过程控制系统简答题复习重点
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名词解释:
衰减比
答:衰减比n 定义为:
衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。为保证系统足够的稳定程度,一般取衰减比为4:1~10:1。
B1,B2为前两个峰顶与稳定值的差值。其中4 :1 常作为评价过程动态性能指标的一个理想指标。
2、自衡过程
答:当扰动发生后,无须外加任何控制作用,过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。称该类被控过程为自衡过程。
3、分布式控制系统
答:分布式控制系统DCS ,又称为集散控制系统,一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统。
DCS 的设计思想是“控制分散、管理集中”
4、串级控制系统
将两个控制器串联在一起工作、各自完成不同任务的系统结构,就称为串级控制结构。 主控制器的输出作为副控制器的设定值,再用控制器的输出去操纵调节阀,从而对主被控变量具有更好的控制效果。
流量:单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量称为瞬时流量,而把某一段时间内流过工艺管道某截面的流体总量称为累计流量。
简答题:
1.简述串级控制系统的设计原则。
答:(1)副回路的选择必须包括主要扰动,而且应包括尽可能多的扰动;(2)主、副对象的时间常数应匹配;(3)应考虑工艺上的合理性和实现的可能性;(4)要注意生产上的经济性。
2.电气阀门定位器有哪些作用
答:①改善阀的静态特性 ②改善阀的动态特性 ③改变阀的流量特性
④用于分程控制 ⑤用于阀门的反向动作
3. 简单控制系统由哪几部分组成?各部分的作用是什么?
答:简单控制系统由一个被控对象,一个检测元件和变送器,一个调节阀和一个调节器组成。检测元件和变送器用于检测被控变量,并将检测到的信号转换为标准信号,输出到控制器。控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较,得出偏差,并把偏差信号按一定的控制规律运算,运算结果输出到执行器。执行器是控制系统回路中的最终元件,直接用于改变操纵量,以克服干扰,达到控制的目的。
4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点?为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质?
答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰 有克服作用.反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质.
5、PID 调节器的参数对控制性能各有什么影响?
答:(1)比例增益 反映比例作用的强弱, 越大,比例作用越强,反之亦然。比例控制克服干21B B n
扰能力较强、控制及时、过渡时间短,但在过渡过程终了时存在余差;
(2)积分时间反映积分作用的强弱,越小,积分作用越强,反之亦然。积分作用会使系统稳定性降低,但在过渡过程结束时无余差;
(3)微分时间反映积分作用的强弱,越大,积分作用越强,反之亦然。微分作用能产生超前的控制作用,可以减少超调,减少调节时间;但对噪声干扰有放大作用。
6、与反馈控制系统相比,前馈控制系统有哪些特点?
答:(1)反馈控制的本质是基于偏差来消除偏差,而前馈控制是基于扰动来消除扰动对被控量的影响;
(2)反馈控制是“不及时”的,而前馈控制器可“及时”动作;
(3)反馈控制属闭环控制,而前馈控制属开环控制;
(4)反馈控制对闭环内扰动均有校正作用,而前馈控制具有制定性补偿的局限性;
(5)反馈控制规律通常有P、PI、PD、PID等,而前馈控制规律比较复杂。
7、简述“积分饱和现象”产生的内因和外因。
答:造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用,外因是控制器长期存在偏差。在偏差长期存在的条件下,控制器输出会不断增加或减小,直到极限值引起积分饱和。
8、什么是过程控制?
所谓过程控制是指根据工业生产过程的特点,采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具,应用控制理论,设计工业生产过程控制系统,实现工业生产过程自动化。
9、过程控制的特点
1,系统由被控过程与系类化生产的自动化仪表组成
2,被控过程复杂多样,通用控制系统难以设计
3,控制方案丰富多彩,控制要求越来越高
4,控制过程大多属于慢变过程与参量控制
5,定值控制是过程控制的主要形式
10、测温仪表的选用原则
1,仪表精度等级应符合工艺参数的误差要求
2,选用的仪表应能操作方便、运行可靠、经济、合理,在同一工程中应尽量减少一起的品种和规格
3,仪表的量程应大于工艺要求的实际测温范围,但也不能太大。
4,热电偶是测温仪表的首选检测元件,但当在低温测量时还是选用热电阻元件合适
5,对装有保护套管的测温元件,保护套管的耐压等级应不低于所在管线或设备的耐压等级,其材料根据最高使用温度及被测戒指的特性确定
调节器的功能
1,偏差显示2,输出显示3,内外给定的选择
4,正反作用的选择5,手动切换操作6,其他功能
简单控制系统控制参数的确定原则
1,选择结果应使控制通道的静态增益K0尽可能大,时间常数T0,选择恰当。
2,控制通道的纯滞后时间t0应尽可能的小,一般t与T0的比值小于0.3.
3,干扰通道的静态增益Kf应尽可能的小;时间常数Tf应尽可能的大,其个数尽可能的多;扰动进入系统的位置应尽可能远离被控参数而靠近调节阀。
4,当广义被控过程有几个一阶惯性环节串联而成时,应尽可能的设法使几个时间常数中的最大与最小的比值尽可能的大,一边尽可能提高系统的可控性。
串级控制系统的控制效果
1,能迅速客服进入副回路的干扰2,能改善控制通道的动态特性,提高工作频率
3,能适应负荷和操作条件的剧烈变化
串级控制系统的特点
1,对进入副回路的干扰有很强的一致能力。2,能改善控制通道的动态特性、提高系统的快速反应能力。3,对非线性情况下的负荷或操作条件的变化有一定的自适应能力。
串级控制系统的适用范围
1,容量滞后较大的过程2,纯滞后较大的过程3,干扰变化剧烈、幅度大的过程
4,参数互相关联的过程5,非线性过程
串级控制系统的副回路的设计与副参数选择原则
1,副参数要物理可测、副对象的时间常数要小、纯滞后时间应尽可能短
2,副回路应尽可能多得包含变化频繁、幅度大的干扰
3,主副被控过程的时间常数要适当匹配4,应综合考虑控制质量和经济性要求
相对增益与耦合特性关系
当某通道的相对增益越接近于1,则由该通道组成的控制回路受其他控制回路的影响就越小;当个控制回路之间无耦合关系时,则构成回路的每个过程通道的相对增益都应为1,因而无耦合过程的相对增益矩阵必为单位阵。