第 1 篇反馈控制的基本原理过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）2第 1 章 控制回路中的动态环节1.1 负反馈图 1.1 调节器改变 m 以抵消负荷扰动 q,使偏差 e 回到零闭环中的振荡图 1.2 最小的蒸汽阀位在半个周期以后才会使温度达到最低过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）3振荡周期衰减1.2 难以控制的环节迟延图 1.3 重量传感器对物料流量变化的响应，由于须借助于传送带的移动而被推迟图 1.4 纯迟延环节在传送输入信号时把它推迟了 d迟延环节的相移图 1.5 调节量以幅度 A 和周期 o 作周期性变化迟延环节的比例调节过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）4图 1.6 回路增益为 0.5 时，该过程将出现 1/4 幅度衰减；这里 Kp1.0比例残差图 1.7 从时间为零开始负荷以等速下降 20%将产生一个锯齿波响应，它的衰减度和残差是相关的过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）5迟延环节的积分（重定）调节图 1.8 经过时间 I 后，积分器输出的变化量等于其输入偏差量图 1.9 积分时间改变了衰减度和振荡周期，这里 Kp 仍大于 1过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）6图 1.10 与图 1.7 中同样等速下降 20%的负荷，在采用积分调节时产生一个较大、较长的波动衰减的波动图 1.11 迟延过程采用积分调节时，振荡周期将随衰减度的增大而加长，而对于给定的衰减度，回路增益将大于采用比例调节时的数值过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）7比例积分调节图 1.12 比例积分调节器的动态增益是比例矢量与积分矢量之和图 1.13 比例积分调节器消除了残差，而在振荡周期方面没有多大损失过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）81.3 容易控制的环节容积特点图 1.14 贮槽液位的变化速度与流入量和流出量之差成正比图 1.15 经过 V/F 时间后，相对液位的变化等于相对流量的变化自平衡图 1.16 响应曲线上各点的斜率等于该点至稳态的距离除以 1过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）9图 1.17 过程动态增益矢量 g1 与分矢量的连接线相交成直角图 1.18 多数情况下，振荡周期小于时间常数，因而静态增益和动态增益模的乘积就与非自衡过程一样1.4 单容加迟延比例调节图 1.19 单容加迟延可以代表许多工业过程的动态特性过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）10图 1.20 自衡过程的动态增益和自然周期均随迟延时间与时间常数的比值而变化比例积分调节图 1.21 上部曲线表示非自衡过程采用 PI 调节时的最佳负荷响应，下部表示自衡过程时的情况；两者的时间常数均与迟延时间相等过程控制系统应用、设计与整定（第 3 版）11习题1.1 在图 1.3 所示过程中，传送带的速度为 12ft/min，重量传感器安装在距离阀门 4ft 处。阀杆每移动 10%可使传送带上的物料重量变化 14%。试计算采用积分调节器时达到 最小 IAE 所需的积分时间，以及这时的衰减振荡周期。1.2 上题若采用比例积分调节，试重复计算之。1.3 一个非自衡过程，当用积分调节器构成闭环时产生等幅振荡。试问：若回路中还 有迟延环节，则会发生什么情况？1.4 一非自衡过程在比例调节下被迫进入轻微的衰减振荡状态。这时衰减比为 0.75， 振荡周期为 3.2min，比例带为 12%。试计算该过程采用 PI 调节器时的最佳整定参数。1.5 一个由迟延加自衡容积组成的过程的自然周期为 3.0d，试计算其动态增益，比 值 d/1 又是多大？并用图 1.2 核对答案。1.6 在上题中，若产生等幅振荡的比例带为 30%，试计算采用 PI 调节时的最佳整定参 数。