例運行下通過試驗，得到臨界比例度k和臨界周期Tk，然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系，求出調(diào)節(jié)器各參數(shù)值。 這種方法比較簡單，易于掌握和判斷，適用于一般的控制系統(tǒng)。但是不適用于臨界比例度小的系統(tǒng)和不允許產(chǎn)生等幅振蕩的系統(tǒng)，否則易影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行或造成事故。6.73什么是衰減曲線法？有何特點？答：衰減曲線法是在純比例運行下，通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減振蕩，得到衰減比例度s和衰減周期Ts（或上升時間T升），然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系求出調(diào)節(jié)器各參數(shù)值。這種方法比較簡便，整定質(zhì)量高，整定過程安全可靠，應(yīng)用廣泛，但對于干擾頻繁、記錄曲線不規(guī)則的系統(tǒng)難于應(yīng)用。6.83 選擇。某控制系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器。某人用先比例后加積分的湊試法來整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)。若比例帶的數(shù)值已基本合適，在加入積分作用的過程中，則（ ）。