过程控制技术复习提纲

过程控制系统复习提纲过程控制系统复习提纲 第一章过程控制系统概述 1、过程控制定义、目的； 2、被控参数、控制参数、扰动量、给定值、当前值、偏差和控制作用的符号和 定义； 3、过程控制系统组成； 4、过程控制系统按系统结构和按给定值信号分类； 5、阶跃响应性能指标的定义和计算，稳态误差 ess、衰减比 n、超调量σ、过渡 时间 ts； 6、根据例题画出控制系统方框图，并指明被控过程、被控参数、控制参数和扰 动参数。 第二章 过程检测仪表 1、检测仪表的组成，传感器和变送器定义； 2、真值、绝对误差、相对误差、引用误差和精度等级的定义和计算； 3、温度检测定义和分类，华氏温标与摄氏温标换算，热电阻和热电偶定义； 热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的 导线。如下图 1 所示 图 1 4、压力检测，压力定义，差压、绝对压力pa、表压力 p、负压 ph和大气压 p0的 定义和图示，常见弹性式压力检测分类； 5、流量检测，流量、体积流量、质量流量的定义和公式，容积式流量计和节流 式流量计的原理和公式； 6、物位测量，液位、界位和料位的定义，了解三种物位测量名称，如电容式物 位测量、超声波式物位测量、雷达式物位测量和核辐射式物位测量； 7、软测量定义和组成； 第三章 过程执行器 1、调节阀分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀； 2、电-气阀门定位器的功能（4 个） ； 3、直线流量特性、对数流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性的定义； 4、气开、气关的定义，掌握根据工艺生产的安全来选择气开或气关形式； 气开式：无压力信号时阀门全闭，随着压力信号增大，阀门逐渐开大的气动 调节阀为气开式。 气关式：无压力信号时阀门全开，随着压力信号增大，阀门逐渐关小的 气动调节阀为气关式。 第四章 被控过程 1、自衡过程和非自衡过程定义，单容和多容的定义； 2、增益 K、时间常数 T、时滞τ的定义和作用； 3、过程数学模型的三种分类和定义； 4、机理建模的三个步骤； 5、掌握课后练习题 P96 4.7 第五章 常规过程控制策略 1、常规过程控制策略一般分为开关控制和 PID 控制； 2、PID 控制的 3 个优点，PID 参数整定原则；4 种控制器参数整定方法。 3、PID 调节器规律的选择； 4、P、I、D 控制各自特点： 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。 第七章 串级控制系统 1、串级控制系统的定义，主被控变量、副被控变量、主被控过程、副被控过程、 主控制器、副控制器、主回路、副回路、主检测变送器、副检测变送器、一次扰 动和二次扰动的定义； 2、掌握根据题例和目和控制系统图作串级控制系统方框图 P164 例 7.3 3、串级控制系统有哪些特点? (1) 在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； (2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量； (3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了 干扰对主变量的影响； (4)系统对负荷改变时有一定的自适应能力。 第八章 复杂控制系统 1、前馈控制的原理和特点，前馈控制系统的结构形式； 2、前馈控制与反馈控制的区别； 三、名词解释范围三、名词解释范围 1、过程控制 2、被控参数 3、控制参数 4、扰动量 5、稳态误差 6、衰减比 7、超调量 8、过渡时间 9、传感器 10、绝对误差 11、相对误差 12、引用误差 13、压力 14、流量 15、物位 16、气开式 17、气关式 18、自衡过程 19、非自衡过程 20、单容过程 21、多容过程 四、简答题四、简答题 1 1、、简述热电偶温度计组成部分及各部件的功能。 简述热电偶温度计组成部分及各部件的功能。 （作图说明）（作图说明） 热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。 如下 图所示 热电偶是系统中的测温元件， 测量仪表是用来检测热电偶产生的热电势信号的， 可以采用动 圈式仪表或电位差计，导线用来连接热电偶与测量仪表。 为了提高测量精度，一般都要采用 补偿导线和考虑冷端温度补偿。 2 2、什么叫绝对压力、表压及真空度、什么叫绝对压力、表压及真空度? ?它们的相互关系是怎样的它们的相互关系是怎样的? ?（作图说明）（作图说明） 绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。 表压力： 当绝对压力大于大气压力时， 绝对压力高于大气压力的数值称为表压力， 简称表压。 真空度：当绝对压力小于大气压力时，绝对压力低于大气压力的数值称为真空度或负压。 绝对压力、大气压、表压、真空度之间的相互关系如图所示。 3 3、、什么是调节 什么是调节( (被控被控) )对象，给定值和偏差？对象，给定值和偏差？ 答案答案：自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象，而生产中要求保持的工艺指标， 称为给定值。 对于自动调节系统中， 习惯采用给定值 R 减去测量值 Y 作为偏差 e，即 e=R-Y， 给定值 R 大于测量值 Y 时为正偏差，而给定值R 小于测量值 Y 时为负偏差。 4 4、、PID PID 控制中比例、积分、微分控制各自特点。控制中比例、积分、微分控制各自特点。 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。 5 5、简述、简述 PIDPID 调节器调节器 K c、 、 T i和 和 T d的作用是什么？ 的作用是什么？ 比例度 Kc作用：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T I 作用：T I 越小， 积分作用越强； 越大积分作用越弱； 若将T I 取∞ ， 则积分作用消失。 微分时间常数T D 作用：T D 越大，微分作用越强；T D 取 0，微分作用消失。 7 7、、 试简述临界比例度法及其特点。试简述临界比例度法及其特点。 答案答案： 临界比例度法是在纯比例运行下通过试验， 得到临界比例度靠和临界周期 Tk，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。 这种方法比较简单、易于掌握和判断，适用于一般的控制系统。但是不适用于临 界比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统， 否则易影响生产的正常进行或 造成事故。 8 8、、 试简述衰减曲线法及其特点试简述衰减曲线法及其特点 答案答案： 衰减曲线法是在纯比例运行下通过使系统产生衰减震荡， 得到衰减比例度 ， 然后根据经验总结出来的关系求出控制器各 s 和衰减周期T s（或上升时间 T 升 ） 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。 9 9、、 串级控制系统有哪些特点串级控制系统有哪