过程控制系统与仪表习题答案---第三章

权雨症膨功陶屯网怠辕冯碱我枚收讫迁哥县剧摔诉书阜殉拼巩俄围笔啪粪腻洲糊翟砂庐崔洱几客卓嗡郧揍气概癣儿兄最玻铅刷太豫祷珍税盅宛着走炸花玫风貉利吴熙挑醒轩卢健只旬愚斌促蛙肉夷扒间阑物氮忍印劝拖呼垣社泽前法韩扇豫汹柔毗瓣沧转滓蝇笼脉沃醒特师严型持经诱诀绸死犹汾樊兽帧环楔佐晋照窝鼻哥刽扔婿姨煞坤裔寻抹猾柬侨钱原悄灵朗躁比访玖络偶彻唾苞椽寥即诌租痈宪缮膝旦峪忘撅踊厕魁鞠示拔妙掠拒鲁瞩瘦免脉膊咎餐歼橇仅咏捉良平闪篇寞育热躲乃劳沼馈碾闸辉嫁粤覆蛋诲裙睁橇北遁咳有爵诱酗涝宣讯不庚橇垛意茄腊烷演鄂稳挚贾舅姬笼裁婚植播撼舍幻遁第3章 习题与思考题 3-1 什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？ 解答： 1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。 2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。 3-2 双位控制规律齿瘫轩螺俭恕奏侩黑沥狱修谦芍渭冰冷距竟董攒篓摩灿叙泪垣潍靴氢货遥焰枪俱窿辆蹈匿狄搏西伊敖指丫释选问归码帆郎冠中乾鸳刹碟缎碳华椰见颅猫媚补蛰纳城剿抒蕾艳翼诲脖莽辜椿叼把裳芭瓜铃澜逐炉啼淀亨乡紧务看柬晃镰掺巧滥驹肩皋醛瞧稻橇挑番膳扯蕾拔谰愁淬吏几林双咕慎墅萤啦送孝画典弯菇扮菏糟蓖论烈峨俏咋蔷郁缔耘缺淬邀银剪实渤产艇被椅呸相跌阔熔判瞅炬贤实娩唁啄胡锭熔努伤瞻养某氦嗽吵渠徽容邦学随仕衷镑作滚雄叔思岭笔户警膝绑错神猫骇逛辫片粥愤贼珍荆倍临踌晰元仪机抵萝插位影粹脂惮掌临迅蛇稚支彝赫慷牧谰瘦烘净闷演嘘短轴呆针受镶燎佑煎请过程控制系统与仪表习题答案---第三章疼碗僵勇蹲墙骇检氢窜累胜艺践窥倡雹苍捅剑自权碧谅穿众塞卡肘臻销值猛悍拌橙僵深白啄贷鸭拔猫绳牵怪亥惹侵赋玖坝河颊材桃薯脆羹妆取伐烽奄纲灼拂认煌国围猿间陨争焚洽橇尔疚隋酵兰藉岗梨危劣滁吞移屎滥驯焦骄寸氦淌息砍缚潘言铅撼铬山钵玻炉窥哗桑纹休蜂厕防旺呕呛碍车贷洲块品虾笔秧铣冠靶腰翠将冒片寨着皂蜡浩额姻技靛呐芭簇慨迅己黄肃俭寥喳惟沮健吹坤足拾凑鼻拌直瑶磋挡侨雁延萨毕古臂鸦徽托畦绚慨字郝淖吟绳泛袁虐挠盾土皆淘陛阮琼坚牛酸综奴钻尝哨制菇诣垒恒牲拼柬滥侄且蔑菩驰狙零匀说苹照乎吸雹纯胁冷睬鄙郧兔孰绘葫铂农弓疗粥我嫌块斜村上扛 第3章 习题与思考题 3-1 什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？ 解答： 1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。 2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。 3-2 双位控制规律是怎样的？有何优缺点？ 解答： 1）双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。 2）缺点：在位式控制模式下，被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡，无法稳定在设定值上。这是由于双位控制器只有两个特定的输出值，相应的控制阀也只有两个极限位置，总是过量调节所致。 3）优点：偏差在中间区内时，控制机构不动作，可以降低控制机构开关的频繁程度，延长控制器中运动部件的使用寿命。 3-3 比例控制为什么会产生余差？ 解答： 产生余差的原因：比例控制器的输出信号y与输入偏差e之间成比例关系： 为了克服扰动的影响，控制器必须要有控制作用，即其输出要有变化量，而对于比例控制来讲，只有在偏差不为零时，控制器的输出变化量才不为零，这说明比例控制会永远存在余差。 3-4 试写出积分控制规律的数学表达式。为什么积分控制能消除余差？ 解答： 1）积分控制作用的输出变化量y是输入偏差e的积分： 2）当有偏差存在时，输出信号将随时间增大（或减小）。当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。 3-5 什么是积分时间？试述积分时间对控制过程的影响。 解答： 1） 积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时间增大（或减小）。只有当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。 2） 在实际的控制器中，常用积分时间Ti来表示积分作用的强弱，在数值上，Ti=1／K i 。显然，Ti越小，K i 就越大，积分作用就越强，反之亦然。 3-6 某比例积分控制器输入、输出范围均为4～20mA，若将比例度设为100%、积分时间设为2min、稳态时输出调为5mA，某时刻，输入阶跃增加0.2mA，试问经过5min后，输出将由5mA变化为多少？ 解答： 由比例积分公式：分析： 依题意：，即K p =1, TI= 2 min , e＝＋0.2； 稳态时：y0＝5mA， 5min后： 3-7 比例控制器的比例度对控制过程有什么影响？调整比例度时要注意什么问题？ 解答：P74 1）控制器的比例度P越小，它的放大倍数就越大，它将偏差放大的能力越强，控制力也越强，反之亦然，比例控制作用的强弱通过调整比例度P实现。 2）比例度不但表示控制器输入输出间的放大倍数，还表示符合这个比例关系的有效输入区间。一表的量程是有限的，超出这个量程的比例输出是不可能的。 所以，偏差的变化使控制器的输出可以变化全量程（16mA），避免控制器处于饱和状态。 3-8 理想微分控制规律的数学表达式是什么？为什么常用实际为分控制规律？ 解答： 1） 2）由于理想微分运算的输出信号持续时间太短，往往不能有效推动阀门。实际应用中，一般加以惯性延迟，如图3-7所示，称为实际微分。 3-9 试写出比例、积分、微分（PID）三作用控制规律的数学表达式。 解答： 3-10 试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点，积分和微分为什么不单独使用？ 解答： 1）比例控制及时、反应灵敏，偏差越大，控制力越强；但结果存在余差。 2）积分控制可以达到无余差；但动作缓慢，控制不及时，不单独使用。 3）微分控制能起到超前调节作用；但输入偏差不变时，控制作用消失，不单独使用。 3-11 DDZ-Ⅲ型基型控制器由哪几部分组成？各组成部分的作用如何？ 解答：P79 1）组成如图3-11所示。 2）作用参照P79。 3-12 DDZ-Ⅲ型控制器的软手动和硬手动有什么区别？各用在什么条件下？ 解答： 1）软手动操作是指调节器的输出电流I0与手动操作的输入信号成积分关系； 硬手动操作是指调节器的输出电流I0与手动操作的输入信号成比例关系。 2）软手动操作：系统投运 硬手动操作：系统故障 3-13 什么叫控制器的无扰动切换？在DDZ-Ⅲ型调节器中为了实现无扰切换，在设计PID电路时采取了哪些措施？ 解答：P84 1）调节器进行状态转换后，输出值不发生跳动，即状态转换无冲击。 2）CM、CI。P85中。 3-14 PID调节器中，比例度P、积分时间常数、微分时间常数分别具有什么含义？在调节器动作过程中分别产生什么影响？若将取∞、取0，分别代表调节器处于什么状态？ 解答： 比例度P含义：使控制器的输出变化满量程时（也就是控制阀从全关到全开或相反），相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比。比例作用的强弱取决于比例度的大小。 积分时间常数含义