过程控制习题集 分析题

• 32。
在什么场合下选用比例（P）， 比例积 （ PI）,比例积分微分 （PID）调节规律？
答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太 大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。 比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小， 系统负载变化较大（需要消除干扰引起的余差），纯滞 后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定 值有偏差的调节系统。 比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大， 不允许有余差的对象。
什么叫积分饱和，积分饱和 对调节系统有什么的影响。
答案：由于积分的作用，其调节器输出将不断 的上升或下降，甚至超出统一信号的范围，这 种现象称为积分饱和。 积分饱和会使调节器不能及时动作（因为在死 区间）造成事故。
12ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 41。
工业控制中为什么不用纯前 馈，而选用前馈加反馈。
答案：因为实际对象中干扰往往不止一个，而且有 的变量用现有的检测技术尚不能直接测量出来。因 此纯前馈应用在工业控制中就会带来一定的局限性。 未了克服这一问题，采用前馈加反馈调节系统，此 时选择对象中的最主要的干扰或反馈调节不能克服 的干扰作为前馈变量，再用反馈调节补偿其他干扰 带来的的影响，这样的调节系统能确保被调参数的 稳定和及时有效地克服主要干扰。
• 24。
定值调节系统的传递系统反映了以干扰量为 输入，以被调节量为输出的动态关系，它 A． 与系统本身的结构参数、扰动量的形 式及大小均有关。 B． 仅与扰动量的形式和大小有关 C． 仅与系统本身的结构参数有关
答案：C,因为凡是能用线性常系数微分方程式描述其输出与 输入之间动态关系的系统、环节或元件，均可在零初始条件 下，通过拉氏变换得到相应的传递函数。所以它们不过是同 一系统、环节或元件动态特性的不同的数学表达式而已。既 然微分方程仅取决于系统、环节或元件本身的特性，那么传 递函数也就仅与其本身的结构参数有关而与外输入无关了。
答案：被校仪表找控制点时微分是关死的，所以实际上只有比例积 分作用，故 Δy=1/p(Δx)+Kp/(pTi)∫(Δx)dt 式中：Δy—输出信号，Δx—输入信号，P—比例度，Ti—积分时间 可见，当Δy一定时，如P、Ti减小，则必然会引起Δx减小。 换句话说，当P、Ti减小时，仪表的控制点偏差就小，所校调节器 的精度就高。
答案：般常规调节系统中的调节参数只能人工调节， 在工艺正常运行是调整好的PID参数，只能保证在这种 状态下的调节质量，而调节对象特性都为非线性的， 在负荷工况变动较大时，对象特性将发生变化，因此 原来的调节器参数就不再适应，这时要根据具体情况 重新整定调节器参数才有可能使调节质量变好
11
• 40。
5
• 28。
有一台PI调节器，P=100%，Ti=1分，若将P 改为200%时，问： 1、调节系统稳定程度提高还是降低？为什 么？ 2、动差增大还是减小？为什么？ 3、静差能不能消除？为什么？ 4、调节时间加长还是缩短？为什么？
答案：∵Δy=Kp(Δx)+Kp/Ti∫(Δx)dt 其中：Δy—输出变化量，Δx—输入变化量，Kp—比例常数，Kp=1/P 当P从100%变为200%、Ti不变时，外界来一干扰信号Δx，输出信号Δy变 小所以， 1、稳定程度提高（因为P增大后，Δy变小，不易产生振荡）。 2、动差增大（由于Δy变小后，调节幅度小即调节作用弱，造成动差增 大）。 3、静差会消除（因有积分作用存在）。 4、调节时间加长（因Kp是调节器的放大系数，当比例度P增大即Kp减 6 小时，调 节器灵敏度降低，则克服动、静差的时间加长）。
化工过程控制工程习题集
之四（分析题）
1
• 2。
一台PID调节器，为什么当测量 等于给定时，输出能稳在任意值上？
答案：根据三作用调节器数学表达式： Δy=1/P(Δx+1/Ti∫Δxdt+TD[d(Δx)/dx (1) 式中：P—比例度，Ti—积分时间，TD—微分时间， Δy—输出信号，Δx—输入偏差 当外界有一干扰，使测量值偏离给定值，则Δx≠0，由 于积分作用，使输出Δy不断变化。 输出的变化引起调节作用的改变，当某一时刻测量重 新回到给定值时，则Δx=0，代入（1）式得： Δy=1/P(0+1/Ti∫0dt+TD[d(0)/dx]=(1/P) (1/Ti) C (2) （2）式中C为任意常数，所以，输出信号Δy稳定在任 2 意值上。
7
• 34。
一个流量调节回路采用PI调节器， 当工艺因某种原因改为副线操作， 且提量后，若二次表仍长时间在 “自动”状态，问调节器的输出会 产生什么现象？为什么？
答案：在这种状况下，调节器输出会跑向最大或最小的 极限值。因为改副线操作后，调节器回路处于开环状态， 提量后又存在偏差，而流量调节系统PI的积分时间往往 设置较短，当偏差存在一段时间后，在积分作用下，输 出必然跑到极限值。
8
• 35。
为什么压力、流量的调节一 般不采用微分规律？温度、 成分调节多采用微分规律？
答案：对压力、流量等参数来说，对象调节通道时间 常数T0较小，而负荷又变化较快，这时微分作用和积 分作用都要引起震荡，对调节质量影响很大。而对于 温度、成分更这些测量通道和调节通道时间常数大的 系统来说，采用微分规律这种超前作用能够收到较好 的效果。
13
3
• 25。
已知下列调节对象： A. 截面积大的贮槽液位 B. 截面积小的贮槽液位 C. 蒸汽夹套加热器温度 D. 蒸汽直接加热器温度 E. 管道流量 试判断其中哪个对象滞后最大，哪个最小，请用① ─⑤数字按滞后大小顺序标出来.
答案A B C D E ③ ④ ① ② ⑤
4
• 27。
调校调节器时，为什么比例度 P，积分时间Ti打在接近最小 位置（以不振荡为前提），所 校调节器精度会提高？
9
• 36。
炉出口温度调节，当适当引入 微分作用后，有人说比例度可 以比微分时小些，积分时间也 可短些，对吗？为什么？
答案：这样说是对的。因为微分作用是超前的调 节作用，其实质是阻止被调参数的变化，提高系 统的稳定性，适当的减小比例度和积分时间有利 于提高系统的质量。
10
• 37。
一般常规调节系统在负荷变动 或变动较大时，为什么调节 质量会变坏？如何解决？