过程控制复习资料讲解学习

过程控制复习资料

过程控制系统课后习题解答（不完全版注：红色为未作答题目）

1.1过程控制系统中有哪些类型的被控量？答：被控量在工业生产过程中体现的物流性质和操作条件的信息。如：温度、压力、流量、物位、液位、物性、成分。

1.2过程控制系统有哪些基本单元组成？与运动控制系统有无区别？答：被控过程或对象、用于生产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执行机构、报警保护盒连锁等其他部件构成。

过程控制系统中的被控对象是多样的，而运动控制系统是某个对象的具体控制。

1.3简述计算机过程控制系统的特点与发展。答：特点：被控过程的多样性，控制方案的多样性，慢过程，参数控制以及定值控制是过程控制系统的主要特点。发展：二十世纪六十年代中期，直接数字控制系统

（DDC ），计算机监控系统（SCC ）；二十世纪七十年代中期，标准信号为4~20mA 的DDZ Ⅲ型仪表、DCS 、PLC ；八十年代以来，DCS 成为流行的过程控制系统。

1.4衰减比η和衰减率Ψ可以表征过程控制系统的什么性能？答：二者是衡量震荡过程控制系统的过程衰减程度的指标。

1.5最大动态偏差与超调量有何异同之处？答：最大动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量，一般表现在过渡过程开始的第一个波峰，最大动态偏差站被控量稳态值的百分比称为超调量，二者均可作为过程控制系统动态准确性的衡量指标。

2.2通常描述对象动态特性的方法有哪些？答：测定动态特性的时域方法；测定动态特性的频域方法；测定动态特性的统计相关方法。

2.4单容对象的放大系数K 和时间常数T 各与哪些因素有关，试从物理概念上加以说明，并解释K ，T 的大小对动态特性的影响？答：T 反应对象响应速度的快慢，T 越大，对象响应速度越慢，动态特性越差。K 是系统的稳态指标，K 越大，系统的灵敏度越高，动态特性越好。

2.5对象的纯滞后时间产生的原因是什么？答：由于扰动发生的地点与测定被控参数位置有一段距离，产生纯滞后时间。附：常见的过程动态特性类型有哪几种？各可通过什么传递函数来表示？答：（1）单容对象动态特性（有自平衡能力），用一阶惯性环节表示传递函数(s)1

K G s τ=

+；（2）无自平

衡能力单容对象的动态特性，传递函数用一个积分换届表示11(s)G Ta s =

；（3）具有纯延迟的单容对象特性，多了一个延迟因子0s e τ-表示传递函数

0(s)1

s K G e Ts τ-=+；（4）多容对象的动态特性（具有自平衡能力），传递函数()()()()()

1234(s)1111...1n K G T s T s T s T s T s =+++++其中123,,,...n T T T T 为n 个相互独立的多容对象的时间常数，总放大系数为K ；（5）无自平衡能力的双容对象，传递函数为一个积分环节与一个一阶惯性环节之积，11(s)1a G Ts T s

=

+g ，对于多容对象，若有纯延迟则类似于单容对象，传递函数多一个延迟因子0s e τ-；（6）相互作用的双容对象，211221122211(s)()s 1

G R C R C s R C R C R C =++++

3.1简述流量检测的基本原理，流量的测量与哪些因素有关？答：在管道中流动的流体具有动能和位能，并在一定条件下这两种形式的能量可以互相转换，但参加转换的能量总和是不变的，利用节流元件进行流量检测是基于此原理；流量的测量与流量系数、可膨胀系数、节流装置开孔截面积，流体流经节流元件前的密度、节流元件前后压力差有关。

3.2简述流量调节中调节阀的几种理想特性。答：①当调节阀两端压差不变时，阀的可调比称为理想可调比max min

Q R Q =，其中Qmax 是调节阀可控的上限值，Qmin 是调节阀可控的下限值，R 是理想可调比，理想可调比是调节阀的一个重要特性。②理想流量特性是阀前后压差保持不变的特性，主要有直线、对数、抛物线、快开等。直线流量特性r

r

dQ K dL =，对数流量特性r r r dQ KQ dL =

，抛物线流量特性r r dQ dL =()(1)r

r r r dQ f L K L dL ==-。附1被控变量与控制变量选择的原则有哪些？答：原则如下①选择对控制目标起重要影响的输出变量作为被控变量②选择可直接控制目标质量的输出变量作为被控变量③在以上前提下，选择与控制（或操作）变量之间的传递函数比较简单，利用动态和静态特性较好的输出变量作为被控变量④有些系统存在控制目标不可测的情况，则可选择其他能够可靠测量，且与控制目标有一定关系的输出变量作为辅助被控变量。附2调节阀理想流量特性有哪几种，各有什么特点？

4.1P.I.D 控制规律各有何特点？其中，哪些是有差调节，哪些是无差调节？为了提高系统的稳定性，消除控制系统的误差，应选用哪些调节规律？

答：P 控制是有差调节，作用速度快，但最终平衡，达到稳定状态；I 控制是无差调节，超调量大，不如P 控制稳定；D 控制是有差调节，有余差，只与偏差变化速度有关。应选用PI 调节规律或PID 调节规律以清除控制系统的误差和提高系统稳定性。

4.2试总结调节器P 、PI 、PD 动作规律对系统控制的影响。

4.3什么是积分饱和？引起积分饱和的原因是什么？如何消除？答：具有积分作用的调节器，只要被调量与设定值之间有偏差，其输出就会不停的变化，当偏差始终保持一个方向时，调节器的输出u 将因积分作用的不断累加而增大，从而使执行机构达到极限位置Xmax ，之后尽管u 还在增大，但执行机构已不再动作，这种现象称为积分饱和，原因也在于此。消除积分饱和的常用方法有①限制PI 调节器的输出在规定范围②积分分离法，即人为设定一个限值，在PI 调节器的输出超过某一限值时，改用纯P 控制③遇限削弱积分法，即人为设一限定，当控制输出大于该限定时，只累加负偏差，反之亦可。

4.4一个控制系统，在比例控制的基础上分别增加①适当的积分作用；②适当的微分作用。试问：（1）这两种情况对系统的稳定性、最大动态偏差、余差分别有何影响？（2）为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例带δ？说明理由。答：（1）情况①稳定性下降，最大动态偏差增

加，余差消除；情况②稳定性加强，最大动态偏差减小，余差减小。（2）

PI 下：11t o I

u e edt T δ??=+ ????PD 下：1D de u e T dt δ??=+ ??? δ增大可得到相同的系统稳定性。

4.5微分动作规律对克服被控对象的纯延迟和容积延迟的效果如何？对克服外扰的效果又如何？答：微分动作规律对克服被控对象纯延迟无效，对容积延迟效果较好，微分动作对外扰有放大作用，对于克服外扰的效果较差。

4.6增大积分时间对控制系统的控制品质有什么影响？增大微分时间对控制系统的控制品质有什么影响？

4.7某电动比例调节器的测量范围为100~200℃，其输出为0~100mA 。当温度从140℃变化到160℃时，测得调节器的输出从3mA 变化到7mA 。试求出该调节器比例带。解：

()()max min max min /(160140)/(200100)100%100%500%/(73)/(1000)e e e u u u δ---=?=?=---。4.14什么是数字PID 位置型控制算法和增量式控制算法？答：位置式PID 控制算法：

[]0(k)K (k)(j)(k)(k 1)k

D P j I T T u e e e e T T =??=++--????∑ 增量式PID 控制算法：

()()()()()()()()()11212P I D u k u k u k K e k e k K e k K e k e k e k =--=--++----????????V

4.15为什么在计算机控制装置中通常采用增量式控制算法？答：位置式

PID 控制算法带来的问题对e(k)的累加增大了计算机的存储量和运算的工作量,u(k)的直接输出易造成执行机构的大幅度动作,有些应用场合要求增量式u(k)。因此在计算机控制装置中通常采用增量式控制算法。

4.16简述积分分离PID 算法，它与基本PID 算法的区别在哪里？答：控制偏差较大时，取消积分作用，以减小超调；控制偏差较小时，再恢复积分作用，以消除余差。无积分分离算法的输出曲线有较大的超调量，而积分分离PID 算法输出曲线超调量较小。

4.17数字PID 控制中采样周期的选择要考虑哪些因素？答：给定值的变化频率，被控对象的特性，执行机构的类型，控制的回路数1n

j j T T =≥∑。

附1PID 参数整定方法有哪些？各自有何特点？过程是什么？答：①动态特性参数法：这是一种以被控对象控制通道的阶跃响应为依据，通过一些经验公式求取调节器最佳参数整定值的开环整定方法。使用方法的前提是，广义被控对象的阶跃响应可用一阶惯性环节加纯延迟来近似()1

s K G s e Ts τ-=+则做实验得对象参数K 、T 、τ，再根据Z —N 调节器参数整定公式求取PID 参数。②稳定边界法。基于纯比例控制系统临界振荡试验所得数据，即临界比例带pr δ和临界振荡周期pr T ，利用一些经验公式，求取调节器最佳参数

值。过程如下：置调节器积分时间I T 到最大值（I T =∞），微分时间0D T =，比例带δ置较大值，使控制系统投入运行。待系统运行稳定后，逐渐减小比例带，直至系统出现等幅振荡，即所谓临界振荡过程，记下此时比例带pr δ，计算两波峰时间pr T 。利用按照稳定边界法给出的计算公式，求取调节

器各整定参数δ，I T ，D T 。③衰减曲线法：也是闭环整定方法，整定的依据

同稳定边界法，也是纯比例调节下的试验数据，不同的只是这里的试验数据来自系统的衰减振荡，且衰减比特定(通常为4:1或10:1)，之后就与稳定边界法一样，也是利用一些经验公式，求取调节器相应的整定参数。

④经验整定法：根据经验先选一组控制器参数，将系统投入运行根据运行情况，依经验调整PID参数。

5.1什么是串级控制系统？请画出串级控制系统的原理方框图。答：所谓的串级控制系统，就是采用两个控制器传亮工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输出去操纵控制阀，从而对主控变量具有更好的控制效果。

5.2试举例说明串级控制系统

克服干扰的工作过程。答：以隔焰隧道窑温度——温度串级控制系统为例说

明如下：控制阀选择“气开”方式。两个控制器都选择“反”作用方式。①

当只存在二次干扰时，系统只收到来自燃料压力波动的干扰，例如燃料压力

波动的干扰，例如燃料压力升高，这时尽管控制阀门开度没变，但是燃料的

流量增大了，引起燃烧室温度T2升高，经副温度检测变送后，副控制器接

受的测量值增大。根据副控制器的“反”作用，其输出将减小，“气开”式

的控制阀门将被关小，燃料流量被调节回稳定状态。②当只存在一次干扰，

系统只受到来自窑车速度干扰，例如窑车的速度加快，必然导致窑道中烧成

带温度T1的降低，对于主控制器来说，其测量值减小，由于主控制器的“反”

作用，它的输出必然增大，副控制器的设定值增大了。等效于副控制器设定

值不变，而测量值减小，控制器“反”作用，其输出将增大，“气开”式控制

阀增大，使窑内烧成带温度回开为设定值。对于一次、二次干扰同时存在，

主副控制器共同调节。

5.3串级控制系统与单回路控制系统相比有什么特点？答：（1）由于副回路的存在，减小了对象的

时间常数，缩短了控制通

道，使控制作用更加及

时。（2）提高了系统的工

作频率，使振荡周期减

小，调节时间缩短，系统

的快速性增强了。（3）对二次干扰具有很强的克服能力，对克服一次干扰的能力也有一定的提高。（4）对负荷或操作条件的变化具有一定的自适应能力。5.4串级控制系统的副变量选择原则有哪些？答：（1）应使主要的和更多的干扰落入副回路中。（2）应使主副对象的时间常数匹配。（3）应考虑工艺上的合理性、可能性、经济性。

5.7串级控制系统多用于哪些场合？答：凡是由单回路控制系统能够满足过程控制要求时，就不必采用串级控制系统。在以下场合应用串级控制系统：①克服变化剧烈和幅度大的干扰②克服对象的纯滞后③克服对象的容量滞后④克服对象的非线性⑤自校正设定值。

6.1比值控制系统的结构形式有哪几种？对应的工艺流程图和原理方框图如何画？工作过程各怎样？

答：（1）开环比值控制系统：工作过程：稳态时，两物料流量满足

Q2=KQ1的关系；当主动量Q1由于受到干扰而发生变化时，比值器根据Q1，对设定值的偏差情况，按比例去改变控制阀的开度，使从动量变化

Q2，与变化后Q1保持原比例，但当Q2受外界干扰发生波动时，Q1，Q2比例遭到破坏。

（2）单闭环比值控制系统

工作过程：稳态下，两物料满足Q2=KQ1的比值关系。当主动量不变时，比值控制器的输出不变，此时从动量回路是一个定值控制系统；如果从动量Q2受到外界干扰发生变化时，经过从动量回路的控制作用，把变化了的Q2再调回到稳态值，从而维持了Q1，Q2的比值关系；当主动量受到干扰发生变化时，比值器经过比例运算输出也发生了变化。从动量回路是一个随动控制系统，它将使从动量Q2随主动量Q1的变化而变化，使Q1Q2仍维持原来的比值关系。

（3）双闭环比值

控制系统

工作过程：当主

动量受到干扰发

生波动时，主动

量回路对其进行

定值控制，从而

使主动量始终稳定在设定值附近，而从动量回路是一个随动控制系统，主动量Q1变化时，通过比值器输出使从动量控制器设定值改变，使Q2随

Q1变化而变化；当从动量Q2受到干扰，和单闭环比值控制系统一样经过从动量的调节，使从动量稳定在比值器输出值上。

（4）变比值控制系统

6.2主、从动量的选择原则是什么？答：在实际生产中，如果一个流量是可控的，另一个流量是不可控的，可以组成单闭环比值控制系统，不可控的流量作为主动量Q1，可控的流量作为从动量Q2.如果二者均可控，可组成双闭环比值控制系统。选择原则如下：（1）分析两物料的供应情况，将有可能供应不足的物料流量作为主动量，供应充足的物料流量作为从动量。（2）将对产生负荷起关键作用的物料作为主动量。（3）从安全角度出发，分析两种物料流量分别在失控下，必须保持比值一定情况下的物料流量作为主动量。

6.7设置均匀控制的目的是什么？均匀控制系统有哪些特点？答：目的：使两个有关联的被控变量在规定范围内缓慢地，均匀地变化，使前后设备在物料的供求上相互兼顾，均匀协调。特点，①两个被控变量都应该是变化

的②两个被控变量的调节过程都应该是缓慢的③两个被控变量应在工艺允许的操作范围内。

6.8如何对均匀控制系统进行参数整定？答：比例度要宽、积分时间要长，通过“看曲线”，“整参数”，使液位和流量达到均匀协调的最终目的。主要原则是一个“慢”字。均匀控制系统要整定的控制器是一个，可按照单回路控制系统的整定方法进行。

6.9分程控制有哪些用途？如何解决两个分程信号衔接处流量特性的折点现象？答：用途：①分程控制用于扩大控制阀的可调比②满足工艺上的特殊要求。解决方法：为了使总流量特性达到平稳过渡，可采取如下方法：（1）两个线性流量特性的阀并联分程使用本法是先根据单个分程阀的特性找寻组合后的总流量特性，再根据单个分程阀的特性与组合总流量特性的关系找出响应的分程点，确定各分程阀的分程信号。（2）两个对数流量特性的阀并联分程使用如果使用两个对数流量特性的阀进行并联分程，效果要比两个线性阀分程好得多。

6.10设置选择性控制的目的是什么？有哪些类型？答：目的：起自动保护作用，是一种“软保护”措施。分类：根据选择器在控制回路中的位置可分为两类，一类是选择器接在控制器与执行器之间，另一类是选择器接在变送器与控制器之间。根据选择性控制系统中被选择的变量性质，也可分为以下三类：1、对被控变量的选择性控制系统2、对操纵变量的选择性控制系统3、对测量信号的选择。

7.1前馈控制与反馈控制各有什么特点？在前馈控制中，如何达到全补偿？静态前馈与动态前馈有什么联系和区别？答：（1）反馈控制~按被控量的偏差进行控制，即控制器的输入是被控量的偏差。所以，反馈控制作用期间系统是偏离设定值的，即被控量是受扰动影响的。前馈控制~按扰动量的变化进行控制，即控制器的输入是扰动量。“前馈”的意思：根据扰动量的大小（而非被控量反馈后得到的偏差）来直接改变控制量，以抵消或减小扰动对被控量的影响。（2）确定前馈控制器的控制规律。（3）静态前馈的输出是输入信号的函数，而与时间无关，动态前馈可以很好地补偿动态误差，不仅保证了系统的静态偏差等于或接近0，而且保证系统动态偏差等于或接近0.当被控对象的控制通道和干扰通道相同，动态前馈补偿器的补偿作用相当于一个静态放大系统，静态前馈控制只是动态前馈控制的特例。

7.2前馈控制有哪些结构形式？在工业控制中为什么很少单独使用前馈控制，而选用前馈-反馈控制系统？答：结构形式有静态前馈控制；动态前馈控制；前馈-反馈控制；前馈-串级控制。单纯的前馈控制只能对指定的扰动量进行补偿；对指定的扰动量，由于环节或系统数学模型的简化、工况的变化以及对象特性的漂移等，也很难实现完全补偿。前馈—反馈控制前馈控制器用来消除主要扰动量的影响；反馈控制器则用来消除前馈控制器不精确和其它不可测干扰所产生的影响。

8.1常用的解耦设计方法有哪几种？试说明其优缺点。答：①前馈补偿解耦法：经分析：若对扰动量能实现前馈补偿全解耦，则参考输入与对象输出之间就不能实现解耦。因此，单独采用前馈补偿解耦一般不能同时实现对扰动量以及参考输入对输出的解耦。②反馈解耦法：在反馈解耦系统中，解耦器通常配置在反馈通道上，而不是配置在系统的前向通道上。反馈解耦方式只采用P规范解耦结构，但被控对象可以使P规范结构或V规范结构，可以实现完全解耦。③对角阵解耦法：对角阵解耦设计是一种常见的解耦方法。它要求被控对象特性矩阵与解耦环节矩阵的乘积等于对角阵。对于两变量以上的耦合系统，经过类似的矩阵运算就能求出解耦器的数学模型。但变量越多，解耦器的模型越复杂，解耦器实现的难度越大。④单位阵解耦法：单位阵解耦设计是对角阵解耦设计的一种特殊情况。它要求被控对象特性矩阵与解耦环节矩阵的乘积等于单位阵。除了能获得优良的解耦效果外，还能提高控制质量，减小动态偏差，加快响应速度，缩短调节时间。

附1：常用减少、消除耦合的方法:

1.提高调节器增益

2.选用变量的最佳配对

3.采用解耦控制

9.3与9.4略

12.1集散控制系统产生的原因是什么？为什么集散控制系统能得到广泛应用？答：控制系统的发展历史实际上经历了一个由控制分散、管理分散，控制集中、管理集中到控制分散、管理集中的过程。集散控制系统的应用大幅度地提高了生产过程的安全性、经济性、稳定性和可靠性。它有很多优点：1、适应性和扩展性好；2、控制能力强；3、人机联系手段较为先进；

4、可靠性好；

5、可维修性好；

6、安装费用低。

12.2与直接数字控制系统比较，集散控制系统的优点是什么？答：同上12.1。12.5什么是集散控制系统？它的主要特点是什么？答：它是继直接作用式气动仪表、气动单元组合仪表、电动单元组合仪表和组建组装式仪表之后的新一代控制系统。特点如上。

12.7集散控制系统一般由哪几部分组成？各自主要功能是什么？

答：系统中的所有设备分别处于四个不同的层次，自下而上分别是：现场级、控制级、监控级和管理级。对应着这四层结构，分别由四层计算机网络即现场网络FNET (Field Network) 控制网络CNET (Control Network) 监控网络SNET (Supervision Network) 和管理网络MNET (Management Network)把相应的设备连接在一起。

现场级：典型的现场级设备是各类传感器、变送器和执行器，它们将生产过程中的各种物理量转换为电信号。目前现场级的信息传递有三种方式：传统的4-20mA(或其他类型的模拟量信号)模拟量传输方式另一种是现场总线的全数字量传输方式还有一种是在4-20mA 模拟量信号上，叠加上调制后的数字量信号的混合传输方式。

控制级：控制级主要由过程控制站和数据采集站构成。过程控制站接收由现场设备，按照一定的控制策略计算出所需的控制量，并送回到现场的执行器中去。数据采集站接收由现场设备送来的信号，并对其进行一些必要的转换和处理之后送到分散型控制系统中的其他部分，主要是监控级设备中去。

监控级：主要设备有运行员操作站、工程师工作站和计算站。运行员操作站安装在中央控制室，工程师工作站和计算站一般安装在电子设备室。

管理级：包含的内容比较广泛，一般来说，它可能是一个发电厂的厂级管理计算机，可能是若干个机组的管理计算机。它所面向的使用者是厂长、经理、总工程师、值长等行政管理或运行管理人员。

《管理学》习题与答案第19章 控制与控制过程

第十九章控制与控制过程 一、教学要点 1、控制的必要性。 2、控制的基本原理。 3、种种类型控制的概念。 4、预先控制、现场控制和成果控制的内涵，及其各自的优缺点。 5、有效控制有的基本特征。 6、控制过程的基本内容。 7、如何选择控制的重点？ 8、制定控制标准的方法。 9、纠偏措施应满足的要求。 10、关键名词：控制、程序控制、跟踪控制、自适应控制、最佳控制、预先控制、现场控制、成果控制、适时控制、适度控制、客观控制、弹性控制、统计性标准、工程标准、评估性标准、 二、习题 (一)填充题 1、控制是为了保证_________与_________适应的管理职能。 2、控制工作的主要内容包括_________、_________和_________。 3、预先控制的内容包括_________和_________两个方面。 4、成果控制的主要作用，是通过总结过去的经验和教训，为_________提供借鉴。 5、成果控制主要包括_________、_________、_________以及_________等内容。 6、企业应根据_________和_________来确定控制的范围和频度，建立有效 的控制系统。 7、适度控制是指控制的_________、_________和_________要恰到好处。 8、控制的过程都包括三个基本环节的工作：_________、_________和_________。 9、一般来说，企业可以使用的建立标准的方法有三种：_________、_________、_________ 。 10、工程标准也是一种用统计方法制定的控制标准，不过它不是对历史性统计资料的分析，而是通过对_________ 。 11、在采取任何纠正措施以前，必须首先对_________。 12、一般地说，弹性控制要求企业制定_________和_________。 (二)选择题 1、1、有效的控制要求_________ A. 选择关键的经营环节 B. 确定恰当的控制频度 C. 收集及时的信息 D. 合理运用预算或非预算的控制手段 2、根据确定控制标准Z值的方法，控制过程可以分为_________。 A.程序控制 B.跟踪控制 C.最佳控制 D.自适应控制 3、在企业生产经营活动中，属于跟踪控制性质的有_________。 A. 税金的交纳 B. 利润、工资、奖金的分配 C. 信息控制程序 D. 资金、材料的供应 4、_________都是应用了最佳控制原理进行决策和管理。 A. 用最小费用来控制生产批量

过程控制系统与仪表习题答案第二章(最新整理)

第 2 章思考题与习题 2-1某一标尺为0～1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据： 标准表读数/℃0 200 400 600 800 1000 被校表读数/℃0 201 402 604 806 1001 2）该表精度； 3）如果工艺允许最大测量误差为±5℃，该表是否能用？ 2-2一台压力表量程为0～10MPa，经校验有以下测量结果： 标准表读数/MPa 0 2 4 6 8 10 被校表读数/MPa 正行程0 1.98 3.96 5.94 7.97 9.99 反行程0 2.02 4.03 6.06 8.03 10.01 2）基本误差； 3）该表是否符合1.0 级精度？ 2-3某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1.0 级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa 时，标准压力计上读数为5.08MPa，试问被校压力表在这一点上是否符合1 级精度，为什么？ 解答： 1）基本误差= ?100% 最大绝对误差?max＝0.01×10＝0.1MPa 2）校验点为5 MPa 时的基本误差：=5.08 - 5 ?100% = 0.8% 10 0.8％<1％，所以符合1.0 级表。

2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？ 解答： 1） 2） 2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为 1) 1.0 级，0～250mA 2）2.5 级，0～75mA 现要测量 50mA 的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？ 解答： 分析它们的最大误差： 1）?max ＝250×1％＝2.5mA ；= ± 2.5 ?100% = ±5% 50 2）?max ＝75×2.5％＝1.875mA ；= ± 1.875 ?100% = ±3.75% 50 选择 2.5 级，0～75mA 的表。 2-11 某 DDZ-Ⅲ型温度变送器输入量程为 200～1000℃，输出为 4～20mA 。当变送器输出电流为 10mA 时，对应的被测温度是多少？ 解答： 1000 - 200 = 20 - 4 T ； T=500 ?C 。 10 2-12 试简述弹簧管压力计的工作原理。现有某工艺要求压力范围为 1.2 ±0.05MPa ，可选用的弹簧管压力计精度有 1.0、1.5、 2.0、2.5 和 4.0 五个等级， 可选用的量程规格有 0～1.6MPa 、0～2.5MPa 和 0～4MPa 。请说明选用何种精度和量程（见附录 E ）的弹簧管压力计最合适？ 解答： 1） 工作原理： 2） 根据题意：压力范围为 1.2＋0.5 MPa ，即允许的最大绝对误差?max ＝0.05

过程控制系统与仪表习题答案汇总

第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，调节器和执行器）两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。

1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动 态特性？ 解： 稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到 一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在 各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n ； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A ； 超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ；1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C ： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；

管理学 控制篇(第十一章)综合练习

管理学控制篇（第十一章）综合练习 单选题 1．下列哪种控制的目的是及时发现并纠正工作中出现的偏差。（ B ）A．事先控制 B．现场控制 C．成果控制 D．综合控制 2. 进行控制时，首先要建立标准。关于建立标准，下列说法中哪一种有问题？（ A ） A．标准应该越高越好 B．标准应该考虑实施成本 C．标准应考虑实际可能 D．标准应考虑顾客需求 3.“治病不如防病，防病不如讲卫生。”根据这一说法，以下几种控制方式中，哪一种方式最重要？（ D ）。 A．同期控制 B．现场控制 C．反馈控制 D．事先控制 4. 管理者在视察中发现一个员工操作机器不当，立即指明正确的操作方法并告诉该员工在以后的工作中要按正确的方式操作。这是一种（ D ）。 A. 反馈控制 B. 指挥命令 C. 事前控制 D. 现场控制 5. 统计分析表明，“关键的事总是少数，一般的事常是多数”，这意味着控制工作最应重视：（ A ） A．突出重点，强调例外 B．灵活、及时和适度 C．客观、精确和具体 D．协调计划和组织工作 6. 实习医生在第一次作手术时需要有经验丰富的医生在手术过程中对其进行指导，这是一种（ D ）。 A. 预先控制 B. 事后控制 C. 随机控制 D. 事中控制 7. 下列哪项不属于管理者实施控制的过程( C )。 A. 确立标准 B. 衡量绩效 C. 纠正偏差 D. 分析测评 8．在管理控制活动中，有一种控制是用过去的情况来指导现在和将来 , 这种控制是 （ B ）。 A. 前馈控制 B. 反馈控制 C. 过程控制 D. 间接控制 9.人们常说，人的身体是“三分治七分养”，这件事表明( D )。 A．反馈控制比前馈控制重要 B．同期控制比反馈控制重要 C．反馈控制比同期控制重要 D．前馈控制比反馈控制重要 10. 下列哪一项控制工作的纠正措施是用于正在进行的计划执行过程？（ C ） A．前馈控制 B．反馈控制 C．现场控制 D．直接控制 11．控制环节不包括( C )。 A. 制定控制标准 B．用标准衡量绩效 C．控制能力的培养 D．采取矫正措施

过程控制仪表和装置考试试卷

一、填空题（每题2分，共20分） （1）控制仪表防爆措施主要有隔爆型和本质安全性。 （2）智能仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA 。电Ⅲ仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA （3）电气转换器是将4~20MA 信号转换为0.02~0.1MP 信号的设备。 （4）在PID控制器中，比例度越大系统越稳定；积分时间越短，积分作用越强；微分时间越长，微分作用越强。 （5）手动操作是由手动操作电路实现的，手动操作电路是在比例积分电路的基础上附加软手动操作电路和硬手动操作电路来实现的。 （6）DDZ-Ⅲ型控制器有自动（A）、软手动（M）、硬手动(H) 三种工作状态。 （7）执行器按所驱动的能源来分，有电动执行器、气动执行器、液动执行器三大类。 （8）常用的安全栅有：齐纳式安全栅和变压器隔离式安全栅。 （9）气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，具有精确定位的功能的作用。 （10）电气阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，即具有电器转换器的作用，又具有精确定位的功能的作用。 二、名词解释(每题4分，共20分) （1）流量系数C 流量系数C：流量系数C的定义为:在控制阀全开, 阀两端压差为100kPa, 流体密度为1g/cm3时，流经控制阀的流体流量(以m3/h 表示)。 （2）“虚短” “虚短”；差模输入电压为零，即Ud＝0； （3）“虚断” “虚断”；输入端输入电流为零，即ii＝0。 （4）控制规律： 控制规律，就是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律 （5）反作用执行机构 反作用执行机构:当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下动作的叫正作用执行机构(ZMA 型)；当信号压力增大时，阀杆向上动作的叫反作用执行机构(ZMB 型)。 三、简答题(每题8分，共40分) 1、试述热电偶温度变送器的工作原理。 热电偶温度变送器与热电偶配合使用，可以把温度信号转换为4～20mA、1～5V的标准信号。它由量程单元和放大单元两部分组成，如图2.30所示。 热电偶温度变送器的放大单元包括放大器和直流/交流/直流变换器两部分，放大器由集成运算放大器，功率放大器、隔离输出和隔离反馈电路组成，后者有变换器和整流、滤波、稳压电路组成。放大单元的作用是将量程单元送来的毫伏信号进行电压放大和功率放大，输出统一的直流电流信号Io（4～20mA）和直流电压信号VO（1～5V）。同时，输出电流又经隔离反馈转换成反馈电压信号Vf，送至量程单元。热电偶温度变送器的量程单元原理电路如图2.34所示，它由信号输入回路①，零点调整及冷端补偿回路②，以及非线性反馈回路③等部分组成。

(完整版)过程控制作业答案.

作 业 第二章： 2-6某水槽如题图2-1所示。其中A 1为槽的截面积，R 1、R 2均为线性水阻，Q i 为流入量，Q 1和Q 2为流出量要求： (1)写出以水位h 1为输出量，Q i 为输入量的对象动态方程； (2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K 和时间常数T 的数值。 图2-1 解：1）平衡状态： 02010Q Q Q i += 2）当非平衡时： i i i Q Q Q ?+=0；1011Q Q Q ?+=；2022Q Q Q ?+= 质量守恒：211 Q Q Q dt h d A i ?-?-?=? 对应每个阀门，线性水阻：11R h Q ?= ?；2 2R h Q ?=? 动态方程：i Q R h R h dt h d A ?=?+?+?2 11 3) 传递函数：)()()1 1(2 11s Q s H R R S A i =++ 1)11(1)()()(211 +=++== Ts K R R S A s Q s H s G i 这里：2 112 1212 111111R R A T R R R R R R K += +=+= ； 2 Q 1 1

2-7建立三容体系统h 3与控制量u 之间的动态方程和传递数,见题图2-2。 解：如图为三个单链单容对像模型。被控参考△h 3的动态方程： 3233 Q Q dt h d c ?-?=?；22R h Q ?= ?；33R h Q ?=?； 212 2Q Q dt h d c ?-?=?；11R h Q ?=? 11 1 Q Q dt h d c i ?-?=? u K Q i ?=? 得多容体动态方程： u KR h dt h d c R c R c R dt h d c c R R c c R R c c R R dt h d c c c R R R ?=?+?+++?+++?333 3322112 3 2313132322121333321321)()( 传递函数： 3 22133)()()(a s a s a s K s U s H s G +++== ； 这里： 3 213213 32132133 213213 3221123213213 1313232212111 ; c c c R R R kR K c c c R R R a c c c R R R c R c R c R a c c c R R R c c R R c c R R c c R R a == ++= ++=

管理学教案——控制与控制过程

第十四章控制与控制过程 第一节控制活动 一、控制的必要性 控制：根据计划的要求，建立衡量绩效的标准，然后把实际工作结果与预定标准相比较，以确定组织活动中出现的偏差及其严重程度，并采取必要纠正措施，以确保组织资源的有效利用和组织目标的圆满实现的过程。 控制的必要性是基于以下原因： 1、环境的变化 2、管理权力的分散 3、工作能力的差异 控制的目的：①限制偏差的累积；②适应环境的变化。 二、控制理论 1、基本原理 1）任何系统都是由因果关系链联结在一起的元素的集合。 2）为了控制耦合系统的运行，必须确定系统的控制标准Z。

3）可以通过对系统的调节来纠正系统输出与标准值Z 之间的偏差。 三、控制的类型 按确定控制标准方法： 程序控制 跟踪控制 自适应控制 最佳控制 按时机、对象和目标： 预先控制 现场控制 成果控制 控制类型比较分析 类型 优点 缺点 预先 ①可防患于未然；②适用于一切领域中的所有前提条件较多。大量准确可靠的 信息；计划行动过程清楚了解；

控制 工作；③不针对具体人员，不会造成心理冲突，易于被职工接受并付诸实施。 计划行动本身的客观规律并要 随着行动的进展及时了解新情 况和新问题。 现场 控制 具有指导职能，有助于提高工作人员的工作能力和自我控制能力。 ①容易受管理者的时间、精力、 业务水平的制约；②应用范围较窄；③容易形成心理上的对立，损害被控制者的工作积极性和 主动精神。 事后 控制 为进一步实施预先控制和现场控制创造条件，实现良性循环。 在实施矫正措施之前，偏差业已产生。 四、控制的特点 ①整体性：一是管理控制是组织全体成员的职责（主体）；二是控制的对象是组织的各个方面（客体）。 ②动态性：要求提高控制的适应性与有效性。

控制仪表及装置教案

青岛科技大学教师授课教案 课程名称控制仪表及装置 课程性质专业课（必修） 授课教师单宝明 教师职称讲师 授课对象自动化031-5 授课时数40学时（34+6） 教学日期2006年2月 所用教材《控制仪表及装置》 吴勤勤化学工业出版社 2002年第二版 授课方式课堂教学

控制仪表及装置教案2006 青岛科技大学授课教案应该覆盖如下内容： 本单元或章节的教学目的与要求 授课主要内容 重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）主要外语词汇 辅助教学情况（多媒体课件、板书、绘图、标本、示数等）复习思考题 参考教材（资料）

第一章概述 第1章概论 学习目的和要求：掌握控制仪表的基本特点和分类，信号制和传输方法，仪表的分析方法。 重点、难点：信号制和信号传输，仪表电路分析方法 外语词汇：process control（过程控制）, process industries(过程工业)controlling instrument,direct digital control(DDC,直接数字控制)，supervisory system(监控系统)，distributed control system(DCS，集散控制系统或分布式控制系统)，fieldbus(现场总线)，CIMS—computer integrated manufacturing systems(计算机集成制造系统)， CIPS-- computer integrated process systems 参考资料：周泽魁主编《控制仪表与计算机控制装置》化学工业出版社 2002 何离庆主编《过程控制系统与装置》重庆大学出版社 2003 张永德《过程控制装置》，北京化学工业出版社，2000 李新光等编著《过程检测技术》机械工业出版社，2004 侯志林《过程控制与自动化仪表》，机械工业出版社，2002年1月 授课内容： ?过程控制系统概述 ?过程控制仪表与装置总体概述 ?自动控制系统和过程控制仪表 ?过程控制仪表与装置的分类及特点 ?信号制 ?仪表防爆的基本知识 ?仪表的分析方法 ? 1.1过程控制系统概述 1.1.1过程控制系统及其特点 过程控制的定义? 过程控制的参数? 过程控制的特点? 1.1.2过程控制系统发展概况 生产过程自动化的发展大体划分为几个阶段。

过程控制工程2-4章答案(孙洪程著)

过程控制工程2-4章答案 (孙洪程著) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第二章思考题及习题 与单回路系统相比，串级控制系统有些什么特点 答：串级控制方案具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。因此，串级控制系统的控制质量一般都比单回路控制系统好。(1) 串级控制系统具有更高的工作频率；(2) 串级控制系统具有较强的抗干扰能力；(3) 串级控制系统具有一定的自适应能力 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用只取决于主对象放大倍数的符号，而与其他环节无关 答：主控制器的正、反作用要根据主环所包括的各个环节的情况来确定。主环内包括有主控制器、副回路、主对象和主变送器。控制器正、反作用设置正确的副回路可将它视为一放大倍数为“正”的环节来看待。这样，只要根据主对象与主变送器放大倍数的符号及整个主环开环放大倍数的符号为“负”的要求。即Sign{G01(s)}Sign{G02’(s)}Sign{G m1(s)}Sign{G c1(s)}=-1就可以确定主控制器的正、反作用。实际上主变送器放大倍数符号一般情况下都是“正”的，再考虑副回路视为一放大倍数为“正”的环节，因此主控制器的正、反作用实际上只取决于主对象放大倍数的符号。当主对象放大倍数符号为“正”时，主控制器应选“负”作用；反之，当主对象放大倍数符号为“负”时，主控制器应选正作用。 串级控制系统的一步整定法依据是什么 答：一步整定法的依据是：在串级控制系统中一般来说，主变量是工艺的主要操作指标，直接关系到产品的质量，因此对它要求比较严格。而副变量的设立主要是为了提高主变量的控制质量，对副变量本身没有很高的要求，允许它在一定范围内变化，因此在整定时不必将过多的精力放在副环上，只要主变量达到规定的质量指标要求即可。此外对于一个具体的串级控制系统来说，在一定范围内主、副控制器的放大倍数是可以互相匹配的，只要主、副控制器的放大倍数K c1与K c1的乘积等于K s(K s为主变量呈4：1衰减振荡时的控制器比例放大倍数)，系统就能产生4：1衰减过程(下面的分析中可以进一步证明)。虽然按照经验一次放上的副控制器参数不一定合适，但可通过调整主控制器放大倍数来进行补偿，结果仍然可使主变量呈4：1衰减。 试证明串级控制系统中，当干扰作用在副环时，只要主、副控制器其中之一有积分作用就能保证主变量无余差。而当干扰作用于主环时，只有主控制器有积分作用时才能保证主变量无余差。 答：从串级控制系统结构图中可以看出：

《过程控制仪表与装置》实验指导书

《过程控制仪表与装置》实验指导书 指导书 姓名 学号 班级 成绩 日期

目录 1.《过程控制实训装置》使用说明及注意事项 3 2.《过程控制实训装置》系统原理与工艺说明 4 3.供水流量及压力控制回路实验 8 4.上水箱液位控制回路实验 10 5. 中间水箱温度回路实验 12

一．《过程控制实训装置》使用说明及注意事项 1、安全注意事项 1）上机实训前必须认真仔细阅读实验指导书。 2）严禁散落长发、衣冠不整操作设备。 3）安装设备时注意不要损坏各种阀件及气动元件。 4）请勿使用损坏的插座或电缆，以免发生触电及火灾。 5）安装时请在清洁平坦的位置，以防发生意外事故。 6）请使用额定电压，以防发生意外事故。 7）必须使用带有接地端子的多功能插座,确认主要插座的接地端子有没有漏电，导电。 8）为了防止机械的差错或故障，请不要在控制器和电磁阀附近放置磁性物品。 9）设备的安装或移动时，请切断电源。 2、使用注意事项 1）长时间不使用设备时请切断电源。 2）在光线直射, 灰尘, 震动, 冲击严重的场所请勿使用。 3）在湿度较大或容易溅到水的场所, 以及导电器械, 易燃性物品附近请勿使用。 4）请勿用湿手触摸电源插头.防止触电或火灾。 5）用户在任意分解, 修理, 改造下无法享有正常的保修权利。 6）注意切勿将手以及衣物夹进电机或气缸操作部位。

二．《过程控制实训装置》系统原理与工艺说明 1、系统方案综述及特点 本系统主要有控制柜（内含GE-FANUC标准PAC-3i系统、电源系统、控制面板）、控制对象（过程控制实训装置）两大部分组成。真正模拟了工业现场环境。它实现了温度、流量、液位、压力4个基本模拟量的单独或配合实验，和触摸屏可选择性监控等功能。同时也用到数字量方面的基本知识。这样，学生在这里不仅能学到新的知识，如ifix组态软件、触摸屏的运用等，还能得到前面所学知识的复习和巩固，它是一套综合性的实训设备。 2、系统构成示意图 为了方便学生实验和实训，并根据学校反馈信息，我们将各个部分的安装位置布置如下图： 我们针对系统构成示意图做个简单的说明： 前面说到：成套过程控制系统分成控制对象和控制柜两大部分。控制柜内含GE-FANUC标准PAC-3i系统、电源系统、控制面板等，它就相当于实际工业现场的配电室；控制对象内有模拟现场的水塔，还有工业级仪表、各种阀类等显示和执行部件，我们可以把它看成是真正的现场，各个终端实时数据都能在这里采集，方便学生观察于操作。另外，通过上位机组态，我们可以监控现场

过程控制仪表及系统-习题与思考题-解答

过程控制系统与仪表习题与思考题 解答

第1章思考题与习题 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答： 1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富 3．控制多属慢过程参数控制 4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解答： 过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答： 分类方法说明： 按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类： 1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统 （2）随动控制系统 （3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统 （2）前馈控制系统 （3）前馈—反馈复合控制系统

1-5 什么是定值控制系统? 解答： 在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。 1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解答： 被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 二者之间的关系： 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动态特性？ 解答： 稳态： 对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态： 从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。

过程控制仪表及控制系统-课后习题答案(林德杰)

第一章思考题与习题 1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。 解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体 并释放出热量。当电石加入时，部温度上升，温度 检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控 制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调 节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。 系统框图如下： 被控过程：乙炔发生器 被控参数：乙炔发生器温度 控制参数：冷水流量 1－3 常用过程控制系统可分为哪几类? 答：过程控制系统主要分为三类： 1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。它是最常用、最基本的过程控制系统。 2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。 3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。 3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？ 答：1. 余差(静态偏差）e：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)

与给定值c 之差。它是一个静态指标，对定值控制系统。希望余差越小越好。 2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第 一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即： n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。 衡量系统稳定性也可以用衰减率φ 4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。 5． 过程过渡时间ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的±5%或±3％ （根据系统要求）围所需要的时间。它是反映系统过渡过程快慢的质量指标， t s 越小，过渡过程进行得越快。 6．峰值时间tp : 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间，（根据系统要求）围所需要的时间。称为峰值时间tp 。它反映了系统响应的灵敏程度。 静态指标是余差，动态时间为衰减比（衰减率）、最大偏差、过程过渡时间、峰值时间。 第二章 思考题与习题 2－1 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求： （1） 列出过程的微分方程组； （2） 求过程的传递函数W 0（S ）＝H （S ）/Q 1（S ）； （3） 画出过程的方框图。 解：（1）根据动态物料平衡关系，流入量＝流出量： B B n ' = B B B '-= ?dt dh )Q Q (Q 321=+-h d ?

(整理)《管理学》第五篇控制课堂练习题.

《管理学》第五篇：控制（课堂练习题） 讨论1： 航行于波涛汹涌的大海上的船舰，要依靠舵手对航向的不断修正，方能平安到达目的地；球队教练在赛前给球队确定的赛场战术、赛中换人或利用“暂停”指示队员改变战术、赛后总结经验教训，都是为了球队取得期望的“成就”；企业生产中，若发现某产品的单位变动成本超过了某一水平X元，管理者则要分析原因是原材料涨价，还是工人劳动生产率降低，或者加工中浪费材料等，以便采取一定措施，使成本降下来。这些： A. 分别是管理的计划、领导和控制职能 B. 分别是管理的领导、组织和控制职能 C. 分别是管理的领导、组织和计划职能 D.都是管理的控制职能 讨论2 种庄稼需要水，但这一地区近年老不下雨，怎么办？一种办法是灌溉，以补天不下雨的不足。另一办法是改种耐旱作物，使所种作物与环境相适应。这两种措施分别是： A．纠正偏差和调整计划 B．调整计划和纠正偏差 C．反馈控制和前馈控制 D．前馈控制和反馈控制 讨论3： 某企业管理部门在制定劳动定额时，出现了以下四种意见，你认为哪一种意见比较正确？A．劳动定额主要是为了考核用的，应选择最先进的标准 B．劳动定额的确定应结合企业实际，并考虑有助于员工积极性的调动 C．为使绝大多数员工能超额完成任务，应选择最低的定额标准 D．考虑到员工操作水平的差异性，定额标准宜采取最先进与最低标准的平均值 讨论4： 下面哪一项不属于有效控制应具备的特征？ A．客观性和可接受性 B．明确的成果导向 C．及时性 D．依赖统计过程和数据 讨论5： 为了保证企业管理控制系统的有效运行，从根本上来说，管理者长期应该关注的主要是对有关人员： A．严加管制 B．奖惩得当 C．友好相处 D．增加其对组织目标的认同感

化工自动化及仪表电子教案过程控制仪表与装置

第三章过程控制仪表与装置 教学要求：掌握基本控制规律的数学表示形式 掌握基本控制规律对过渡过程的影响掌握气动、电动执行器的组成和特点了解DDZ-川控 制器的组成及特性掌握工作流量特性和理想流量特性掌握执行器的选型、气开气闭方式的 选择了解可编程控制器的编程方法了解可编程控制器的组成、工作过程 点：基本控制规律对过渡过程的影响 理想流量特性执行器气开、气闭方式的选择 点：基本控制规律对过渡过程的影响 直线流量特性分析 执行器气开、气闭方式的正确选择 §3.1 概述 、过程控制仪表与装置的分类和特点 控制仪表---- 控制器、执行器、运算器以及可编程控制器等。 按所用能源分类：气动、电动、液动等。电动仪表和气动仪表应用的最多。 按信号类型分类：模拟式和数字式两种。 气动控制仪表的特点。 电动控制仪表的特点。 模拟式传输信号通常为连续变化的模拟量，其线路简单，操作方便，价格较低模拟式仪表：基地式单 元组合式组件组装式仪表 数字式传输信号为断续变化的数字量。 现场级数字仪表 可编程调节器 可编程控制器 信号制及供电方式 气动控制仪表：0.02?0.1MPa的模拟气压信号，作为仪表间的标准联络信号。 电动控制仪表：0?10mA( DC)电流信号作为电动n型仪表的统一标准联络信号， 20mA ( DC)电流信号和1?5V (DC )电压信号确定为过程控制系统 ^4

中电动川型仪表统一标准的模拟信号。 电动仪表信号之间的传输方式是： 进出控制室的传输信号采用电流信号， 控制室内部各仪表间联络信号采用电压信号, 电动仪表的供 电方式有交流供电和直流集中供电两种形式。 §3.2基本控制规律及其对控制过程的影响 、基本控制规律概述 1.控制规律概述 控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号随时间变化的规律。 正作用控制器：输入 e 与输出△ y 的变化方向相同； 反作用控制器：输入 e 与输出△ y 变化方向相反。 本节中以正作用的控制器为例进行研究。 工程实际中应用最广泛的控制规律为比例（ P ）、积分（I ）、微分（D ）控制规律，简称 PID 控制规律，各种控制器的运算规律均由这些基本控制规律组合而成。 2.控制规律的表示形式 PID 控制器的一般形式为： △ y = f （e ） 几种常用控制规律的微分方程表达式可分别 表示为: 比例作用（P ） 比例积分微分作用（PID ） 二、PID 控制规律对控制过程的影响 1 .比例控制规律对控制过程的影响 当控制器只具有比例控制规律时， 关系为 △ y = K p e K P 是一个重要的系数，它决定了比例控制作用的强弱。 K p 越大，比例控制作用越强。 K P 越小，比例控制作用越弱。 K p e 比例积分作用（PI ） K p (e T i t 0edt) 比例微分作用（PD ） K p (e T D 》 K P (e — T I 1 0edt T D 些) 0 dt 称此控制器为比例控制器。 比例控制的输出与输入的

《管理学》：控制过程一般有哪些步骤

MBA课程名称：《管理学》 题目：控制过程一般有哪些步骤 正文： 控制职能是管理活动中的五大基本职能之一。控制就是检查工作是否按既定的计划、标准和方法进行，发现偏差，分析原因，进行纠正，以确保组织目标的实现。根据预定的目标或标准探查偏差给予更正的过程（正式控制模型），需要6个互相联系的步骤： 1.限定子系统的范围 要制定一项正规的控制措施，首先就要明确是为谁制定的，目的是什么，即确定子系统的边界。也就是我们要控制的范围，因为一个生产过程有多个环节，要控制的自然也涉及多个环节，每个环节都需要控制，所以每个控制都要明确一个范围。例如，造酒厂对投入进行控制，其控制范围就是造酒投入的原料、时间、温度，并对这个过程各阶段抽样化验；而对产出的控制，就是要把控制好酒的存储。 2.识别所要测量的特性 在控制过程中必须识别所要获得的信息种类。若建立正式控制过程，需要较早地确定以下内容：1能够被测量的特性是什么？2获得与所期望的目标相关的每个特性信息的成本如何？3是否每个特性的变化都影响子系统达成目标？ 在识别所要测量的特性后，就要把那些能够测量的特性挑出来。这时，选择原则或帕累托（Vilfredo Pareto）定律就很有帮助。这个定律认为，在任何一群被控制的元素中，少量的元素总是能解释大量的结果。比如造酒过程中，影响酒质量的因素很多，但主要因素是水、温度、时间，这3各因素控制好了，就能最大程度保证酒的质量。控制好少量的但关键的要素，就能最大程度控制好该目标，这些要素足以说明结果中的主要内容。正如哲学中提到的，抓住主要矛盾以及矛盾的主要方面。 3.订立标准 标准是衡量实工作绩效的依据和准绳。所以要定立控制的标准。标准最好是定量的，能量化的。如果有些不容易定量，例如工作作风、态度等，这些虽然难以量化，但仍然应该提出一些定性的标准。如果没有标准，就无法进行控制。例如上班考勤控制，上班具体时间钟点（例如定为北京时间8:30）就是控制的标准，界定迟到与否就以此标准，甚至迟到到什么程度则扣当天的工资也需要有标准界定，否则考勤控制就无法进行。 4.收集数据 收集数据是为了获得每个预定特性的度量情况。数据收集工作可以由人来做也可以由机器来做；数据既可以由施加控制的人来收集，也可以由被控制的人来收集。如果由被控制的人来收集有时候会有失真的情况，特别是数据用作奖罚时就更容易出现隐瞒、歪曲等失真情况。例如上班考勤，如果由员工自己填写上班时间，以此来收集数据，并以此数据作为考勤的奖罚，这时员工就容易隐瞒迟到现象，所以现在都改用考勤打卡机、IC门禁卡考勤等机器方法。数据收集工作，管理层为了得到高质量的数据与信息，可以建立专门的部门来从事该工作，例如审计部门、统计部门等。要针对目的来收集数据，不同部门根据分工收集数据的

过程控制工程章复习资料孙洪程著

第二章思考题及习题 2.1 与单回路系统相比，串级控制系统有些什么特点? 答：串级控制方案具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。因此，串级控制系统的控制质量一般都比单回路控制系统好。(1) 串级控制系统具有更高的工作频率；(2) 串级控制系统具有较强的抗干扰能力；(3) 串级控制系统具有一定的自适应能力 2.2 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用只取决于主对象放大倍数的符号，而与其他环节无关? 答：主控制器的正、反作用要根据主环所包括的各个环节的情况来确定。主环内包括有主控制器、副回路、主对象和主变送器。控制器正、反作用设置正确的副回路可将它视为一放大倍数为“正”的环节来看待。这样，只要根据主对象与主变送器放大倍数的符号及整个主环开环放大倍数的符号为“负”的要求。即Sign{G 01(s )}Sign{G 02’(s )}Sign{G m1(s )}Sign{G c1(s )}=-1就可以确定主控制器的正、反作用。实际上主变送器放大倍数符号一般情况下都是“正”的，再考虑副回路视为一放大倍数为“正”的环节，因此主控制器的正、反作用实际上只取决于主对象放大倍数的符号。当主对象放大倍数符号为“正”时，主控制器应选“负”作用；反之，当主对象放大倍数符号为“负”时，主控制器应选正作用。 2.3 串级控制系统的一步整定法依据是什么? 答：一步整定法的依据是：在串级控制系统中一般来说，主变量是工艺的主要操作指标，直接关系到产品的质量，因此对它要求比较严格。而副变量的设立主要是为了提高主变量的控制质量，对副变量本身没有很高的要求，允许它在一定范围内变化，因此在整定时不必将过多的精力放在副环上，只要主变量达到规定的质量指标要求即可。此外对于一个具体的串级控制系统来说，在一定范围内主、副控制器的放大倍数是可以互相匹配的，只要主、副控制器的放大倍数K c1与K c1的乘积等于K s (K s 为主变量呈4：1衰减振荡时的控制器比例放大倍数)，系统就能产生4：1衰减过程(下面的分析中可以进一步证明)。虽然按照经验一次放上的副控制器参数不一定合适，但可通过调整主控制器放大倍数来进行补偿，结果仍然可使主变量呈4：1衰减。 2.4 试证明串级控制系统中，当干扰作用在副环时，只要主、副控制器其中之一有积分作用就能保证主变量无余差。而当干扰作用于主环时，只有主控制器有积分作用时才能保证主变量无余差。 答：从串级控制系统结构图中可以看出： 1. 当干扰作用在副环时，副环在干扰下的输出可如下计算： 令 并假定f (t )为单位阶跃干扰，则F (s)=1/s ，运用终值定理可得： )( ) 1()( )(22020202m m V V K S G s T K S G K S G =+==；；

控制仪表及装置——考试复习题

简答题5X8=40分 第1章概论 1. 一个简单的闭环调节系统中至少应包含哪几个环节？P1 输入环节；输出环节；反馈环节等 2. 过程控制仪表与装置的分类有哪几种形式？ P2 按能源形式分类:可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表；按信号类型分类:分为模拟式和数字式两大类；按结构形式分类:单元组合式控制仪表,基地式控制仪表,集散型计算机控制系统,现场总线控制系统。 3. 过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为哪几种？目前工业上普遍使用的是哪两 种？ P2 过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表。 4.数字式控制仪表的特征有哪些？ 其传输信号为断续变化的数字量，可以进行各种数字运算和逻辑判断，功能完善性，能优越，能解决模拟式控制仪表难以解决的问题。 5. 变送单元的作用是什么？ 它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表，以供指示、记录或控制。 6. 控制单元的作用是什么？ 将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。 7. 执行单元的作用是什么？ 它按照调节器输出的控制信号或手动操作信号，操作执行元件，改变控制变量的大小。 8. 现场总线控制系统的特征？ P3 其特征为：现场控制和双向数字通讯，即将传统上集中于控制室的控制功能分散到现场设备中，实现现场控制，而现场设备与控制室内的仪表或装置之间为双向数字通讯。 9. 信号制是指什么？P3-4 信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。 10. 制定信号制的目的是什么？P3-4 达到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或不同厂家生产的仪表能够共同使用在同一控制系统中，实现系统的功能。 11. 气动仪表的信号标准？P3-4 现场与控制室仪表之间宜采用直流电流信号。 14. 直流电流信号有哪些优缺点？P4-5 优点：a、直流比交流干扰少b、直流信号对负载的要求简单c、电流比电压更利于远传信息缺点：