单回路控制系统详解

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1、一、单回路控制系统原料加热剂气开(题1图)TTTCFCFT1.画出图示系统的方框图：2.一个简单控制系统总的开环增益（放大系数）应是正值还是负值？仪表行业定义的控制器增益与控制系统中定义的控制器的增益在符号上有什么关系？为什么？3.试确定习题1中控制器的正反作用。若加热变成冷却，且控制阀由气开变为气关，控制器的正反作用是否需要4.什么是对象的控制通道和扰动通道？若它们可用一阶加时滞环节来近似，试述KP、Kf、τp、τf对控制系统质量的影响。5.已知广义对象的传递函数为，若的比值一定时，TP大小对控制质量有什么影响？为什么？6.一

2、个简单控制系统的变送器量程变化后，对控制质量有什么影响？举例说明。7.试述控制阀流量特性的选择原则，并举例加以说明。G加热剂（题8图）TTTC8.对图示控制系统采用线性控制阀。当负荷G增加后，系统的响应趋于非周期函数，而G减少时，系统响应震荡加剧，试分析其原因，并设法解决之。TC9.一个简单控制系统中，控制阀口径变化后，对系统质量有何影响？θOG2题10图蒸汽G1C1θiTTTC10.已知蒸汽加热器如图所示，该系统热量平衡式为：G1C1(θ0-θi)=G2λ(λ为蒸汽的冷凝潜热)。（1）主要扰动为θi时，选择控制阀的流量特性。（

3、2）主要扰动为G1时，选择控制阀的流量特性。（3）设定值变化时，选择控制阀的流量特性。11.一个单比例简单控制系统，增加积分作用后，对系统质量有什么影响？为了保持同样的衰减比，比例度δ要增加，为什么？12.试写出正微分和反微分单元的传递函数和微分方程；画出它们的阶跃响应，并简述它们的应用场合。13.什么叫积分饱和？产生积分饱和的条件是什么？14.采用响应曲线法整定控制器参数，选用单比例控制时，δ=KPτP/TP×100%,即δ∝KP，δ∝τP/TP,为什么？而选择比例积分控制时，δ=1.44KPτP/TP×100%，即比例度增加

4、，为什么？15.采用临界比例度法整定控制器参数，在单比例控制时，δ=2δK(临界比例度)，为什么？16.在一个简单控制系统中，若对象的传递函数为，进行控制器参数整定时，应注意什么？17.已知广义对象的传递函数为，采用比例控制，当系统达到稳定边缘时，KC=KCK，临界周期为TK。问：(1)TK/τP在什么数值范围内(即上、下界)，τP/TP增加时，这一比值是上升还是下降？(2)KCK在什么数值范围内(即上、下界)，τP/TP增加时，KCK是上升还是下降？18.一个过程控制系统的对象有较大的容量滞后，而另一系统由于测量点位置造成纯滞

5、后。若对两个系统均采用微分控制，试问效果如何？19.某一温度控制系统，采用4:1衰减曲线法进行整定，测得系统的衰减比例度δs=25%，衰减振荡周期Ts=10min，当控制器采用P和PI控制作用时，试求其整定参数值。20.有一个过程控制系统(采用DDZ-Ⅲ型仪表)，当广义对象的输入电流（即控制器的输出电流）为14mA时，其被控温度的测量值为70℃。当输入电流突然从14mA增至15mA，并待被控温度达到稳定时，其测量值为74℃。设测温仪表的量程为50-100℃。同时由实验测得广义对象的时间常数TP=3min，滞后时间τP=1.2mi

6、n，试求衰减比为4:1时PI控制器的整定参数值。21.某一个过程控制系统，利用临界比例度法进行控制器的参数整定。当比例度为12%时，系统出现等幅振荡，其临界振荡周期为180s，试求采用PID控制器时的整定参数值。22.已知控制系统方块图如下：求：(1)X作单位跃阶变化时，随动控制系统的余差。RYKVKCF（题22图）(2)F作单位跃阶变化时，定值控制系统的余差。1一个简单控制系统由那几部分组成？各有什么作用？2举例说明一个简单控制系统，指出在该控制系统中的被控制系统的被控变量、操纵变量和扰动变量。3常见的过程动态特性的类型有哪几

7、种？可用什么传递函数来近似描述他们的动态特性？9增大过程的增益对控制系统的控制品质指标有什么影响？过程的时间常数是否越小越好？为什么？10某温度控制系统已经正常运行，由于原温度变送器（量程200`300℃）损坏，改用量程为0`500℃的同分度号的温度变送器，控制系统会出现什么现象？应如何解决？13增大积分时间对控制系统的控制品质有什么影响？增大微分时间对控制系统的控制品质有什么影响？14什么是积分饱和现象？举例说明如何防止积分饱和。15纯比例控制时，比例度与临界比例度之间有什么近似关系？6.1说明一下名词术语的含义：被动对象、被

8、控变量、操纵变量、扰动（干扰）量、设定（给定）值、偏差。答：被控对象——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。被控变量——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。操纵变量——受控制器操作的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料或能量。