【文章內(nèi)容簡介】 特性有哪些特點(diǎn)？ 根據(jù)輸出相對于輸入變化的響應(yīng)情況可以將過程分為兩大類：自衡與非自衡過程； 自衡過程：當(dāng)輸入變化時(shí)，無需外加的人和控制作用，過程能夠自發(fā)地趨于心得平衡狀態(tài)的性質(zhì)為自衡過程。包括純滯后、單容和多容過程； 非自衡過程：當(dāng)輸入發(fā)生變化時(shí)，非自衡過程不能夠自發(fā)地趨于心得平衡狀態(tài)；試分別說明調(diào)節(jié)閥的流量特性、理想流量特性、工作流量特性；1） 流量特性：流過閥門的調(diào)解介質(zhì)相對流量與閥桿相對行程之間的關(guān)系；2） 理想流量特性：控制閥的前后壓差保持不變時(shí)得到的流量特性，即常數(shù)，～；3） 工作流量特性：控制閥的前后壓差不能恒定時(shí)得到的流量特性，即常數(shù)，～；簡述什么是有自衡能力的被控對象。當(dāng)被控對象受到干擾作用，平衡狀態(tài)被破壞后，不需要外加控制作用，能依靠自身達(dá)到新的平衡狀態(tài)的能力稱為有自衡能力，這種對象稱為有自衡能力的被控對象。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作品質(zhì)用什么指標(biāo)來衡量？1） 最大偏差2） 余差3） 衰減比4） 震蕩周期5） 過渡時(shí)間6） 調(diào)節(jié)時(shí)間簡述被控變量與操作變量的選擇原則？解： （1）被控變量的選擇原則1）選擇會(huì)超越設(shè)備能力和操作約束的輸出變量作為被控變量，可使被控變量保持在操作約束范圍內(nèi)；2）使所選變量和操縱變量之間的傳遞函數(shù)比較簡單，并具有較好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性；3）比較容易測量且快速可靠，測量儀表的時(shí)間常數(shù)應(yīng)該足夠小，以滿足系統(tǒng)的需要；4）有時(shí)控制目標(biāo)不可測量，可采用推理控制，由易于測量而又可靠且與控制目標(biāo)有一定關(guān)系的輔助輸出變量推算出不可測輸出變量作為被控變量； （2）操縱變量的選擇原則2） 選擇對所選定的被控變量影響較大的輸入變量作為操縱變量，即操縱變量到被控變量的控制通道的增益要大；2）應(yīng)選擇輸入變量對被控變量作用效應(yīng)較快的作為操縱變量，這樣控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快；3）應(yīng)選擇輸入變量中變化范圍較大的，這樣被控變量較易控制；4）使盡量小；1控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么?工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法?答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來確定控制器的最佳參數(shù)值(包括比例度積分時(shí)間微分時(shí)間)，以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)量；控制器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)湊試法等。1開環(huán)控制與反饋控制的比較 開環(huán) 優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工作穩(wěn)定，當(dāng)輸入信號和擾動(dòng)能預(yù)先知道時(shí)，控制效果較好。 缺點(diǎn)：不能自動(dòng)修正被控制量的偏離，系統(tǒng)的元件參數(shù)變化以及外來的未知擾動(dòng)對控制精度影響較大。 閉環(huán) 優(yōu)點(diǎn)：具有自動(dòng)修正被控制量出現(xiàn)偏離的能力，可以修正元件參數(shù)變化以及外界擾動(dòng)引起的誤差，控制精度高。 缺點(diǎn)：被控量可能出現(xiàn)振蕩，甚至發(fā)散。1控制通道特性對系統(tǒng)質(zhì)量影響A、放大倍數(shù)Ko的影響 Ko越大，則操縱變量對被控變量的影響越大，這表示它的調(diào)節(jié)更為有效。閉環(huán)系統(tǒng)放大倍數(shù)乘積KcKo一般是定值(動(dòng)態(tài)特性要求)，一般使KoKf，（通過根軌跡分析得到）K0取值盡可能大，至少大于干擾通道放大倍數(shù)Kf；B、時(shí)間常數(shù)T0的影響 T0越大，經(jīng)過的容量數(shù)越多，可控性指標(biāo)越小，控制越不及時(shí)，系統(tǒng)的控制質(zhì)量越低。T0減小，控制作用越及時(shí)，克服擾動(dòng)快，過渡時(shí)間短。但T0太小控制作用太強(qiáng)，易引起振蕩，穩(wěn)定性下降。所以T0要適當(dāng)小一點(diǎn)，使得控制及時(shí)又保證控制質(zhì)量。C、純延遲的τ0影響。τ0會(huì)降低系統(tǒng)穩(wěn)定性(通過頻率特性分析可得到)；純延遲使得調(diào)節(jié)器作用要滯后τ0，將引起超調(diào)增大，最大偏差增加，動(dòng)態(tài)指標(biāo)下降。從而嚴(yán)重降低控制質(zhì)量。容量延遲τc可以引入微分環(huán)節(jié)顯著改善,對τ0基本沒有作用。τ0越小越好,盡量避免引入純延遲環(huán)節(jié)。二：復(fù)雜控制系統(tǒng)1 簡述串級系統(tǒng)的特點(diǎn)和適用的場所以及設(shè)計(jì)的原則A 1）副回路（內(nèi)環(huán)）具有快速調(diào)節(jié)作用，它能有效地克服二次擾動(dòng)的影響； 2）改善了對象的動(dòng)態(tài)特性，提高了系統(tǒng)的動(dòng)作頻率，在相同的衰減比下，主調(diào)節(jié)器的增益可顯著加大； 3）對負(fù)荷或操作條件的變化具有一定的自適應(yīng)能力，并能自動(dòng)地克服副對象增益或調(diào)節(jié)閥特性的非特性對控制性能的影響； 4）副回路可以按照主回路的需要更精確的控制操作變量的質(zhì)量流和能量流；B 串級控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于：對象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大、干擾作用強(qiáng)而頻繁、負(fù)荷變化大、對控制質(zhì)量要求較高的場合。具體而言：用于克服被控過程較大的容量滯后；用于克服被控過程的純滯后；用于抑制變化劇烈而且幅度大的擾動(dòng)；用于克服被控過程的非線性。C 副回路應(yīng)包括盡可能多的擾動(dòng)； 應(yīng)使主、副過程的時(shí)間常數(shù)適當(dāng)匹配。原則上，主副過程時(shí)間常數(shù)之比應(yīng)在3到10范圍內(nèi)；副回路設(shè)計(jì)應(yīng)考慮工藝上的合理性；副回路設(shè)計(jì)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性原則。1簡述前饋控制的特點(diǎn) （1）前饋控制是按照干擾作用的大小和方向進(jìn)行控制的，控制及時(shí)。（2） 前饋控制屬于開環(huán)控制系統(tǒng)，這是前饋控制的不足之處。（3）前饋控制器是專用控制器。（4）一種前饋?zhàn)饔弥荒芸朔环N干擾。1前饋控制適用于什么場合？ 前饋控制是按擾動(dòng)而進(jìn)行控制的，因此，前饋控制常用于的場合：1）一是擾動(dòng)必須可測，否則無法實(shí)施控制；2）二是必須經(jīng)常有比較顯著和比較頻繁的擾動(dòng)，否則無此必要；3）三是存在對被控參數(shù)影響較大且不易直接控制的擾動(dòng)。1前饋控制系統(tǒng)的局限性 前饋控制屬于開環(huán)控制方式； 完全補(bǔ)償難以滿足，因?yàn)椋阂獪?zhǔn)確掌握過程擾動(dòng)通道特性Wf（s）及控制通道特性Wo（s）是不容易的；即使前饋模型Wm（s）能準(zhǔn)確求出，有時(shí)工程上也難以實(shí)現(xiàn)；對每一個(gè)擾動(dòng)至少使用一套測量變送儀表和一個(gè)前饋控制器，這將會(huì)使控制系統(tǒng)龐大而復(fù)雜。1設(shè)置均勻控制系統(tǒng)的目的和特點(diǎn)是什么？ 1）目的：使兩個(gè)工藝參數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)能緩慢地均勻的變化，使前后設(shè)備在物料供求上相互兼顧均勻協(xié)調(diào)的系統(tǒng)； 2）特點(diǎn)：1)表征前后供求矛盾的兩個(gè)變量都是變化的，且變化是緩慢的； 2)前后相互聯(lián)系又相互矛盾的兩個(gè)變量應(yīng)在允許的范圍內(nèi)； 3）比例度和積分時(shí)間都整定的比較大，控制作用弱；（很重要）1前饋控制和反饋控制各有什么特點(diǎn)？為什么采用前饋反饋復(fù)合系統(tǒng)能較大的改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)？（特別重要）1）前饋控制特點(diǎn) 1依據(jù)擾動(dòng)動(dòng)作 2擾動(dòng)可測，但不要求被控量可測 3超前調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出的不變性 4開環(huán)調(diào)節(jié)，無穩(wěn)定性問題 5系統(tǒng)僅能感受有限個(gè)可測擾動(dòng) 6對于干擾與控制通道的動(dòng)態(tài)模型，要求已知而且準(zhǔn)確 7對時(shí)變與非線性對象的適應(yīng)性弱2） 反饋控制的特點(diǎn) 1依據(jù)偏差動(dòng)作 2被控量直接可測 3滯后調(diào)節(jié)，依據(jù)偏差控制，存在偏差才能調(diào)節(jié) 4閉環(huán)調(diào)節(jié)，存在穩(wěn)定性問題 5系統(tǒng)可感受所有影響輸出的擾動(dòng) 6對通道模型要求弱，大多情況下無需各通道模型 7對時(shí)變與非線性對象的適應(yīng)性與魯棒性強(qiáng)3） 從前饋控制角度，由于增加了反饋控制，降低了對前饋控制模型的精確要求，并能對未選做前饋信號的干擾產(chǎn)生校正作用；從反饋控制角度，由于前饋控制的存在，對主要干擾做了及時(shí)的粗調(diào)作用，大大減少了對控制的負(fù)擔(dān)； 具體來說：前饋控制是一種補(bǔ)償控制。一般來講，前饋控制無法全部補(bǔ)償擾動(dòng)對被控變量所產(chǎn)生的影響。因此，單純的前饋控制系統(tǒng)在應(yīng)用中就會(huì)帶來一定的局限性。為克服這一弊端，前饋控制常與反饋控制聯(lián)用，構(gòu)成前饋—反饋控制系統(tǒng)。對最主要的、顯著的、頻繁的無法直接控制的擾動(dòng)，由前饋來進(jìn)行補(bǔ)償控制；對無法完全補(bǔ)償?shù)臄_動(dòng)影響，由反饋控制根據(jù)其對被控變量所產(chǎn)生的偏差大小來進(jìn)行控制。1簡單均勻控制系統(tǒng)與液位定值控制系統(tǒng)的區(qū)別是①調(diào)節(jié)目的不同；②調(diào)節(jié)器參數(shù)整定不同；③工藝過程不同。1什么是分程控制系統(tǒng)？分程控制系統(tǒng)的目的？ 1）含義 一個(gè)控制器操縱幾只閥門，并且是按輸出信號的不同區(qū)間去操縱不同閥門。 2）設(shè)計(jì)分程控制的目的 1）為了擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍，以改善控制系統(tǒng)的品質(zhì)，閥的開關(guān)形式選擇同向； 2）是滿足工藝上操作的特殊要求，閥的開關(guān)形式選擇異向；1解釋串級控制、均勻控制、超馳控制、分程控制、閥位控制系統(tǒng)的含義 。 1）串級控制系統(tǒng)：值采用兩個(gè)控制器串聯(lián)工作，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定值，由副控制器的輸入去操縱調(diào)節(jié)閥，從而對住被控變量具有更好的控制效果。2）均勻控制系統(tǒng)：控制量和被控量在一定范圍內(nèi)都緩慢而均勻的變化的系統(tǒng)，稱為均勻控制系統(tǒng)。 3）超馳控制系統(tǒng)：指在一個(gè)控制系統(tǒng)中，設(shè)有兩個(gè)控制器，通過高低值選擇器選出能適應(yīng)安全生產(chǎn)狀態(tài)的控制信號，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制。 4）分程控制系統(tǒng)：一個(gè)控制器的輸出信號分段分別去控制兩個(gè)或兩個(gè)以上調(diào)節(jié)閥動(dòng)作的系統(tǒng)稱為分程控制系統(tǒng)。5）閥位控制系統(tǒng)：是綜合考慮快速性、有效性、經(jīng)濟(jì)性和合理性的一種控制系統(tǒng)。什么是比值控制系統(tǒng)？有哪幾種類型？特點(diǎn)是什么？畫出結(jié)構(gòu)原理圖。1）比值控制系統(tǒng)：用來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或者兩個(gè)以上物料保持一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)。2）四種類型：開環(huán)比值控制，單閉環(huán)比值，雙閉環(huán)比值，變比值。3）開環(huán)比值：簡單，但比值不精確，負(fù)荷變化大，適宜比值精度要求不高、允許符合變化的場所；4） 單閉環(huán)比值：比值可以精確，但負(fù)荷變化大，適宜比值精確要求高、允許符合變化的場所；5） 雙閉環(huán)比值：比值精確，負(fù)荷變化小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、適宜比值精確度要求高且符合變化小的場所；6） 變比值：可以完成比值的動(dòng)態(tài)修正，滿足復(fù)雜的工藝要求。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用于要求變比值控制的場所；2簡述控制系統(tǒng)Smith預(yù)估補(bǔ)償方案的原理和特點(diǎn)。 原理：在PID控制回路上再并聯(lián)一個(gè)補(bǔ)償回路，以此來抵消被控對象的時(shí)滯因素；Smith預(yù)估補(bǔ)償方案的特點(diǎn)是預(yù)估出過程在基本擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性，然后由預(yù)估器進(jìn)行補(bǔ)償，力圖使被