第二章什么是對象特征？為何要研究對象特征？答：研究對象特征是設(shè)計控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；為了能使控制系統(tǒng)能安全投運并進(jìn)行必需的調(diào)試；優(yōu)化操作。什么是對象的數(shù)學(xué)模型？靜態(tài)數(shù)學(xué)模型與動向數(shù)學(xué)模型有什么差別？答：對對象特征的數(shù)學(xué)描繪就叫數(shù)學(xué)模型。靜態(tài)：在輸入變量和輸出變量達(dá)到安穩(wěn)狀態(tài)下的狀況。動向：輸出變量和狀態(tài)變量在輸入變量影響下的變化狀況。成立對象的數(shù)學(xué)模型有什么意義？答：1,控制系統(tǒng)的方案設(shè)計；控制系統(tǒng)的調(diào)試和調(diào)理器參數(shù)確實定；擬訂工業(yè)過程操作優(yōu)化方案；新式控制方案及控制策略確實定；計算機(jī)仿真與過程培訓(xùn)系統(tǒng)；設(shè)計工業(yè)過程的故障檢測與診療系統(tǒng)。成立對象的數(shù)學(xué)模型有哪兩種方法？答：機(jī)理建模和實驗建模。機(jī)理建模：由一般到特別的推理演繹方法，對已知結(jié)構(gòu)、參數(shù)的物理系統(tǒng)運用相應(yīng)的物理定律或定理，依據(jù)對象或生產(chǎn)過程的內(nèi)部機(jī)理，經(jīng)過合理的剖析簡化而成立起描繪系統(tǒng)各物理量動靜態(tài)性能的數(shù)學(xué)模型。實驗建模步驟：1確立輸入變量與輸出變量信號；2測試；3對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸剖析。反響對象特征的參數(shù)有哪些？各有什么物理意義？他們對自動控制系統(tǒng)有什么影響？答：K—放大系數(shù)。對象重新穩(wěn)固后的輸出變化量與輸入變化量之比。T—時間參數(shù)。時間參數(shù)表示對象遇到輸入作用后，被控變量的變化快慢。桃—阻滯時間。輸入發(fā)生變化到輸出發(fā)生變化之間的時間間隔。評論控制系統(tǒng)動向性能的常用單項指標(biāo)有哪些？各自的定義是什么？單項性能指標(biāo)主要有：衰減比、超調(diào)量與最大動向誤差、靜差、調(diào)理時間、振蕩頻次、上漲時間和峰值時間等。衰減比：等于兩個相鄰的同向波峰值之比n；過渡過程的最大動向誤差：關(guān)于定值控制系統(tǒng)，是指被控參數(shù)偏離設(shè)定值的最大值A(chǔ)；超調(diào)量：第一個波峰值y與最后穩(wěn)態(tài)值y之比的百分?jǐn)?shù)；剩余誤差C：過渡過程結(jié)束后，被控參數(shù)所達(dá)到的新穩(wěn)態(tài)Y與設(shè)定值之間的誤差。調(diào)理時間：從過渡過程開始到過渡過程結(jié)束所需的時間；振蕩頻次：過渡過程中相鄰兩同向波峰之間的時間間隔叫振蕩周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻次；峰值時間：過渡過程開始至被控參數(shù)抵達(dá)第一個波峰所需要的時間。第三章12選擇調(diào)理器控制規(guī)律的依照是什么？若已知過程的數(shù)學(xué)模型，如何來選擇pid控制規(guī)律？1依據(jù)桃0/T0比值來選擇。若比值小于0.2，選PI，若在0.2與1.0之間，采納PI或者PID，若大于1.0，就需要用到串級控制。2依據(jù)過程特征來選擇控制器的控制規(guī)律。P：過渡時間短，戰(zhàn)勝擾亂能力大。常用于負(fù)荷變化小，自均衡能力強(qiáng)，對象控制通道中的滯后時間與時間常數(shù)之比小，同意余差存在，控制質(zhì)量要求不高的場合。PI：適適用于調(diào)理通道滯后小，負(fù)荷變化小，不一樣意有余差的場合。PD：積分除去余差，微分提升系統(tǒng)穩(wěn)固性。適適用于調(diào)理通道滯后大的場合。PID：對象控制通道中的滯后時間與時間常數(shù)之比大，通道滯后大控制要求較高。13一個自動控制系統(tǒng)，在比率控制的基礎(chǔ)上分別增添：1合適的積分作用；2合適的微分作用。試問：1）這兩種狀況對系統(tǒng)的穩(wěn)固性，最大動向誤差，余差分別有什么影響？2）為了獲得同樣的系統(tǒng)穩(wěn)固性，應(yīng)如何調(diào)整系統(tǒng)調(diào)理器的比率度，說明原因(1)P，減小余差，穩(wěn)固性不變，最大動向誤差不變D,加強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)固性，最大動向誤差減小，余差不變2）1將控制器的積分時間放在最大值，微分時間放在最小值，比率度放在最大值后，讓系統(tǒng)投入運轉(zhuǎn)。2漸漸減小比率度，且每改變一次，都經(jīng)過改變設(shè)定值給系統(tǒng)施加一個階躍擾亂，同事察看系統(tǒng)輸出，直到過渡過程出現(xiàn)等幅振蕩為止。此時為臨界比率度和臨界振蕩周期。3依據(jù)臨界比率度和臨界周期，依據(jù)相應(yīng)公式求出控制器的個整定參數(shù)。4將控制器的比率度換成正定的值，而后挨次按積分時間和微分時間設(shè)置為整定值，加入擾亂后，還可以合適調(diào)整。15第四章1．什么叫串級控制系統(tǒng)？繪制其結(jié)構(gòu)方框圖。串級控制系統(tǒng)是由兩個控制器的串接構(gòu)成，一個控制器的輸出做為另一個控制器的設(shè)定值，兩個控制器有各自獨立的丈量輸入，有一個控制器的給定由外面設(shè)定。2．與單回路控制系統(tǒng)對比，串級控制系統(tǒng)有哪些主要特色？多了一個副回路，形成雙閉環(huán)。特色：主控制器輸出改變副控制器的設(shè)定值，故副回路構(gòu)成的是隨動系統(tǒng)，設(shè)定值是變化的。在串級控制系統(tǒng)中，因為引入了一個副回路，不但能提早戰(zhàn)勝進(jìn)入副回路的擾動，并且又能改良過程特征。副調(diào)理器擁有“粗調(diào)”的作用，主調(diào)理器擁有“細(xì)調(diào)”的作用，進(jìn)而使其控制質(zhì)量獲得進(jìn)一步提升。3．為何說串級控制系統(tǒng)因為存在一個副回路而擁有較強(qiáng)的克制擾動的能力？①副回路的迅速作用，關(guān)于進(jìn)入副回路的擾亂迅速地戰(zhàn)勝，減小了擾亂對主變量的影響；②引入副回路，改良了副對象的特征(減小副對象的相位滯后)，提升了主回路的響應(yīng)速度，提升了擾亂的克制能力；③副回路能夠依照主回路的要求對副變量進(jìn)行精準(zhǔn)控制；④串級系統(tǒng)提升了控制系統(tǒng)的魯棒性。4．串級控制系統(tǒng)在副參數(shù)的選擇和副回路的設(shè)計中應(yīng)依照哪些主要原則？①將主要擾亂包含在副回路；②副回路盡量包含多的擾亂；③為保證副回路的迅速響應(yīng)，副對象的滯后不可以太長；④為提升系統(tǒng)的魯棒性，將擁有非線性時變部分包含于副對象中；⑤需要對流量實現(xiàn)精準(zhǔn)的追蹤時，將流量選為副對象。5．串級控制系統(tǒng)往?？捎迷谀男﹫龊希繎?yīng)用于容量滯后較大的過程應(yīng)用于純時延較大的過程應(yīng)用于擾動變化強(qiáng)烈并且幅度大的過程應(yīng)用于參數(shù)互有關(guān)系的過程應(yīng)用于非線性過程6．前饋控制與反應(yīng)控制各有什么特色？繪制前饋控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。前饋：鑒于擾動來除去擾動對被控量的影響；動作“實時”；只需系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)是穩(wěn)固的，則控制系統(tǒng)必定穩(wěn)定；擁有指定性賠償?shù)南拗菩?；控制?guī)律取決于被控對象的特征。反應(yīng)：鑒于誤差來除去誤差；“不實時”的控制；存在穩(wěn)固性問題；對各樣擾動均有校訂作用；控制規(guī)律往常是P、PI、PD或PID等典型規(guī)律。7．在什么條件下前饋控制成效最好？為何一般不獨自使用前饋控制方案？正確地掌握過程擾動通道的特色wf（s）及控制通道的特征wo（s）正確求出前饋控制wm（s）；戰(zhàn)勝可測不行控的擾動前饋控制室鑒于擾動的控制，擾動不只一個，難于掌握屬于開環(huán)控制，易受其余擾動擾亂而沒法控制其戰(zhàn)勝可測不行控的擾動，關(guān)于系統(tǒng)中其余擾動無克制作用8．試述前饋控制系統(tǒng)的整定方法。⑴前饋控制器的選擇①用模擬表實行經(jīng)過特定的前饋控制器，或采納運算單元自行結(jié)構(gòu)；②用軟件實現(xiàn)⑵參數(shù)整定①純真的前饋控制，可視工藝要求進(jìn)行參數(shù)整定；先調(diào)整Kd，而后調(diào)整T1、T2②前饋—反應(yīng)相聯(lián)合，先整定反應(yīng)系統(tǒng)，再重復(fù)步驟①。9．什么是比值控制系統(tǒng)？常用的比值控制方案有哪些？并比較其優(yōu)弊端，繪制各比值控制方案結(jié)構(gòu)方框圖。實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)切合必定比率關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)開環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，變比值控制系統(tǒng)10．比值與比值系數(shù)有何不一樣？設(shè)計比值控制系統(tǒng)時需解決哪些主要問題？比值k=Q1/Q2,,是兩個體積流量或重量之比，而比值參數(shù)是把比值k折算成比值器上，K’=k(Q1max/Q2max)主從動量確立；控制方案的選擇；調(diào)理器控制規(guī)律確實定；正確采納流量計與變送器；比值控制系統(tǒng)的實行；比值參數(shù)的計算；比值控制系統(tǒng)參數(shù)的整定11．什么是平均控制？常用的平均控制方案有哪些？平均控制是在連續(xù)生產(chǎn)過程中，各樣設(shè)施前后密切聯(lián)系的狀況提出來的一種特別的控制①采納液位控制②采納液位和流量的串級控制③取液位和流量兩個信號之差為被控變量雙沖量平均控制12．什么是分程控制？如何實現(xiàn)分程控制？在分程控制中需注意哪些主要問題?在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有時會碰到一個控制器去操控幾個閥門，若按輸出信號的不一樣區(qū)間操作不一樣的閥門，這樣的控制系統(tǒng)叫做分程控制系統(tǒng)。盡量采納對數(shù)調(diào)理閥；采納分程信號重疊法；調(diào)理閥的泄露量的大小13．什么是選擇性控制？試述常用選擇性控制方案的基來源理。凡是在控制回路中引當(dāng)選擇器的系統(tǒng)稱為選擇性控制系統(tǒng)。選擇器位于調(diào)理器的輸出端，對換節(jié)器輸出信號進(jìn)行選擇的系統(tǒng)：兩個調(diào)理器共用一個調(diào)理閥選擇器位于調(diào)理器以前，對變送器的輸出信號進(jìn)行選擇的系統(tǒng)：幾個變送器適用一個調(diào)理器14．什么是積分飽和現(xiàn)象？如何除去選擇性控制中的積分飽和現(xiàn)象？當(dāng)選擇器在控制器和控制閥之間，系統(tǒng)出現(xiàn)超限時，控制器應(yīng)立刻切換。為保證實時切換，在誤差為零時，兩個調(diào)理器應(yīng)當(dāng)有同樣的輸出。當(dāng)此中一個控制器或兩個控制器采納PI作用時，一個調(diào)理器被另一個控制器切換后，誤差仍存在，且存在的時間較長，將產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，使下一次不可以實時切換。因為誤差長時間存在，誤差為零時控制器輸出仍要高出規(guī)定上、下限一段時間。為了保持同步，常采納積格外反應(yīng)的方法。采納選擇器的輸出，即控制調(diào)理閥的信號做為積格外反應(yīng)。15．一般地說從結(jié)構(gòu)上看，分程控制是由一只控制器控制兩只控制閥，而選擇性控制是由兩只控制器控制一只控制閥，試?yán)L制各自系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。16．什么是推測控制？兩類“計算指標(biāo)控制”是什么？推測控制：利用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，由可測信息將不測輸出計算出來實現(xiàn)反應(yīng)控制；或?qū)⒉恍袦y擾動計算出來實現(xiàn)前饋控制。由協(xié)助輸出計算控制指標(biāo)，作為被控變量的丈量值；以某協(xié)助輸出變量為被控變量，其設(shè)定值由控制指標(biāo)算式計算出來。17．試述復(fù)雜控制系統(tǒng)有哪些？它們都是為何目的而開發(fā)的？串級控制系統(tǒng)：改良控制質(zhì)量前饋控制系統(tǒng)：擾動出現(xiàn)時就可以進(jìn)行控制比值控制系統(tǒng)：依據(jù)某一流量的變化調(diào)理另一流量平均控制系統(tǒng)：使前后設(shè)施在物料供求上相互兼?zhèn)淦骄鶇f(xié)調(diào)分程控制系統(tǒng)：擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍，使得在小流量時可實現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制用于知足工藝上操作的特別要求選擇性控制系統(tǒng)：推測控制系統(tǒng):被控對象的輸出和擾動都不行測，沒法設(shè)計一般的反應(yīng)和前饋控制。22第七章什么是集散控制系統(tǒng)？集散控制系統(tǒng)的特色有哪些？集散控制系統(tǒng)是以微辦理器為基礎(chǔ)的對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)督、操作、管理和分別控制的集中分別控制系統(tǒng)，簡稱DCS系統(tǒng)特色：1系統(tǒng)構(gòu)成靈巧2操作管理便利3控制功能豐富4信息資源共享5安裝調(diào)試方便6安全靠譜性高與儀表控制系統(tǒng)對比較，集散控制系統(tǒng)有哪些同樣處？有哪些不一樣處？儀表控制系統(tǒng)指由模擬式儀表構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制的作用是保證被控對象的一個最基本的運轉(zhuǎn)單元能夠依照預(yù)約的參數(shù)正常運轉(zhuǎn)。控制器的輸入有兩個：設(shè)定值和丈量值；控制器的輸出是對被控過程的控制。特色：各部分的儀表散布