《过程控制系统》作业题答案

《过程控制系统》思考题

1. 什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。

串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为另一个控制器的设定值, 两个控制器有各自独立的测量输入，有一个控制器的给定由外部设定。

2. 与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？

多了一个副回路，形成双闭环。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。

3?为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力？

①副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克服，减小了干扰对主变量的影响；

②引入副回路，改善了畐U对象的特性（减小副对象的相位滞后），提高了主回路的响应速度，

提高了干扰的抑制能力；

③副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制；

④串级系统提高了控制系统的鲁棒性。

4?串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则?

①将主要干扰包括在副回路；

②副回路尽量包含多的干扰；

③为保证副回路的快速响应，畐U对象的滞后不能太长；

④为提高系统的鲁棒性，将具有非线性时变部分包含于副对象中；

⑤需要对流量实现精确的跟踪时，将流量选为副对象。

5?串级控制系统通常可用在哪些场合?

*应用于容量滞后较大的过程

*应用于纯时延较大的过程

*应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程

*应用于参数互相关联的过程

*应用于非线性过程

6. 前馈控制与反馈控制各有什么特点？绘制前馈控制系统结构方框图。

前馈：基于扰动来消除扰动对被控量的影响；动作及时”；

只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳

疋；

开环比值控制系统，单闭环比值控制系统, 统双闭环比值控制系统，变比值控制系控制阀

测虽变送具有指定性补偿的局限性；

控制规律取决于被控对象的特性。反馈：基于偏差来消除偏差；

不及时”的控制；存在稳定性问题；对各种扰动均有校正作用；控制规律通常是P、PI、PD或PID等典型规律。

7 ?在什么条件下前馈控制效果最好？为什么一般不单独使用前馈控制方案？

准确地掌握过程扰动通道的特点wf (s)及控制通道的特性wo (s)

准确求出前馈控制wm ( s)；克服可测不可控的扰动前馈控制室基于扰动的控制，扰动不止一个，难于把握属于开环控制，易受其他扰动干扰而无法控制

其克服可测不可控的扰动，对于系统中其他扰动无抑制作用

8 ?试述前馈控制系统的整定方法。

⑴前馈控制器的选择

①用模拟表实施通过特定的前馈控制器，或采用运算单元自行构造；

②用软件实现

⑵参数整定

①单纯的前馈控制，可视工艺要求进行参数整定；先调整K d，然后调整T1、T2

②前馈一反馈相结合，先整定反馈系统，再重复步骤①。

9?什么是比值控制系统？常用的比值控制方案有哪些？并比较其优缺点，绘制各比值控制方案结构方框图。

实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统

测屋变送

测虽变送

测尿变送

拧制阀■苛象

拎制器

测駅变送