过程控制系统试题库 Microsoft Word 文档(15)

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??1.7?K?1.7?25%?42.5%；TI?0.5TK?0.5?5?2.5min；TD?0.125TK?0.125?5?0.625min8．某控制系统采用DDZⅢ型控制器，用临界比例度法确定调节器的参数；测得：

?K?30%，TK?3min解：

。试确定采用PI作用和PID作用时的控制器参数。

查表：计算PI参数

??2.2?K?2.2?30%?66%；TI?0.85TK?0.85?3?2.55min计算PID参数

??1.7?K?1.7?30%?51%；TI?0.5TK?0.5?3?1.5min；TD?0.125TK?0.125?3?0.375min9．某控制系统用临界比例度法确定调节器的参数，测得

?K?20%，TK?4min。试确定采用P作用、PI作用和PID作用时的控制器参数。

解：

查表：

P作用时的参数

??2?K?40%计算PI参数

??2.2?K?2.2?20%?44%；TI?0.85TK?0.85?4?3.4min计算PID参数

??1.7?K?1.7?20%?34%；TI?0.5TK?0.5?4?2min；TD?0.125TK?0.125?4?0.5min10．某控制系统用

n?4:1衰减曲线法确定调节器的参数，测得?S?40%，TS?6min。试确定采用P作用、PI作用和PID作用时的控制器参数。

解：

查表：

计算P作用参数

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???S?40%

计算PI参数

??1.2?S?1.2?40%?48%；TI?0.5TS?0.5?6?3min

计算PID参数

??0.8?S?0.8?40%?32%；TI?0.3TS?0.3?6?1.8min； TD?0.1TS?0.1?6?0.6min11．某控制系统用

n?10:1衰减曲线法确定调节器的参数，测得?'S?50%，Tr?2min。试确定采用PI作用和PID作用时的控制器参数。解：

查表：计算PI参数

??1.2?'S?1.2?50%?60%；T

I?2Tr?2?2?4min计算PID参数

??0.8?'S?0.8?50%?40%；TI?1.2Tr?1.2?2?2.4min； TD?0.4Tr?0.4?2?0.8min

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第七章 复杂控制系统

7．0．前言

1．当对象的滞后较大，干扰比较剧烈、频繁时，采用简单控制系统往往控制质量较差，满足不了工艺上的要求，这时，可考虑采用串级控制系统。

2．前馈控制的原理是：当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据扰动量的大小改变控制变量，以抵消扰动对被控参数的影响。

3．大滞后过程控制系统：在工业生产中，控制通道往往不同程度地存在着纯滞后。一般将纯滞后时间

?0与时间常数T之比大于0.3（

?0 / T＞0.3）的过程称之为大滞后过程。4．比值控制系统：生产过程中，经常需要几种物料的流量保持一定的比例关系。例如，在锅炉的燃烧系统中，要保持燃料和空气量的一定比例，以保证燃烧的经济性。

5．均匀控制系统

6．分程控制系统：在分程控制系统中，一个控制器的输出信号被分割成几个行程段，每一段行程各控制一个调节阀，故取名为分程控制系统。

7．1．串级控制系统

7．1-1．串级控制系统基本结构及工作过程

1．结构特点：

⑴系统有两个闭合回路，形成内外环。主变量是工艺要求控制的变量，副变量是为了更好地控制主变量而选用的辅助变量。

⑵主、副调节器是串联工作的，主调节器的输出作为副调节器的给定值。

7．1-2．串级控制系统特点

1．主环控制通道时间常数缩短，改善了系统的动态性能。

2．副回路的引入，提高了系统的工作频率，也改善了系统的动态性能。

3．串级系统特点总结：

⑴对进入副回路的干扰有很强的克服能力；

⑵改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率；对进入主回路的干扰控制效果也有改善；

⑶对负荷或操作条件的变化有一定自适应能力。

7．1-3．串级控制系统的设计与参数整定

7．1-4．串级控制系统的适用范围

1．适用于容量滞后较大的过程：选容量滞后较小的辅助变量，减小时常，提高频率

2．适用于纯滞后较大的过程：（图6－9, ）工艺要求：过滤前的压力稳定在250Pa;特点：距离长，纯滞后时间长。仿丝胶液压力与压力串级控制

3．适用于干扰变化剧烈、幅度大的过程：

4．适用于参数互相关联的过程：

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5．适用于非线性过程

7．1-5．串级控制系统的主要特点有：

1．对进入副回路的干扰有很强的抑制能力；

2．能改善控制通道的动态特性，提高系统的快速反应能力；

3．对非线性情况下的负荷或操作条件的变化有一定的适应能力。

7．1-5．主、副调节器调节规律的选择

1．主调调节器调节规律：定值控制；副调调节器调节规律：随动控制

2．主被控参数要无静差→调节器调节规律为PI,PID调节；

3．副被控参数允许有静差→调节器调节规律：P,不引入PI；为保稳定，P选大时，可引入积分；不引入微分。

7．1-6．串级控制系统的参数整定

1．逐步逼近整定法

主开环、副闭环，整定副调的参数

副回路等效成一个环节，闭合主回路，整定主调节器参数

观察过渡过程曲线，满足要求，所求调节器参数即为

否则，再整定副调节器参数，（此时副回路、主回路都已闭合！）记为

反复进行，满意为止

该方法适用于主、副过程时间常数相差不大，主、副回路动态联系密切，需反复进行，费时较多

2．两步整定法

主、副闭合，主调为比例,比例度为百分之一百，先用4比1衰减曲线法整定副调节器的参数，求得比例度和操作周期；

等效副回路，整定主调参数，求得主回路在4比1衰减比下的比例度和操作周期；根据两种情况下的比例度和操作周期，按经验公式求出主、副调节器的积分时间和微分时间，然后再按先副后主、先比例后

积分再微分的次序投入运行，观察曲线，适当调整，满意为止。

3．一步整定法

思路：先根据副过程特性或经验确定副调节器的参数，然后一步完成主调节器的参数的整定。理论依据：主、副调节器的放大系数在

0?Kc1?Kc2?0.5的条件下，主、副过程特性一定时，

Kc1?Kc2为一常数

⑴ 主、副调节器均置比例控制，根据约束条件或经验确定

Kc2

⑵ 等效副回路，按衰减曲线法整定主调节器参数；

⑶ 观察曲线，在约束条件下，适当调整主、副调节器的参数，满意为止。

7．1-6*．串级控制系统的参数整定

1．串级控制系统的参数整定有逐步逼近法、两步整定法和一步整定法

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