过程控制期末复习题
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过程控制期末考试题一、选择题(共40题,每题2分,共80分)请在每题后的括号内选择正确答案,并将其序号写在答题纸上。
1. 过程控制的目标是()。
A. 使过程控制系统更稳定B. 提高生产效率C. 提高产品质量D. 所有选项都正确2. 下列哪项不是过程控制的主要步骤()。
A. 建立数学模型B. 采集过程数据C. 制定控制策略D. 评估控制效果3. 过程控制中的反馈控制是指()。
A. 控制器根据误差信号对过程进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器通过传感器采集过程数据进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节4. 在过程控制中,传感器的作用是()。
A. 实时监测过程变量B. 收集过程数据C. 发送控制信号D. 都是5. PID控制器中的D表示()。
A. 比例项B. 积分项C. 微分项D. 都不是6. 过程控制中的SOPC代表()。
A. Stock-Other-Production-ControlB. Structure-Operate-Produce-ControlC. Structured-Operated-Process-ControlD. Structure-Operate-Produce-Calculate7. 过程控制中,哪种控制策略常用于对连续变量进行控制()。
A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以8. 在过程控制中,哪种控制策略常用于对离散变量进行控制()。
A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以9. 控制系统稳定性是指系统()。
A. 对外界干扰的抵抗能力B. 对控制命令的响应速度C. 对过程参数的适应能力D. 传感器的精度和灵敏度10. 过程控制中的开环控制指的是()。
A. 控制器不考虑过程输出信号而进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器根据误差信号对过程进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节(以下题目略)二、简答题(共5题,每题10分,共50分)请简述下列问题的答案,并将其写在答题纸上。
过程控制工程复习题(课程代码392217)一、选择题(请从下列选项中选出正确的一项)1、下列不属于单回路反馈控制系统的是()选项A)被控对象选项B)被测对象选项C)测量变送选项D)控制器和控制阀答案:B2、在工业控制中,使用最多的控制系统是()选项A)单回路反馈控制系统选项B)串级控制系统选项C)比值控制系统选项D)前馈控制系统答案:A3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是()选项A)K f增加,余差增加,系统稳定性不变选项B)T f增加,过渡过程时间减小选项C)T f增加,振荡幅值减小选项D)τf增加,余差减小答案:D4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是()选项A)一般希望放大倍数K0大些好,易于调节选项A)一般希望控制通道时间常数小些好,但不能过小选项C)控制通道时间常数越小越好,系统才灵敏选项D)时间常数大,系统的工作频率低答案:D5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是()选项A)操纵变量必须可控选项A)选择通道放大倍数相对大的选项C)选择干扰通道时间常数小一点的选项D)选择通道的纯滞后尽量小答案:C6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是()选项A)K0增加,余差增加,系统稳定性不变选项B)T0增加,过渡过程时间增加选项C)T0增加,系统频率变慢选项D)τ0增加,稳定程度大大降低答案:A6、下图的曲线中,哪一条是对数流量特性的是()选项A)1选项B)2选项C)3选项D)4答案:B7、在控制系统中,能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于()选项A)随动系统选项B)定值系统选项C)程序系统选项D)以上都不是答案:A8、在过程控制系统中,系统的设定值保持不变的系统属于()选项A)随动系统选项B)定值系统选项C)程序系统选项D)以上都不是答案:B9、在过程控制系统中,系统的设定值有规律变化的系统属于()选项A)随动系统选项B)定值系统选项C)程序系统选项D)以上都不是答案:C10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是()选项A)被控对象选项B)被控变量选项C)操纵变量选项D)测量值答案:B11、受控制器的操纵,使被控变量保持在设定值的物理量是()选项A)被控对象选项B)设定值选项C)操纵变量选项D)测量值答案:C12、一阶环节的传递函数是()选项A)K/(Ts+l)选项B)K/Tis选项C)K选项D)Tds答案:A13、比例环节的传递函数是()选项A)K/(Ts+l)选项B)K/Tis选项C)K选项D)Tds答案:C14、在一阶系统的特征参数中,()是系统的静态参数选项A)放大倍数K选项B)时间常数T选项C)滞后时间τ选项D)传递函数答案:A15、在一阶过程控制系统中时间常数T定义为系统的输出量y(t)到达稳态值的()选项A)80%选项B)63.2%选项C)20%选项D)40%答案:B16、在一阶过程控制系统中,()决定了系统在响应结束时的稳态性能选项A)时间常数T选项B)输入值选项C)滞后时间τ选项D)放大倍数K答案:D17、在过程控制仪表中,控制器的放大倍数Kc是通过改变()来设置的选项A)量程选项B)输出信号选项C)控制器的比例度选项D)输入信号答案:C18、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是表示过渡过程曲线超出新稳定值的最大值选项A)最大偏差选项B)超调量选项C)衰减比选项D)振荡周期答案:B19、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是描述被控变量偏离设定值最大程度的物理量选项A)最大偏差选项B)超调量选项C)衰减比选项D)振荡周期答案:A20、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,()是衡量系统快速性的质量指标选项A)最大偏差选项B)超调量选项C)衰减比选项D)振荡周期答案:D21、一阶过程控制系统稳定条件是()选项A)特征根为正,微分方程系数都大于零选项B)特征根为负,微分方程系数都大于零选项C)特征根为正,微分方程系数都小于零选项D)特征根为负,微分方程系数都小于零答案:B22、二阶过程控制系统稳定条件是()选项A)特征根实部为负,微衰减系数小于零,分方程系数都大于零选项B)特征根实部为正,微衰减系数小于零,分方程系数都大于零选项C)特征根实部为正,微衰减系数大于零,分方程系数都大于零选项D)特征根实部为负,微衰减系数大于零,分方程系数都大于零答案:D23、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系,当衰减系数满足()时,系统是稳定的选项A)衰减系数=0选项B)-1<衰减系数<0选项C)衰减系数<-1选项D)0<衰减系数<1答案:D24、二阶系统的衰减系数与系统的稳定性有很大关系,当衰减系数满足()时,系统是稳定的选项A)衰减系数=1选项B)衰减系数<-1选项C)衰减系数>1选项D)0<衰减系数<1答案:B25、在比例控制器中,放大倍数Kc和控制器的比例度δ之间的关系是()选项A)δ越大,Kc也越大选项B)δ越大,Kc越小选项C)δ变化与Kc无关选项D)δ与Kc都是定值答案:B26、在比例控制器中,在相同输入偏差下,放大倍数Kc和输出p(t)之间的关系是( )选项A)Kc越大,输出p(t)越小选项B)Kc越大,输出p(t)不变选项C)Kc越大,输出p(t)也越大选项D)Kc越小,输出p(t)越大答案:C27、在过程控制系统中,若使控制变量最终不存在余差但系统的稳定性要下降应选用()选项A)比例控制器选项B)比例积分控制器选项C)比例微分控制器选项D)比例积分微分控制器答案:B28、在过程控制系统中,既能使控制变量不存在余差又使系统具有超前性控制应选用()控制规律选项A)P选项B)PI选项C)PID选项D)PD答案:C29、在过程控制系统中,系统在稳态时,不管放大系数Kc有多大最终仍有余差可以选用()控制规律选项A)P选项B)PI选项C)PID选项D)PD答案:B30、在比例控制规律中,衰减系数与系统的稳定性之间的关系应满足()A)衰减系数越大系统越稳定B)衰减系数越大系统越不稳定C)衰减系数与系统稳定无关答案:A31、下面对过程的控制质量没有影响的是()A)控制通道放大倍数KoB)扰动通道放大倍数KfC)扰动通道时间常数D)扰动通道纯滞后时间答案:D32、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在高压差时选用()A)角形控制阀B)隔膜控制阀C)三通控制阀D)蝶阀答案:A33、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在控制强腐蚀性介质时选用()选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案:B34、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在分流或合流控制时选用()选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案:C35、在单回路控制中,控制阀的结构形式的选择很重要,在大口径、大流量、低差压,而泄漏量要求不高时选用()选项A)角形控制阀选项B)隔膜控制阀选项C)三通控制阀选项D)蝶阀答案:D36、为了使过程控制系统能够正常工作,则必须使系统的各个环节的静态放大系数相乘必须满足()选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案:C37、在控制阀的正作用下,控制阀是气开式,则Kv满足()选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案:B38、在控制阀的负作用下,控制阀是气关式,则Kv满足()选项A)等于0选项B)大于0选项C)小于0选项D)不能确定答案:C39、控制器正作用时,其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案:C40、控制器负作用时,其放大系数Kc满足( )选项A)Kc<0选项B)Kc<-1选项C)Kc>0选项D)Kc=0答案:A41、在控制器上对所求得的整定参数设置的顺序是()选项A)P,I,D选项B)P,D,I选项C)I,P,D选项D)I,D,P答案:A42、在某温度控制系统中,采用4:1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例作用时,其整定参数值为()选项A)20%选项B)40%选项C)60%选项D)80%答案:A43、过程控制设计中,系统设计的核心是()选项A)控制方案设计选项B)工程设计选项C)工程安装选项D)仪表调校答案:A44、在控制器的参数整定中属于理论整定法得是()选项A)经验凑试法选项B)衰减曲线法选项C)响应曲线法选项D)对数频率特性法答案:D45、在控制器的参数整定中属于工程整定法得是()选项A)对数频率特性法选项B)根轨迹法选项C)经验凑试法答案:C46、在某温度控制系统中,采用4:1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例积分作用时,其整定参数值为()选项A)24%选项B)12%选项C)36%选项D)48%答案:A47、在某温度控制系统中,采用4:1衰减曲线法整定控制器的参数,得δs=20%,当控制器为比例积分微分作用时,其整定参数值为()选项A)20%选项B)40%选项C)16%选项D)32%答案:C48、串级控制系统中控制器的作用正确的是()选项A)主粗副粗选项B)主粗副细选项C)主细副粗选项D)主细副细答案:C49、串级控制系统系统中存在的一次扰动来源于它的()选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案:A50、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的()选项A)主回路选项B)副回路选项C)主副回路都有选项D)不能确定答案:C51、串级控制系统系统中主环是一个()系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案:A52、串级控制系统系统中副环是一个()系统选项A)定值系统选项B)随动系统选项C)程序系统选项D)分时系统答案:B53、串级控制系统中主回路的控制器包括()选项A)主控制器选项B)副控制器选项C)主、副控制器选项D)不确定答案:C54、串级控制系统中主回路的对象是()选项A)主、副对象控制器 控制阀对象 F2 测量变送 F1控制器 控制阀对象 F2测量变送 F1K 测量变送选项B)主对象选项C)副对象选项D)不确定答案:A55、串级控制系统中主、副环要满足( )选项A)主定副随选项B)主定副定选项C)主随副定选项D)主随副随答案:A56、串级控制系统中主控制器的正、反作用的选择顺序(A )选项A)先副后主选项B)先主后副选项C)主、副同样选项D)不确定57、有2个阀门,流通能力分别为C1=100,C2=3,其可调范围均为R =30,用于分程控制时,分程可调范围为(B )选项A)750选项B)1000选项C)900选项D)125058、对于对象的纯滞后时间较大,时间常数特别大的应采用(B )控制选项A)分程控制选项B)前馈控制选项C)均匀控制选项D)串级控制二、作图题1.请画出开环比值控制系统和单闭环控制系统的方框图答案:①开环比值控制系统②单闭环比值控制系统控制器 控制阀对象 F2测量变送2 F1 乘法器 测量变送1I 1 I 02.一个双闭环比值控制系统如下图所示。
计算机控制技术期末复习试题附答案一、选择题1. 下面哪个不是计算机控制系统的组成部分?A. 控制器B. 传感器C. 运算器D. 计算机主机答案:D2. 控制器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:B3. 在控制系统中,传感器的作用是什么?A. 输入信息B. 处理信息C. 输出信息D. 以上都是答案:A4. 控制器与执行器之间的信息传递通常采用哪种形式?A. 电信号B. 光信号C. 音频信号D. 无线信号答案:A二、填空题1. 在控制系统中,PID是什么的缩写?答案:比例-积分-微分2. 当一个过程变量小于或大于设定值时,控制器需要发出一个____信号来调节执行器。
答案:控制3. 开环控制系统中,控制器完全依赖于____来判断并调节执行器。
答案:设定值三、解答题1. 请解释闭环控制系统和开环控制系统的区别。
答案:闭环控制系统和开环控制系统是两种基本的控制系统结构。
闭环控制系统通过传感器获得反馈信息,将反馈信息与设定值进行比较后进行调节,以使系统输出接近设定值。
开环控制系统则没有反馈环节,控制器仅仅根据设定值来调节执行器。
闭环控制系统具有较好的稳定性和鲁棒性,能够减小外界干扰对系统的影响,但由于需要进行反馈调节,系统可能存在一定的响应延迟。
开环控制系统较为简单,但容易受到干扰的影响,对系统稳定性要求较高。
四、简答题1. 请简述计算机控制技术在工业自动化中的应用。
答案:计算机控制技术在工业自动化中广泛应用,其主要作用是实现对生产过程的自动控制。
通过传感器获取实时数据,计算机控制系统可以实时监测和控制生产过程中的各项参数,将实际数值与设定值进行比较,并通过执行器调节控制。
这种自动化控制能够提高生产效率、降低成本,同时还可以减少人为操作中的误差,提高产品的质量稳定性。
在工业生产中,计算机控制技术广泛应用于各种制造过程中,如汽车制造、电子设备制造、化工生产等。
通过计算机控制技术,可以实现生产过程中的自动监测、自动调节、自动报警等功能,从而提高生产效率,降低生产成本,提高产品的一致性和稳定性。
过程控制期末试题库一、填空题(本题共计10分,包括3小题,10个填空,每空1分)1.一般一个简单控制系统由(检测/变送)装置、(被控对象)、(调节)器和(执行)机构组成。
2.过程控制系统常用的参数整定方法有:(经验法)、(衰减曲线法)、(稳定边界法/临界比例度法)和(响应曲线法)。
3.在PID调节器中,调节器的Kc越大,表示调节作用(越强),Ti值越大,表示积分作用(减弱),Td值越大表示微分作用(增强)。
4.常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式:(操作指导控制系统)、直接数字控制系统、(监督计算机控制系统)、(集散控制系统)和现场总线控制系统。
5.在闭环控制系统中,根据设定值的不同形式,又可分为定值控制系统,随动控制系统和程序控制系统。
1)定值控制系统特点:设定值是(固定不变);作用:保证在(扰动)作用下使被控变量始终保持在设定值上。
2)随动控制系统特点:设定值是一个(变化量);作用:保证在各种条件下系统的输出(及时跟踪设定值变化)。
3)程序控制系统特点:设定值是一个(按一定时间程序变化的时间函数);作用:保证在各种条件下系统的输出(按规定的程序自动变化)。
6.热电偶温度计的基本组成部分部分是(热电偶)、(测量仪表)、(连接热电偶)和(测量仪表的导线)。
7.串级控制系统能迅速克服进入(副)回路的扰动,改善(主)控制器的广义对象特性,容许(副)回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不影响整个系统的控制品质。
8.定值控制系统是按(偏差)进行控制的,而前馈控制是按(扰动)进行控制的;前者是(闭)环控制,后者是(开)环控制。
二、选择题(本题共计10分,包括5小题,每题2分)1.由于微分调节规律有超前作用,因此调节器加入微分作用主要是用来(C):A.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc和纯滞后τ0.B.克服调节对象的纯滞后τ0.C.克服调节对象的惯性滞后(时间常数T),容量滞后τc.2.定值调节是一种能对(A )进行补偿的调节系统。
《控制工程基础》课程综合复习资料一、单选题1. 判断下面的说法是否正确:偏差()t ε不能反映系统误差的大小。
(A)正确(B)错误答案:B2. 判断下面的说法是否正确:静态速度误差系数v K 的定义是20lim .()s s G s →。
(A)正确(B)错误答案:B3.二阶振荡环节的传递函数G(s)=()。
(A)22,(01)21Ts T s Ts ξξ<<++ (B)22,(01)21T T s Ts ξξ<<++ (C)221,(01)21T s Ts ξξ<<++ (D)22,(01)21s T s Ts ξξ<<++ 答案:C4.函数5()301G jw jw =+的幅频特性()A w 为()。
(A)(B)(C)(D)259001w + 答案:D5.某一系统的误差传递函数为()1()1()i E s X s G s =+,则单位反馈系统稳态误差为()。
(A)01lim ()1()i s s X s G s →+ (B)01lim ()1()i s X s G s →+ (C)1lim ()1()i s s X s G s →∞+ (D)1lim ()1()i s X s G s →∞+ 答案:A6.某系统的传递函数为21()56s s s s φ+=++,其单位脉冲响应函数0()x t =()。
(A)23(2)1()t t e e t ---+(B)23(2)1()t t e e t --+(C)1()t(D)0答案:A7.图中系统的脉冲传递函数为()。
(A)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e --+=-+ (B)1010()(1)()(1)()T T C z z e R z z z e ---=-+ (C)210()10()(1)()T C z z R z z z e -=--(D)210()10()(1)()T C z z R z z z e --=-- 答案:C8.二阶系统的极点分别为120.5,3s s =-=-,系统增益2,则其传递函数为()。
一、填空题二、自动调节系统方块图中,给定值R,测量值Z和偏差e三者之间的关系是e=R-Z。
一、过渡过程结束时,被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做余差二、串级调节系统中,主回路是一个定值调节系统。
1.电子电位差计是根据电压补偿原理工作的。
三、积分时间愈____长_____,积分作愈弱。
四、当一个调节器的输出信号同时送给两个调节阀,这两个调节阀工作在不同的信号区间,则构成的控制系统为___分程__控制系统。
五、在自动控制系统中,能够测量某物理量的大小并把它转化为一种特定信号的自动化装置是测量变送器。
1.过程控制仪表包括控制器、执行器、操作器以及可编程控制器等各种新型控制仪表及装置。
2.一台仪表性能的优劣通常可以用精确度、变差、灵敏度来评价。
3.基本控制规律包括双位控制、比例控制、比例积分控制、积分控制、微分控制、比例微分控制、以及比例积分微分控制。
4.二、选择题1.在自动化仪表中,显示仪表用于各种检测变量的显示、记录,按显示方式可分为三大类,下面哪项不属于显示方式。
( B )A 模拟式显示仪表B高端显示仪表 C 屏幕显示仪表 D 数字式显示仪表2.对于始点为0℃的电子电位差计,当输入端短路时,仪表指针应指在( C )。
A.始点B.终点C.室温D.原位置3. 下列( A )不是描述对象特性的参数。
A.过渡时间B.时间常数C.放大系数D.滞后时间4. 下面哪项不属于复杂控制系统。
( A )A. 自动控制系统与编程控制系统B. 比值控制系统均匀控制系统C 分程控制系统与选择性控制系统D 串级控制系统与前馈控制系统5. 串级控制系统中,副调节器一般采用(D )调节规律A.PIB.PIDC.PDD.P6. 下面哪项不属于过程控制系统的分类。
CA过程自动检测系统 B 过程自动控制系统C过程自动显示系统D过程自动报警与联锁保护系统7. 如图为一个加热器控制系统,通过将进料与蒸汽进行换热达到对物料进行加热的目的,希望出料温度恒定。
《过程控制工程》期末复习题一、(每空1分)填空题:1、对于一个比例积分微分(PID)控制器来说,积分时间越小则积分作用越;微分时间越小,则微分作用越。
2、三种常用的均匀控制方案包括、、。
3、常规PID控制器中的P指作用、I指作用、 D指作用。
4、用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备,其中输送液体并提高其压头的机械称为,而输送气体并提高其压头的机械称为。
5、工程上常用的几种整定PID控制器参数的方法是、、、。
6、请举出我们曾经学过的三种复杂控制系统:、、。
7、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是开环比值控制系统、、、四种。
8、调节阀的固有流量特性主要有、、、四种。
9、比值系统控制系统从结构上可分为四种,分别是开环比值控制系统、、、四种。
10、单回路控制系统一般由、、、四个环节组成11、常见的传热设备有、、等。
12、要消除系统的稳态误差,通常选用控制器。
13、用来评价控制系统性能优劣的阶跃响应曲线性能指标分别是、、、振荡频率和回复时间等。
14、工程上进行PID控制器参数整定时,随动系统的控制品质要求衰减比为,定值系统中控制品质要求衰减比为。
15、常见的传热设备有、、等。
16、精馏装置一般由、、、等设备组成。
精馏塔产品质量指标选择有直接产品质量指标和两类。
二、选择题(10分,每小题2分)1、成分、温度调节系统的调节规律,通常选用()。
A. PIB. PDC. PID2、自动控制系统中控制器正、反作用的确定是根据()。
A.实现闭环回路的正反馈。
B.实现闭环回路的负反馈。
C.系统放大倍数恰到好处D.生产的安全性。
3、单纯的前馈调节是一种能对()进行补偿的调节系统。
A.测量与给定之间的偏差 B.被调量的变化 C.干扰量的变化4、分程控制系统常要加装()来达到分程的目的。
A.调节器 B.变送器 C.阀门定位器5、在某一分离异丁烷与正丁烷的精馏塔中,微小的压力波动也会影响温度的变化,同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的,此时应选择()作为间接质量指标进行控制。
过程装备与控制⼯程概论期末复习资料过程装备与控制⼯程概论期末复习资料By-⼩喃1、过程与控制⼯程涉及的基本过程有哪些?以及每个过程所涉及的设备?(1)流体动⼒过程:泵、压缩机、风机、管道、阀门(2)热量传递过程:换热器、热交换器(3)质量传递过程:⼲燥、萃取、蒸馏、浓缩、等过程的装备(4)动⼒传递过程:固体物料的的输送、粉碎、造粒等过程的设备(5)热⼒过程:发电、燃烧、冷冻、空⽓分离等过程的设备(6)化学反应过程:换热器、反应器、塔,储罐、压缩机、泵、离⼼机2、流体静⼒学基本⽅程:p=p0+ρgh参数意义:P0表⽰容器内液体压强,p表⽰精致液体内部任⼀点的压强p的⼤⼩与液体本⾝的密度ρ和该点到液⾯的深长h有关。
液压千⽄顶的⼯作原理:根据静压⼒基本⽅程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发⽣变化时,只要液体仍保持其原来的静⽌状态不变,液体中任⼀点的压强均将发⽣同样⼤⼩的变化。
这就是说,在密闭容器内,施加于静⽌液体上的压强将以等值同时传到各点。
在⽔⼒系统中的⼀个活塞上施加⼀定的压强,必将在另⼀个活塞上产⽣相同的压强增量3、流体流动的基本⽅程,并说明⽅程中个参数的具体意义。
简单介绍流体机械包含的设备。
4、热量传递的⽅式有哪⼏种,并简单叙述各个⽅式的特点?热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本⽅式.热传导依靠物质的分⼦、原⼦或电⼦的移动或(和)振动来传递热量,流体中的热传导与分⼦动量传递类似.对流传热依靠流体微团的宏观运动来传递热量,所以它只能在流体中存在,并伴有动量传递.辐射传热是通过电磁波传递热量,不需要物质作媒介.5、什么是过程装备,过程装备与控制⼯程专业的学⽣应该获得哪些⽅⾯的知识和能⼒?请展望过控专业的发展趋势。
(1)过程装备是⼀门研究和实现⼤量⼯业装置的重要学科,它致⼒于将先进的过程⼯艺或者构想通过设计放⼤(或缩⼩)、制造⽽变现实,并保障其⾼效、安全和集约运⾏。
●过程输出变量和输入变量之间不随时间变化的数学关系称时不变系统的静态数学模型,随时间变化的关系称时变系统的动态数学模型.●正确选择控制器正反作用是为了保证调节回路的负反馈.●一阶惯性加纯滞后环节的特性为:无相互影响的多容系统.●被控对象的控制通道的增益K0,对控制指标的影响是K0增大,余差减小,最大偏差减小;控制作用增强,但稳定性变差.●Kt增加,衰减比减小;T1增加,衰减比增大.●比值控制系统有哪几种:开环,单闭环,双闭环,变值比值控制系统.●串级控制系统副回路为随动控制,主回路为定值控制.●前馈控制系统的原理是:根据测取进入过程的干扰,并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量,使受控变量维持在设定值上.●前馈控制系统是根据预防的控制策略设计的.●分程控制系统的目的为:扩大可调比,满足工艺的特殊要求.控制阀的作用形式分别为同向和异向.●控制回路有选择器的控制系统称选择性控制系统.●简单控制系统由四个基本环节组成,即被控对象,测量变送装置,控制器和控制阀.●过程控制工程的三大任务是:分析,设计,应用.●试述锅炉汽包水位的几种控制方案:单冲量水位控制系统,双冲量水位控制系统,三冲量水位控制系统. 虚假水位现象就是:在蒸汽用量突然增加而燃料量不变的情况下,汽包内的水位应该是降低的.但是由于蒸汽用量突然增加,瞬时必导致汽包内压力下降,因此水的沸点降低,汽包内水的沸腾突然加剧,水的气泡迅速增加,将整个水位提高,即蒸汽用量突然增加对汽包水位不是理论上得降低而是升高.对质量的影响:使控制容易出现误动作,从而使控制质量变坏.采用双冲量或三冲量控制克服虚假水位现象的不良影响.●喘振现象及防喘振控制方案:离心式压缩机在运行过程中,当负荷低于某一特定值时,气体的正常输送遭到破坏,气体的排出量时多时少,忽进忽出,发生强烈震荡,并发出如哮喘病人喘气的噪声.气体出口压力表,流量表的指示大幅波动.随之机身也会剧烈震动,并带动出口管道.,T房震动,压缩机发出周期性间断的吼响声,如不及时采取措施,将使压缩机严重破坏.防喘振措施:固定极限流量防喘振控制,可变极限流量防喘振控制.●均匀控制系统的特点,及其与单回路控制系统的区别:特点:表征前后供应矛盾的两个变量都应该是变化的,且变化缓慢;前后互相联系又相互矛盾的两个变量应保持在所允许的范围内;区别:控制目标不同,调节器的参数整定不同,调节器的控制规律不同.●控制器的正反作用:TC1:主控制器(反作用);TC2:副控制器(反作用).由于副控制器是反作用控制器,因此主控制器从串级切到主控时主控制器的作用方式不变,保持原来的反作用形式.GC1(S),GC2(S),GV(S),GP2(S),GP1(S),GM2(S),G M1(S)●逻辑提量和减量控制系统:该控制方案在蒸汽负荷提量时,能先提空气量,后提燃料量;负荷减量时能先减燃料量,后减空气量,保证燃烧的完全燃烧.该方案既能保证蒸汽压力恒定,又能实现燃料的完全燃烧. 工作过程:逻辑增量时:蒸汽流量增加,压力下降--PC 输出增加--HS选中--空气流量增加--燃料量增加;逻辑减量时:蒸汽流量减少--压力增加--PC输出减少--LS选中--燃料量减少--空气流量减少.●受控变量的选择:1、直接参数法,以直接的工艺参数作为受控变量;2、间接参数法,原选定的受控变量受检测仪表的约束时,要寻找与受控变量有单一的线性函数关系的间接参数来作为受控变量;3、自由度分析法,一个设备如果有多个受控变量,则应以自由度进行分析,找出独立变量F作为受控变量.F=L-P+2(L为组分数,P为相权)●操纵变量的选择1、操纵变量的选择要合理,不能选择工艺流程的主物料量为操纵变量,而应选择辅助物料;2、操纵变量要对受控变量有明显的影响作用,即要求其放大系数k大,时间常数T小.●积分饱和:具有积分作用的控制器,只要被调量与设定值之间有偏差,其输出就会不停的变化,由于某种原因,被调量的偏差一时无法消除,然而控制器还是要试图校正这个偏差,结果经过一段时间后,控制器的输出将达到某个限制值,并停在该值上,这种情况称为积分饱和.●串级调节系统的特点:1、串级调节系统能迅速克服进入到副回路的干扰;2、由于副回路对象特性的改善,串级调节系统对进入主回路的干扰也有较强的克服作用.3、串级调节系统的副回路对非线性环节的补偿具有鲁棒性,能适应负荷和操作条件的变化,具有一定的自适应能力.●反馈与前馈的区别:1、前馈是开环控制系统,反馈是闭环控制系统;2、前馈系统中测量干扰量,反馈系统测量被控变量;3、前馈系统需要专用调节器,反馈系统通用调节器即可;4、前馈只能克服所测量的干扰,反馈则能克服所有干扰;5、前馈理论上可以无差,反馈必定有差.●气缚:若离心泵在启动前未灌满液体,颗内存有真空,使密度减小,产生的离心力就小,此时在吸入口产生的真空度不足以将液体吸入泵内,所以尽管启动了离心泵,但不能输送液体.●气蚀:当泵的安装位置不合适时,液体的静压能在吸入管内流动,克服位差,动能,阻力后,在吸入口处,压强将至该温度下液体的饱和蒸汽压Pv时,液体就会汽化,并溢出所溶解的气体.这些气泡进入进入泵体的高压区后,突然凝结,产生局部真空,使周围的液体以高速涌向气泡中心,造成冲击和震动,大量气泡破坏了液体的连续性,阻塞通道,增大阻力,使流程,扬程明显下降.严重时泵不能进行正常工作,给泵以破坏.●主副流量的逻辑提降:1、提量:由于生产负荷增大(即蒸汽流量增大),锅炉汽包蒸汽压力降低,需要加大燃烧能力,这是需要先加空气,后加燃料,以防黑烟.动作过程:当蒸汽压力受负荷增大影响降低时,压力调节器(反作用)输出增大,此时的压力调节器输出只通过高选器,从而使空气占流量调节器(正作用)的给定值增大,空气调节器输出值减小,空气流量调节阀(气关)开大,使空气流量先增大;空气流量增大后,压力调节器输出通过低选器,使燃料调节器(反作用)的给定值增大,燃料调节器输出增大,从而使燃料流量调节阀(气开)开度增大,燃料量增加.2、降量:锅炉蒸汽压力超高时,要先减燃料后减空气,以防冒黑烟.过程:当蒸汽压力受负荷减小作用增大时,压力调节器(反作用)输出减小,通过低选器,使燃料调节器(反作用)给定值减小(此时压力调节器输出,不通高选器连通的空气流量调节器),燃料调节器输出减小,从而使燃料流量调节阀(气开)开度减小,燃料量增加减小.燃料量减小后,压力调节器输出才通过高选器,使空气调节器给定减小,空气调节器(正作用)输出增大,燃料调节阀(气关)开度减小,空气量随后减小.。
一、填空题部分可能模糊的已给出参考答案:1. 对时域函数进行拉氏变换:)(1t = 、t = 、at e -= 、sin t ω= ;2. 自动控制系统对输入信号的响应,一般都包含两个分量,即一个是瞬态响应分量,另一个是稳态 _响应分量;3. 在闭环控制系统中,通过检测元件将输出量转变成与给定信号进行比较的信号,这个信号称为_____反馈___;4. 若前向通道的传递函数为Gs,反馈通道的传递函数为Hs,则闭环传递函数为___ __5. 函数ft=te 63-的拉氏变换式是 ; 6. Bode 图中对数相频特性图上的-180°线对应于奈奎斯特图中的__负实轴_________;7. 闭环系统稳定的充要条件是所有的闭环极点均位于s 平面的 右半平面 半平面;8. 已知传递函数为2()k G s s=,则其对数幅频特性L 在零分贝点处的频率数值为ω= 9. 在系统开环对数频率特性曲线上,低频段部分主要由 积分 环节和 比例 决定;10. 惯性环节的传递函数11+Ts ,它的幅频特性的数学式是 ,它的相频特性的数学式是ωT arctan - ;11. 传递函数的定义是对于线性定常系统,在 初始条件为零 的条件下,系统输出量的拉氏变换与 输入量的拉氏变换 之比;12. 瞬态响应是系统受到外加作用激励后,从 初始 状态到 最终或稳定 状态的响应过程;13. 判别系统稳定性的出发点是系统特征方程的根必须为 负实根或负实部的复数根 ,即系统的特征根必须全部在 复平面的左半平面 是系统稳定的充要条件;14. I 型系统G s K s s ()()=+2在单位阶跃输入下,稳态误差为 0 ,在单位加速度输入下,稳态误差为 ∞ ;参考教材P8915. 频率响应是系统对 正弦输入 稳态响应,频率特性包括 幅频和相频 两种特性;16. 如果系统受扰动后偏离了原工作状态,扰动消失后,系统能自动恢复到原来的工作状态,这样的系统是 渐进稳定的 系统;17. 传递函数的组成与输入、输出信号无关,仅仅决定于 系统本身的结构和参数 ,并且只适于零初始条件下的 线性定常 系统;18. 系统的稳态误差与输入信号的形式及 系统的结构和参数或系统的开环传递函数 有关;19. 线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为相频特性 ;20. 积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,直线的斜率为 -20 dB /dec;21. 二阶衰减振荡系统的阻尼比ξ的范围为 ~ ;22. 当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是 负数 时,系统是稳定的;23. 在单位斜坡输入信号作用下,0型系统的稳态误差e ss = ∞ ;参考教材P8924. 用频域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号是 正弦函数 _;25. 线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加 __原理,而非线性控制系统则不能;26. 方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和 反馈 连接;27. 分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…,这是按开环传递函数的 积分 环节数来分类的;28. 用频率法研究控制系统时,采用的图示法分为极坐标图示法和 对数坐标 图示法;29. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和 无阻尼自然振荡频率ω ;建立系统数学模型的方法有 解析法 与 实验法 两种;控制系统的调节时间t s = 取误差允许范围±5%; 参考教材P69控制系统的调节时间t s = 取误差允许范围±2%; 参考教材P69系统的稳态误差可分为 系统误差 与 扰动误差 两种;根轨迹起始于 ,终止于 ,如果开环零点m 小于开环极点n ,则有 条根轨迹终止于无穷远;根轨迹标准传递函数形式为 ,根轨迹增益为 ;根轨迹必然对称于轴;频率特性的图形表示法主要有 与 两种;线性时不变自动控制系统的频率特性可分为 幅频特性 与 相频特性 两大类;系统稳定裕度的描述主要有 与 两种;自动控制系统串联校正方法有 、 与 三种; 建立系统数学模型的方法有 解析法演绎法 与 实验法归纳法 两种;系统数学模型主要有 微分方程 、 传递函数 、 动态结构图 与 信号流图 四种;线性系统的特性可分解为 叠加性 与 齐次性 两种;串联系统的传递函数等于各串联环节传递函数的 ;根轨迹必然对称于 轴;线性时不变自动控制系统的频率特性可分为 幅频 与 相频 两大类;Bode 图横轴以 lg ω为坐标分度,但以 ω 标记;惯性环节G s =1/T s +1 的Bode 图的转折频率和转折斜率分别为 和 1 对控制系统的基本要求是 稳定性 、 准确性 、 快速性 ; 2 采用负反馈连接时,如前向通道的传递函数为Gs,反馈通道的传递函数为Hs,则其等效闭环传递函数为 )s (H )s (G 1)s (G + ;4 积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,直线的斜率为 -20 dB/dec;5 .Bode 图中对数相频特性图上的-180o 线对应于奈奎斯特图中的 负实轴 ;6 LTI 系统的输入信号的导数的响应等于 输出信号的导数 ;输入信号的积分的响应等于 输出信号的积分 ;1.线性定常系统在正弦信号输入时,稳态输出与输入的相位移随频率而变化的函数关系称为__相频特性 __;2.积分环节的对数幅频特性曲线是一条直线,直线的斜率为 -20 dB /dec;3.对于一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面:稳定性、 快速性 和准确性4.单位阶跃函数1t 的拉氏变换为 ;6.当且仅当闭环控制系统特征方程的所有根的实部都是 负数 时,系统是稳定的;7.系统输出量的实际值与_输出量的希望值 __之间的偏差称为误差;9.设系统的频率特性为)(jI )j (R )j (G ω+ω=ω,则)(ωI 称为 虚频特性 ;10. 用频域法分析控制系统时,最常用的典型输入信号是 正弦函数 ;11.线性控制系统最重要的特性是可以应用___叠加__原理,而非线性控制系统则不能;12.方框图中环节的基本连接方式有串联连接、并联连接和 反馈 连接;13.分析稳态误差时,将系统分为0型系统、I 型系统、II 型系统…,这是按开环传递函数的 积分 环节数来分类的;14.用频率法研究控制系统时,采用的图示法分为极坐标图示法和 对数坐标 图示法;15. 决定二阶系统动态性能的两个重要参数是阻尼系数ξ和 无阻尼自然振荡频率ω ;二、基本概念 超调量:响应曲线最大峰值超过稳态值的部分,即是最大超调量,简称超调量;最小相位系统:如果控制系统的所有极点和零点均位于s 左半闭平面上,则称该系统为最小相位系统;传递函数:线性或线性化定常系统在零初始条件下,输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比; 调节时间:响应曲线从零开始一直到进入并保持在允许的误差带内±2%或±5%所需的最短时间; 频率响应:指系统在正弦输入信号作用下,线性系统输出的稳态分量;频率特性:系统频率响应与正弦输入信号的复数比,就称为频率特性;根轨迹:指当系统开环传递函数中某一参数从零变化到无穷时,闭环特征方程式的根在S 平面上运动的轨迹;三、简答题:1、简述自动控制系统的基本工作原理解: 自动控制系统的基本工作原理是通过测量装置随时监测被控量,并与给定值进行比较,产生偏差信号;根据控制要求对偏差进行计算和信号放大,并且产生控制量,驱动被控量维持在希望值附近;2、简述奈奎斯特稳定判据;闭环控制系统稳定的充分必要条件是开环频率特性曲线CjωHjω不通过-1,j0点,且逆时针包围-1,j0点的周数数等于开环传递函数正实部极点的个数,即N=-P;3、试简述Bode 图的主要优点;参考教材P146解:1利用对数运算可以将串联环节幅值的乘除运算转化为加减运算;2可以扩大所表示的频率范围,而又不降低低频段的准确度;3可以用渐近线特性绘制近似的对数频率特性,从而使频率特性的绘制过程大大简化;4、建立元件或系统的微分方程可依据什么步骤进行参考教材节解:1在条件许可下适当简化,忽略一些次要因素;2根据物理或化学定理、定律,列出部件的原始方程式;3列出原始方程式中中间变量与其他变量的关系式;4从所有方程式中消去中间变量,仅保留系统的输入变量和输出变量;5将微分方程表示成标准形式,既输出变量在左,输入变量在右,导数阶次从高到低排列;解:1建立控制系统各元件或部件的微分方程;在建立微分方程时,应分清输入量、输出量,同时应该考虑相邻部件之间是否有负载效应;2对各元件或部件的微分方程进行拉普拉斯变换,然后作出各部件的结构图;3按照系统中各变量的传递顺序,依次将各部件的结构图连接起来,置系统的输入变量于左端,输出变量于右端,便得到系统的结构图;6、简述绘制系统开环对数坐标图的一般步骤和方法;参考教材P152解:1写出以时间常数表示、以典型环节频率特性连乘积形式的开环频率特性; 2求出各环节的转角频率,并从小到大依次标注在对数坐标图的横坐标上;3计算20lgK 的分贝值,其中K 是系统开环放大系数;过=1、20lgK 这一点作斜率为-20vdB/dec 的直线,即为低频段的渐近线,v 是开环传递函数中积分环节的个数; 4绘制对数幅频特性的其他渐近线,方法是:从低频段渐近线开始,从左到右,每遇到一个转角频率就按上述规律改变一次上一频段的斜率;5给出不同ω值,计算对应的,再利用进行代数相加,画出系统的开环相频特性曲线;三、计算及综合题1、教材作业题、例题:P54:2-10 b ;试化简图中各系统结构图,并求传递函数Cs/Rs;P55:2-12 a ;系统的信号流图如图所示,试用梅逊公式求Cs/Rs;P100:3-9;某控制系统的开环传递函数为()()()()1211)(+++=s Ts s s K s H s G ,试确定能使闭环系统稳定的参数K 、T 的取值范围;P114:例4-4;已知系统的开环传递函数为()()()()213)(*+++=s s s K s H s G ,试绘制根轨迹; P159:例5-10;系统开环传递函数()()1)(2+=Ts s K s H s G ,试判断闭环系统的稳定性;P159:例5-13设控制系统的开环传递函数为()()1)(2+=Ts s K s H s G ,当K=10时,试用柰氏判据判断闭环系统的稳定性2.求651)(2+++=s s s F s 的拉斯反变换;。
P L C期末试题和答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】复习参考一、选择题1.世界上第一台可编程序控制器PDP-4是A在1969年研制出来的。
A.美国B.德国C.日本D.中国2.PLC的各种系统参数、I/O映像等参数存放到PLC的B中。
A.系统ROMB.系统RAMC.用户ROMD.用户RAM 3.PLC的CPU与现场I/O装置的设备通信的桥梁是C。
模块模块O模块 D.外设接口4.为了拓宽输入电压范围,提高电源的效率和抗干扰能力,PLC的内部电源一般采用D。
A.并联稳压电源B.串联稳压电源C.锂电池D.开关稳压电源5.S7-300/400PLC的电源模块为背板总线提供的电压是A。
B.+DC12VC.–DC12V6.下列不属于PLC的特点的是C。
A.通用性好,适应性强B.可靠性高,抗干扰能力强C.设计、安装、调试和维修工作量大D.编程简单、易学7.下列不具有通信联网功能的PLC是D。
-3008.作为德国国家标准和欧洲标准,由3个系列组成的现场总线是B。
9.SIMATICNET中,C属于多点接口,适用于少量、慢,实时性要求不高的场合。
10.按组成结构形式、容量和功能分,S7-300属于D。
A.小型中档整体式B.小型高档模块式C.大/中型高档整体式D.大/中型高档模块式11.下列输出模块可以交直流两用的是(B)A.光电耦合输出模块B.继电器输出模块C.晶体管输出模块D.晶闸管输出模块12.输入采样阶段,PLC的CPU对各输入端子进行扫描,将输入信号送入C。
A.外部I存储器(PI)B.累加器(ACCU)C.输入映像寄存器(PII)D.数据块(DB/DI)13.每一个PLC控制系统必须有一台A,才能正常工作。
模块 B.扩展模块 C.通信处理器 D.编程器14.S7-300PLC通电后,CPU面板上“BATF”指示灯亮,表示B。
A.程序出错B.电压低C.输入模块故障D.输出模块故障15.S7-300PLC驱动的执行元件不工作,PLC的CPU面板上指示灯均正常,而输入、输出指示灯不亮,这时可判断故障出在C。
过程控制系统章节练习题及答案习题解答1. 什么是过程控制系统?过程控制系统是一种用于监测、控制和优化工业过程的系统。
它通常由传感器、执行器、控制器和人机界面等组成。
过程控制系统的主要功能是收集过程数据、分析数据、做出决策并自动调整参数,以提高生产效率、产品质量和工作安全性。
2. 过程控制系统的主要组成部分有哪些?过程控制系统主要由以下几个组成部分组成:•传感器:用于收集流程中的各种参数,如温度、压力、流量等。
•执行器:根据控制器的指令,调整流程中的参数,如开关阀门、调节电动机速度等。
•控制器:根据传感器的反馈信号和设定值,计算控制算法,并生成控制信号送给执行器。
•人机界面:供操作人员监视和操作过程控制系统,如显示仪表盘、报警信息和设定参数等。
3. 过程控制系统的工作原理是什么?过程控制系统的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1.传感器收集流程中的各种参数,并将数据传输给控制器。
2.控制器接收传感器数据,与设定值进行比较,并计算出控制信号。
3.控制信号送给执行器,执行器根据控制信号的大小和方向来调整流程中的参数。
4.执行器调整参数后,传感器再次收集参数,并将数据传输给控制器。
5.控制器不断进行数据分析,判断是否需要调整控制算法,并生成新的控制信号。
6.过程控制系统循环执行上述步骤,以实现对工业过程的监控和控制。
4. 什么是开环控制和闭环控制?•开环控制:也称为无反馈控制,是指控制器输出信号不受过程参数变化的影响。
开环控制系统只根据预先设定的参数进行控制,没有考虑实际过程的反馈信息。
这种控制方式比较简单,但容易受到外界因素的干扰,控制精度较低。
•闭环控制:也称为有反馈控制,是指控制器根据过程的反馈信息来调整输出信号。
闭环控制系统通过与设定值进行比较,获取过程的实际状态,并根据反馈信息调整控制算法,从而实现对过程的精确控制。
闭环控制具有良好的鲁棒性和可靠性。
5. 过程控制系统常见的控制策略有哪些?过程控制系统常见的控制策略包括以下几种:•比例控制:根据当前误差的大小,按比例调整控制器输出信号。
17.什么是串级控制系统?它有什么特点?什么情况下采用串级控制?答:串级控制系统是由其结构上的特征面得出的。
它是由主、副两个控制器串接工作的,主控制器的输出作为副控制器的给定值,副控制器的输出操纵控制阀,以实现对主变量的定值控制。
它的特点有:①能迅速克服进入副回路的干扰。
②能改善被控对象的特征,提高了系统克服干扰的能力。
③主回路对副对象具有“鲁棒性”,提高了系统的控制精度。
串级控制系统主要就用于:对象的滞后和时间常数很大,干扰作用强面频繁,负荷变化大,对控制质量要求较高的场合。
18.串级控制系统中心副回路和主回路各起什么作用?为什么?答:在系统结构上,串级控制系统是由两个串联工作的控制器构成的双闭环控制系统。
一个闭环系统在里面,称为副环或副回路,在控制系统中起“粗调”的作用;一个闭环在外面,称为主环或主回路,用来完成“细调”的任务,以保证被控变量满足工艺要求。
由于串级控制系统由两套检测变送器、两个调节阀、两个被控对象和一个调节阀组成,其中两个调节阀器串联起来工作,前一个调节器的输出作为后一个调节器的给定值,后一个调节器的输出才送给调节阀。
因此一个是粗调,一个是细调。
1.串级控制系统的主要特点及其应用场合①能迅速克服进入副回路的干扰②能改善被控对象的特性,提高系统克服干扰的能力③主回路对副对象具有“鲁棒性”,提高了系统的控制精度“鲁棒性”又称“强壮性”,系统的控制品质对对象变化越不敏感,则称该系统的“鲁棒性”越好。
凡可利用上述特点之一来提高系统的控制品质的场合,都可以采用串级控制系统,在被控对象的容量滞后大、干扰强、要求高的场合,采用串级控制可以获得明显的效果。
2.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。
3、什么是串级控制系统? 试画出其典型方框图。
2-11 简述积分控制规律答:积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行,实现无静差调速。
2-12 比例调2.12节器和积分调节器有何不同?答:比例调节器的输出只取决于(输入偏差的现状),而积分调节器的输出则包含了(输入偏差量的全部历史)2-13 简述比例积分控制规律。
答:比例部分能(迅速响应控制作用),积分部分则(最终消除稳态偏差)。
2-14 微机控制的调速系统有什么特点?答:(信号离散化,信息数字化)。
2-15 旋转编码器分为哪几种?各有什么特点?答:绝对式编码器:常用语检测转角信号,若需要转速信号,应对转角微分。
增量式编码器:可直接检测转速信号。
2-16 数字测速方法有哪些精度指标?答:(分辨率,测速误差率)。
2-17 采用旋转编码器的数字测速方法有(M,T,M/T)。
高低全2-18 为什么积分需限幅?答:若没有积分限幅,积分项可能很大,将产生较大的退饱和超调。
2-19 简述带电流截止负反馈环节转速反馈调速系统机械特性的特点。
答:电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻 KpKsR,导致当 Id=Idcr 时,机械特性急剧下垂;比较电压 Ucom 与给定电压 Un* 作用一致,相当于把理想空载转速提高到 n0`=(KpKs(Un*+Ucom))/(Ce(1+K))。
3-2 由于机械原因,造成转轴堵死,分析双闭环直流调速系统的工作状态。
(未验证)答:电动机堵转则转速恒为零,在一定的给定下,偏差电压相当大,从而使 ASR 迅速达到饱和,又电动机转速由于转轴堵死无法提升,故 ACR 无法退饱和,因此系统处于 ASR 饱和状态。
3-3 双闭环直流调速系统中,给定电压 Un*不变,增加转速负反馈系数α,系统稳定后转速反馈电压 Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变?(已验证)答:转速反馈系数α增加,则转速反馈电压 Un 增加,给定电压 Un*,则转速偏差电压减小,则 ASR 给定电压 Ui*减小,则控制电压 Uc 减小,则转速 n 减小;转速 n 减小,则转速反馈电压 Un 减小,直到转速偏差电压为零;故稳态时转速反馈电压 Un 不变,且实际转速 n 减小。
3-4 双闭环直流调速系统调试时,遇到下列情况会出现什么现象?(未通过验证,求姐)(1)电流反馈极性接反。
(2)转速极性接反。
答:(1)由于电流环的正反馈作用,电枢电流将持续上升,转速上升飞快,电动机飞车。
(2)由于转速环的正反馈作用,ACR 无法退饱和,电动机转速持续恒流上升。
3-5 某双闭环调速系统, ASR、均采用 PI 调节器, ACR 调试中怎样才能做到 Uim*=6V 时, Idm=20A;如欲使 Un*=10V 时,n=1000rpm,应调什么参数?答:(1)调节电流反馈系数β=0.3;(2)调节转速反馈系数α=0.01。
3-6 在转速、电流双闭环直流调速系统中,若要改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速调节器的放大倍数 Kn 行不行?(= =|||)改变电力电子变换器的放大倍数 Ks 行不行?改变转速反馈系数α行不行?若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的什么参数?答:通常可以调节给定电压。
改变 Kn 和 Ks 都不行,因为转速电流双闭环直流调速系统对前向通道内的阶跃扰动均有能力克服。
也可以改变α,但目的通常是为了获得更理想的机械特性。
若要改变堵转电流,应调节电流反馈系数β。
3-7 转速电流双闭环直流调速系统稳态运行时,两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少?为什么?答:输入偏差电压皆是零。
因为系统无静差。
则 ASR 输出电压 Ui*=Ui=βId=βIdL;ACR 输出电压 Uc=Ud0/Ks=见 P62。
3-8 在双闭环系统中,若速度调节器改为比例调节器,或电流调节器改为比例调节器,对系统的稳态性能影响如何?答:速度调节器对阶跃扰动的静差由 0 变为 1/(1+Kn),或电流调节器对阶跃扰动的静差由 0 变为 1/(1+Kc),而对斜坡扰动的静差变得更大。
3-9 从下述五个方面来比较转速电流双闭环直流调速系统和带电流截止负反馈环节的转速单闭环直流调速系统:(1)调速系统的静态特性。
(2)动态限流性能。
(3)起动的快速性。
(4)抗负载扰动的性能。
(5)抗电源电压波动的性能。
3-10 根据 ASR 和 ACR 的作用,(1)双闭环系统在稳定运行中,如果电流反馈信号线断开,系统仍能正常工作吗?(2)双闭环系统在额定负载下稳定运行时,若电动机突然失磁,最终电动机会飞车吗?答:(1)稳态时转速不变,电流减小。
(2)不会飞车,而是停转111 为了实现(电流的实时控制和快速跟随),希望电流调节器(不要)进入饱和状态,因此,对于静特性来说,只有(转速调节器的饱和与不饱和两种情况)。
111当两个调节器都不饱和且稳态时,它们的输入偏差电压分别为(0)。
111 当 ASR 输出(达到限幅值 Uim*),转速外环呈(开环状态),转速变化对转速环(不会)产生影响,双闭环系统变成一个(电流无静差的单电流闭环调节系统)。
稳态时,Id(=)Idm。
111 电流限幅值 Idm 取决于(电动机的容许过载能力和系统要求的最大加速度)。
111 简述采用两个 PI 调节器分别形成内外闭环的效果。
答:双闭环直流调速系统的静特性在负载电流小于 Idm 时表现为转速无静差,此时转速负反馈起主要调节作用。
当负载电流达到 Idm 时,对应于转速调节器为饱和输出 Uim*,此时电流调节器起主要调节作用,系统表现为电流无静差,起到过电流的自动保护作用。
111 简述 ASR 的退饱和条件。
答:当 ASR 处于饱和状态时,若实际转速大于给定转速,则反馈电压大于给定电压,使偏差电压小于零,则 ASR 反向积分,从而退饱和,返回线性调节状态。
111 简述转速电流负反馈控制电流调速系统起动过程。
111 简述双闭环直流调速系统起动过程的特点。
(饱和非线性控制;转速超调;准时间最优控制)。
111双闭环直流调速系统的抗扰性能主要包括(抗负载扰动;抗电网电压扰动)。
111 简述双闭环直流调速系统中转速调节器的作用。
答:作为主导调节器,在转速动态过程中,使转速快速跟随给定电压变化,稳态时减小转速误差,采用 PIR 可实现无静差。
对负载变化其抗扰作用。
其输出限幅值决定电动机允许最大电流。
111简述双闭环直流调速系统中电流调节器的作用。
答:作为内环调节器,在转速调节过程中,使电流紧紧跟随给定电流变化。
对电网电压波动起及时抗扰作用。
在转速动态过程中,保证获得电动机最大允许电流,从而加快动态过程。
当电动机过载或堵转时,限制电枢电流最大值,起快速的自动保护作用。
一旦故障消失,系统立即自动恢复正常。
第4章4-1 直流 PWM 可逆调速系统中当电动机停止时,电枢电压瞬时值()零,是(正负脉宽相等的交变脉冲电压),故(电流也是交变的),称为(高频微振电流),其平均值为(),不能产生(平均转矩)。
4-2 高频微振电流对电机有何影响?答:消除电机正反向时的静摩擦死区,起动力润滑作用。
同时也增大了电机的损耗。
二、公式和特性1.双极式控制可逆 PWM 变换器输出电压平均值:Ud=(2ton/T-1)Us 1.调速系统四象限运行-示意图:2.桥式可逆 PWM 变换器电路-原理图:3.桥式可逆 PWM 调速系统主电路-原理图:第5章5-1 对于恒转矩负载,为什么调压调速的调速范围不大?电机机械特性越软调速范围越大吗?答:带恒转矩负载工作时,普通笼型异步电动机降压调速时的稳定工作范围为 0<s<sm,sm 本来就不大,因此调速范围也不大。
降压调速时,机械特性变软,但 sm 不变,故调速范围不变。
5-2 异步电动机变频调速时,为何要电压协调控制?在整个调速范围内,保持电压恒定是否可行?为何在基频以下时,采用恒压频比控制,而在基频以上保持电压恒定?答:因为定子电压频率变化时,将导致气隙磁通变化,影响电动机工作。
在整个调速范围内,若保持电压恒定,则在基频以上时,气隙磁通将减少,电动机将出力不足;而在基频以下时,气隙磁通将增加,由于磁路饱和,励磁电流将过大,电动机将遭到破坏。
因此保持电压恒定不可行。
在基频以下时,若保持电压不变,则气隙磁通增加,由于磁路饱和,将使励磁电流过大,破坏电动机,故应保持气隙磁通不变,即保持压频比不变,即采用恒压频比控制;而在基频以上时,受绕组绝缘耐压和磁路饱和的限制,电压不能随之升高,故保持电压恒定。
5-3 异步电动机变频调速时,基频以下和基频以上分别属于恒功率还是恒转矩调速方式?为什么?所谓恒功率或恒转矩调速方式,是否指输出功率或转矩恒定?若不是,那么恒功率和恒转矩调速究竟是指什么?答:在基频以下调速,采用恒压频比控制,则磁通保持恒定,又额定电流不变,故允许输出转矩恒定,因此属于恒转矩调速方式。
在基频以下调速,采用恒电压控制,则在基频以上随转速的升高,磁通将减少,又额定电流不变,故允许输出转矩减小,因此允许输出功率基本保持不变,属于恒功率调速方式。
恒功率或恒转矩调速方式并不是指输出功率或输出转矩恒定,而是额定电流下允许输出的功率或允许输出的转矩恒定。
5-4 基频以下调速可以是恒压频比控制,恒定子磁通φms、恒气隙磁通φm 和恒转子磁通φmr 的控制方式,从机械特性和系统实现两个方面分析与比较四种控制方法的优缺点。
答:恒压频比控制最容易实现,其机械特性基本上是平行下移,硬度也较好,能满足一般调速要求,低速时需适当提高定子电压,以近似补偿定子阻抗压降。
恒定子磁通φms、恒气隙磁通φm 和恒转子磁通φmr 的控制方式均需要定子电压补偿,控制要复杂一些。
恒定子磁通φms 和恒气隙磁通φm 的控制方式虽然改善了低速性能,但机械特性还是非线性的,仍受到临界转矩的限制。
恒转子磁通φmr 控制方式可以获得和直流他励电动机一样的线性机械特性,性能最佳。
5-5 常用的交流 PWM 有三种控制方式,分别为 SPWM、CFPWM 和 SVPWM,论述它们的基本特征及各自的优缺点。
答:略。
5-6 分析 CFPWM 控制中,环宽 h 对电流波动与开关频率的影响。
答:略。
5-7 三相异步电动机 Y 联结,能否将中性点与直流侧参考点短接?为什么?答:不宜。
因为当电动机发生故障或不正常运行时其中性点可能会有不平衡电流流过。
5-8 当三相异步电动机由正弦对称电压供电,并达到稳态时,可以定义电压相量 U、电流相量 I 等,用于分析三相异步电动机的稳定工作状态,5.4.5 节定义的空间矢量 us、is 与相量有何区别?在正弦稳态时,两者有何联系?答:空间矢量位置固定(如空间矢量 uAO 固定在 A 相绕组轴线上),但大小随时间变化;而相量大小是不变的(如有效值相量其大小即为稳态时的有效值),但位置随相角变化。