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过程控制系统与仪表习

题答案王再英

过程控制系统与仪表

王再英刘淮霞陈毅静编着

习题与思考题解答

机核工Q出版社

第I重思考题与习题

i-i过程控制有哪些主要特点为什说过程控制多属慢过程参数控制

解答：

i.控制对象复杂、控制要求多样

2.控制方案丰富

3.控制多属慢过程参数控制

4.定值控制是过程控制的一种主要控制形式

5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成

1-2什是过程控制系统典型过程控制系统由哪几部分组成

解答:

过程控制系统：i般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、

液位、成份等这样一些变量的系统。

组成：参照图

1-4说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？

解答:

分类方法说明：

按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系

统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规

仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系

统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例P（）控制、比例积

分P（I）控制，比例、积分、微分P（ID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来

分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量

和多变量控制系统等。

通常分类：

1.按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统

2（）随动控制系统

3（）程序控制系统

解答:

稳态：

对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达

到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静

止状态，这种状态称为稳态或（静态）。

动态：

从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统

又建立新的稳态达（到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状

态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。

在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。

只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系

统。

1-8评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些各自的定义是什

解答：

单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频

率、上升时间和峰值时间等。

衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；

过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值

A；

超调量：第一个波峰值x与最终稳态值y(00)之比的百分数。；

残余偏差C：过渡过程结束，被控参数所达到的新稳态值y(00)与设定值之间的

偏差C称为残余偏差，简称残差；

调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；

振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰(或波谷)之间的时间间隔叫振荡周期或工作

周期，其倒数称为振荡频率；

峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。

1-10某被控过程工艺设定温度为900℃,要求控制过程中温度偏离设定值最大不得超过

80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图

♦4所示。试求该系统过渡过程的单项性能指标：最大动态偏差、衰减比、振荡周

期，该系统能否满足工艺要求？

解答：

①最大动态偏差A：74=95(rC-90(FC=50℃