【正文】 輸入信息中，建立起預(yù)測模型。它可以把實(shí)際系統(tǒng)中的不確定因素體現(xiàn)在優(yōu)化過程中，形成動態(tài)變化控制，并可處理約束和多種形式的優(yōu)化目標(biāo)。（3）預(yù)測控制對數(shù)學(xué)模型要求不高且模型的形式是多樣化的，能直接處理具有純滯后的過程，具有良好的跟蹤性能和較強(qiáng)的抗擾動能力，對模型誤差具有較強(qiáng)的魯棒性。 智能控制主要具備哪些功能？有哪些類型？答：（1）學(xué)習(xí)功能（2）適應(yīng)功能（3）組織功能。（1）自尋優(yōu)智能控制器（2）自學(xué)習(xí)智能控制器（3）自適應(yīng)智能控制器（4）自組織智能控制器（5）自修復(fù)智能控制器（6）自鎮(zhèn)定智能控制器（7）自協(xié)調(diào)智能控制器（8）自繁殖智能控制器 什么是專家控制系統(tǒng)？有哪些類型？答：指將專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和運(yùn)行機(jī)制與傳統(tǒng)控制理論和技術(shù)相結(jié)合而成的實(shí)時控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法。（1)直接型專家控制器(2)間接型專家控制器 模糊控制與傳統(tǒng)控制相比，根本區(qū)別是什么？有什么特點(diǎn)？模糊控制的主要方法？答：根本區(qū)別是模糊控制并不需要建立控制過程的精確數(shù)學(xué)模型，而是完全憑借人的經(jīng)驗(yàn)知識直觀的控制，屬于智能控制的范疇。 特點(diǎn)是具有實(shí)時性好，超調(diào)量小，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)態(tài)誤差小。 主要方法是：查表法（將輸入量的隸屬度函數(shù)、模糊控制規(guī)則及輸出量的隸屬度函數(shù)都用表格來表示）、專用硬件模糊控制器（用硬件直接實(shí)現(xiàn)模糊推理）、軟件模糊推理。1 什么是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)？答：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由許多人工神經(jīng)元模型構(gòu)成，用來模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的某些結(jié)構(gòu)和功能。1 簡述BP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)？答：輸入層、隱含層和輸出層。有較好的泛化能力，當(dāng)參數(shù)適當(dāng)時，能收斂到較小的地方誤差，缺點(diǎn)是訓(xùn)練時間長，易陷入局部極小，隱含層數(shù)和隱含節(jié)點(diǎn)數(shù)難以確定。1 故障檢測和診斷的含義是什么？有哪些方法？答：提高控制系統(tǒng)的可靠性和可維修性。（1）基于控制系統(tǒng)動態(tài)模型的方法（2）不依賴于動態(tài)模型的方法：①診斷專家系統(tǒng)。②模糊數(shù)學(xué)的診斷方法。③模糊識別診斷方法。④人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)診斷方法。1 提高系統(tǒng)可靠性的方法？答：（1）提高元器件的可靠性（2）系統(tǒng)的高可靠性設(shè)計(jì)（①簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越簡單，采用的元部件越少。②采用備份，對重要的系統(tǒng)采用雙重或三重備份來提高系統(tǒng)的可靠性）（3)控制系統(tǒng)的容錯設(shè)計(jì)，通過控制器的合理設(shè)計(jì)，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)某些局部故障時仍能保持穩(wěn)定。（4）基于故障檢測和診斷技術(shù)的容錯設(shè)計(jì)。1 什么是控制系統(tǒng)之間的耦合現(xiàn)象？簡述減小與消除耦合的主要途徑。答：在一個生產(chǎn)裝置中，往往需要設(shè)置若干個控制回路，來穩(wěn)定各個被控變量。在這種情況下，幾個回路之間就可能相互關(guān)聯(lián)，相互影響，構(gòu)成多輸入多輸出的相關(guān)控制系統(tǒng)。（1）合理匹配被控變量與操縱變量。（2)控制器的參數(shù)整定。（3)減少控制回路。（4）串聯(lián)解耦控制。1 什么是推斷控制？何時采用推斷控制？答：推斷控制是利用數(shù)學(xué)模型由可測信息將不可測的輸出變量推算出來實(shí)現(xiàn)反饋控制，或?qū)⒉豢蓽y擾動推算出來以實(shí)現(xiàn)前饋控制的控制系統(tǒng)。適用于被控變量不能直接測得或擾動不能直接測得的情況。1 推斷控制中信號分離、估計(jì)器、推斷控制器各起什么作用？答：（1)信號分離裝置的作用是將不可直接測量的擾動對過程輸出從影響中分離出來，形成輔助輸出。(2）估計(jì)器用來估計(jì)不可直接測量擾動對過程被控變量的影響。（3）推斷控制器作用是估計(jì)出不可測的擾動以實(shí)現(xiàn)前饋性質(zhì)的控制。1 魯棒控制器的作用是什么？答：使得相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)在指定不確定性擾動作用下仍能維持預(yù)期的性能。第9章 .計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 什么是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)？其工作過程的步驟？答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集、控制決策與控制輸出。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成及各部分作用？答：（1）傳感器：將過程變量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所能接受的信號，如420mA，15V。（2）過程輸入通道：包括采樣器、數(shù)據(jù)放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。接受傳感器送來的信號進(jìn)行相關(guān)的處理并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。（3）控制計(jì)算機(jī):根據(jù)采集的現(xiàn)場信息，按照事先存儲在內(nèi)存中的依據(jù)數(shù)學(xué)模型編寫好的程序或固定的控制算法計(jì)算出控制信息，通過過程輸出通道傳送給相關(guān)的接收裝置。（4）外圍設(shè)備：為了擴(kuò)大主機(jī)的功能而設(shè)置的，用來顯示、打印、存儲及傳送數(shù)據(jù)。（5）操作臺：進(jìn)行人機(jī)對話的工具。通過鍵盤與操作按鈕可以修改被控變量的設(shè)定值，報警的上、下限，控制器的參數(shù)及計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令。（6）過程輸出通道：將計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果經(jīng)過相應(yīng)的變換送往執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。（7）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：接受由多路開關(guān)送來的控制信號，執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動作，改變控制閥的開度，從而達(dá)到控制生產(chǎn)過程的目的。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)。答：（1）隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，模擬控制盤越來越長，這給集中監(jiān)視和操作帶來困難，而計(jì)算機(jī)采用分時操作，用一臺計(jì)算機(jī)可以代替許多臺常規(guī)儀表，在一臺計(jì)算機(jī)上操作與監(jiān)視則方便了許多。（2）由于其所實(shí)現(xiàn)的軟件化，復(fù)雜控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)或控制方案的修改可能只需修改程序、從新組態(tài)即可實(shí)現(xiàn)。（3）可以通過通信網(wǎng)絡(luò)而互通信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和信息共享，能使操作人員及時了解生產(chǎn)情況，改變生產(chǎn)控制盒經(jīng)營策略，使生產(chǎn)處于最優(yōu)狀態(tài)。（4）計(jì)算機(jī)具有記憶和判斷功能，它能綜合生產(chǎn)中各方面的信息，再生產(chǎn)發(fā)生異常情況下，及時作出判斷，采取適當(dāng)措施，并提供故障原因的準(zhǔn)確指導(dǎo)，縮短系統(tǒng)維修和排除故障時間，提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，提高生產(chǎn)率。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展過程。答：直接數(shù)字控制、集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 什么是直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDS）？與模擬控制系統(tǒng)相比較有什么優(yōu)點(diǎn)？答：用數(shù)字控制技術(shù)簡單的取代模擬控制技術(shù)，而不改變原有的控制功能。突出優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算靈活，不僅能實(shí)現(xiàn)典型的PID控制規(guī)律，而且能方便的對傳統(tǒng)的PID算法進(jìn)行改進(jìn)或?qū)崿F(xiàn)其它的控制規(guī)律，還可以實(shí)現(xiàn)PID以外的多種復(fù)雜控制，如串級控制、前饋控制和解耦控制，還可以分時處理多個控制回路，用一臺計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程中若干個被控變量的控制。 集散控制系統(tǒng)？有什么特點(diǎn)？答：以多臺微處理機(jī)分散應(yīng)用于過程控制，通過通信網(wǎng)絡(luò)、CRT顯示器、鍵盤、打印機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)高度集中的操作、顯示和報警管理。（1）控制功能豐富：具有多種運(yùn)算控制算法和其它的數(shù)學(xué)、邏輯運(yùn)算功能。（2）監(jiān)視操作方便：通過CRT顯示器和鍵盤、鼠標(biāo)操作可以對被控對象的變量值及其變化趨勢、報警情況、軟硬件運(yùn)行狀況等進(jìn)行集中監(jiān)視，實(shí)施各種操作功能，畫面形象直觀。（3）信息和數(shù)據(jù)共享（4）系統(tǒng)擴(kuò)展靈活（5）安裝維護(hù)方便（6）系統(tǒng)可靠性高。 集散控制系統(tǒng)的構(gòu)成？答：操作員站工程師站、現(xiàn)場控制站、高級控制站、控制網(wǎng)、信息局域網(wǎng)、局域網(wǎng)、遠(yuǎn)程總線、光千通信網(wǎng)、通信網(wǎng)關(guān)和總線轉(zhuǎn)換器、檢測元件、傳感器、調(diào)節(jié)閥。1 什么是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)？與DCS相比有什么特點(diǎn)？答：順應(yīng)智能現(xiàn)場儀表而發(fā)展起來的一種開放型的數(shù)字通性技術(shù)，發(fā)展初衷是用數(shù)字通信代替420mA模擬傳輸技術(shù)，把數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)延伸到工業(yè)過程現(xiàn)場。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)與智能儀表管一體化的發(fā)展，這種開放性的工廠底層控制網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了新一代的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。它繼承了DCS的分布式特點(diǎn)，但在各功能子系統(tǒng)之間，尤其是在現(xiàn)場設(shè)備和儀表之間的連接上，采用了開放式的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，從而使系統(tǒng)現(xiàn)場設(shè)備的連接形式上發(fā)生了根本的改變，具有自己所特有的性能和特征。1 什么是網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)？有什么特點(diǎn)？答：在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)，指在某個區(qū)域內(nèi)一些現(xiàn)場檢測、控制及操作設(shè)備和通訊線路的集合，用以提供設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，使該區(qū)域內(nèi)不同地點(diǎn)的設(shè)備和用戶實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)調(diào)操作。（1）控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化。（2)信息傳輸?shù)臄?shù)字化。（3）控制結(jié)構(gòu)的層次化。（4)底層控制的分散化和信息管理的集中化。（5)硬件和軟件的模塊化。（6)控制系統(tǒng)的智能化。（7）通訊協(xié)議的漸進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化。第10章 .典型化工單元的控制方案 離心泵的控制方案有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）控制閥的出口閥門開度：簡單可行，但不經(jīng)濟(jì)。（2）控制閥的轉(zhuǎn)速：最經(jīng)濟(jì)，機(jī)械效率最高，但調(diào)速機(jī)構(gòu)復(fù)雜。（3）控制泵的出口旁路：控制閥的尺寸可以選的比裝在出口管道上的小得多，但不經(jīng)濟(jì)，總的機(jī)械效率低。 壓縮機(jī)防喘振的兩種控制方案及特點(diǎn)。答：（1）固定極限流量法：結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行安全可靠，投資費(fèi)用較少，但當(dāng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時，如按高轉(zhuǎn)速取給定值，勢必在低轉(zhuǎn)速時給定值偏高，能耗過大；如按低轉(zhuǎn)速取給定值，則在高轉(zhuǎn)速時仍有因給定值偏低而使壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振的危險。（2）可變極限流量法：給定值是經(jīng)過運(yùn)算得到的，能根據(jù)壓縮機(jī)負(fù)荷變化情況隨時調(diào)整入口流量的給定值。 兩側(cè)均無相變化的換熱器常采用哪幾種控制方案？有什么特點(diǎn)？答：（1）控制載熱體流量：實(shí)質(zhì)是通過改變兩流體間的平均溫差來控制工藝介質(zhì)出口溫度的，適用于載熱體流量的變化對溫度影響較靈敏的場合。（2）控制在熱體旁路流量：采用三通控制閥來改變進(jìn)入換熱器的載流體流量與旁路流量的比例，這樣即可以改變進(jìn)入換熱器的載熱體流量，又可以保證載熱體總流量不受影響。（3）控制被加熱流體自身流量：只能用在工藝介質(zhì)的流量允許變化的場合。（4）控制被加熱流體自身流量的旁路：載熱體一直處于最大流量，而且要求傳熱面積有較大的裕量。 改變加熱蒸汽流量和改變冷凝水流量的加熱控制器方案的特點(diǎn)是什么？答：控制蒸汽流量的方案簡單易行、過渡過程時間短、控制迅速，缺點(diǎn)是需選用較大的蒸汽閥門、傳熱量變化比較劇烈?？刂颇号懦隽康姆桨缚刂仆ǖ篱L、變化遲緩，且需要有較大的傳熱面積裕量，有防止局部過熱的優(yōu)點(diǎn)。 氨冷器的控制方案有哪幾種？特點(diǎn)是什么？答：（1）控制冷卻劑的流量：并不以液位為被控變量，但要注意液位不能過高，液位過高會造成蒸發(fā)空間不足，使出去的氨氣中夾帶大量液氨，引起氨壓縮機(jī)的操作事故。（2）溫度與液位的串級控制：改變傳熱面積，但由于采用了串級控制，將液氨壓力變化引起液位變化的這一主要干擾包含在副環(huán)內(nèi)，從而提高了控制質(zhì)量。（3）控制汽化壓力：控制作用迅速，只要汽化壓力稍有變化，就能很快影響汽化溫度，但是由于控制閥安裝在氣氨出口管道上，故要求氨冷器要耐壓，并且當(dāng)氣氨壓力由于整個制冷系統(tǒng)的統(tǒng)一要求不能隨意加以控制時，這個方案就不能采用了。 在雙沖量控制系統(tǒng)中，引入蒸汽流量這個沖量的目的是什么？答：蒸汽流量的引入起著超前的作用，它可以在液位還未出現(xiàn)波動時提前使控制閥動作，從而減少因蒸汽負(fù)荷量的變化而引起的液位波動，改善了控制品質(zhì)。 在三沖量控制系統(tǒng)中，為什么要引入供水流量這個沖量？答：給水流量是串級控制系統(tǒng)中的副變量，引入這一變量的目的是為了利用副回路克服干擾的快速性及時克服給水壓力變化對汽包液位的影響。1 精餾塔的自動控制有哪些基本要求？答：（1）保證質(zhì)量指標(biāo)。（2）保證平穩(wěn)操作。（3）約束條件。（4）節(jié)能要求和經(jīng)濟(jì)性。1 精餾塔操作的主要干擾有哪些？哪些是可控的？哪些是不可控的？答：（1）進(jìn)料流量F的波動：不可控。（2）進(jìn)料成分ZF的變化：不可控。（3)進(jìn)料溫度TF及進(jìn)料熱焓QF的變化：不可控。（4）再沸器加熱劑加入熱量的變化：可控。（5）冷卻劑在冷卻器內(nèi)除去熱量的變化：可控。（6）環(huán)境溫度的變化：不可控。1 精餾段溫控和提餾段溫控各有什么特點(diǎn)？分別使用什么場合？答：精餾段：（1）由于采用了精餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此，它能直接反映精餾段的產(chǎn)品情況。當(dāng)塔頂產(chǎn)品純度要求比塔底嚴(yán)格時，一般宜采用精餾段溫控方案。（2）如果干擾首先進(jìn)入精餾段，例如氣相進(jìn)料時，由于進(jìn)料量的變化首先影響塔頂?shù)某煞?，所以采用精餾段溫控就比較及時。 提餾段：（1）由于采用了提餾段溫度作為間接質(zhì)量指標(biāo)，因此他能比較直接的反映提餾段產(chǎn)品情況。將提餾段溫度恒定后，就能較好的保證塔底產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定值。所以，在以塔底采出為主要產(chǎn)品，對塔釜成分要求比對餾出液為高時，采用提餾段溫控方案。（2）當(dāng)干擾首先進(jìn)入提餾段時，例如在液相進(jìn)料時，進(jìn)料量或進(jìn)料成分的變化首先要影響塔底的成分，故用提餾段溫控就比較及時，動態(tài)過程也比較快。1 什么是溫差控制和雙溫差控制？適用場合？答：(1)溫差控制：以靈敏板附近溫度和塔頂或塔底溫度差作為被控變量進(jìn)行控制，以抵消壓力波動造成的影響。適用于溫差與組分之間是單值對應(yīng)的情況，產(chǎn)品純度要求很高，而且塔頂、塔底產(chǎn)品的沸點(diǎn)差不大。（2)雙溫差控制：以同時參考精餾段溫差和提餾段溫差，可以克服進(jìn)料量波動的影響來進(jìn)行的精餾控制。適用于溫差與組分之間不是單值對應(yīng)的情況。1 化學(xué)反應(yīng)器對自動控制的基本要求是什么？答：（1）質(zhì)量指標(biāo)：指反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率或反應(yīng)生成物的規(guī)定濃度。（2)物料平衡：為使反應(yīng)正常，轉(zhuǎn)化率高，要求維持進(jìn)入反應(yīng)器的各種物料量恒定，配比符合要求。（3)約束條件：對于反應(yīng)器，要防止工藝變量進(jìn)入危險區(qū)域或不正常工況。1 為什么對大多數(shù)反應(yīng)器來說，其主要被控變量是溫度？答：因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)不是吸熱就是放熱，反應(yīng)過程總伴隨著熱效應(yīng)，所以，溫度是最能夠表征質(zhì)量的間接控制指標(biāo)。1 釜式、固定床和流化床反應(yīng)器的自動控制方案有哪些？答：釜式：（1）控制進(jìn)料溫度。（2)改變傳熱量。（3）串級控制。 固定床：（1）改變進(jìn)料濃度。（2）改變進(jìn)料溫度。（3）改變段間進(jìn)入的冷氣量。 流化床：（1）改變原料入口溫度。（2)改變進(jìn)入流化床的冷劑流量。 生化過程控制有何特點(diǎn)？答：生化過程需要檢測的參數(shù)很多，有的參數(shù)能運(yùn)用常規(guī)檢測手段檢測，有的參數(shù)缺乏在線檢測儀表，這些參數(shù)不能直接作為被控變量，因此主要采用與質(zhì)量有關(guān)的變量，并且生化過程大多采用間歇生產(chǎn)過程，與連續(xù)生產(chǎn)過程有較大區(qū)別，總體上講，生化過程控制難度較大。