过程控制系统第二版课后答案【篇一：过程控制系统与仪表课后习题答案完整版】1-1过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解答:1 .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1-2什么是过程控制系统？典型过程 控制系统由哪几部分组成？解答：过程控制系统：一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 1-1。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（pi）控制，比例、积分、微分（pid）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2 .按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈一反馈复合控制系统1-5什么是定值控制系统？解答：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的 就是扰动信号。1-6什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？解答：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的 关系称为静态特性。被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量 之间的关系即为控制过程的动态特性。二者之间的关系：1-7试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控 制系统得性能时更关注其动态特性？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 什么？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yl与最终稳态值y（?）之比的百分数?；1yi100% y（）残余偏差c：过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （?） 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900X，要求控制过程中温度偏离设定值最大不得超 过80X。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1-4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： a?950?c?900?c?50?c。950?9002 衰减比 n： n?o?5:1 910?9003 振荡周期 t： t?45?9?36（min）。a80?c,且n1 （衰减振荡），所以系统满足工艺要求。第2章思考题与习题 求：1）该表最大绝对误差;2）该表精度;求：1）变差;2）基本误差;3）该表是否符合1.0级精度?2-3某压力表的测量范围为010mpa，精度等级为1.0级。试问=j最此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压 力表，在校验点为5mpa时，标准压力计上读数为5.08mpa，试问 被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？ 解答：1）基本误差?=100% 5.08?5100%0.8% 10 2-4为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？ 解答： 1） 2）2-5有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为1) 1.0 级，0250ma 2) 2.5 级，075ma现要测量50ma的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适?解答：1=/最分析它们的最大误差：2.5100%5% 501.87550选择2.5级，075ma的表。2-11某ddz-m型温度变送器输入量程为2001000V，输出为420ma。当变送器3输出电流为10ma时，对应的被测温度是多少？解答：1000?200t；t=500?c。20?410解答：1)工作原理：2) 根据题意：压力范围为1.2，即允许的最大绝对误差？max=0.05 1分析选用不同量程的表所需的精度等级：。0.050-1.6 mpa 量程：100%?3.125%，可选 2.5 级表；.601.05025 mpa量程：100%?2%，可选1.5或2.0级表；2.50.054.02量程选择：被测最大压力=1/32/3量程上限。I. 23201.6 mpa 量程：?II. 61.242302.5 mpa 量程：?32.5311.204.0 mpa 量程：?0.3?4.03综合分析，选用1.5级或2.0级，025 mpa量程的表最合适。2-13如果某反应器最大压力为1.0mpa，允许最大绝对误差为0.01mpa。现用一台测量范围为01.6mpa，精度为1级的压力表来进行测量，问能否符合工艺要求？若采用一台测量范围为0 1.0mpa，精度为1级的压力表，能符合要求吗？试说明其理由。 解答：1=/最工艺要求：最大压力为1.0mpa，允许最大绝对误差为001mpa。 分别求出两台仪表的最大允许误差，进行判断。4【篇二：过程控制系统课后重点答案】txt 对象的输入变量和输出变量之间的定量关系；它使人们能 更深刻的认识自动控制的本质，从而能采取有效措施提高控制质量。2. 何为对象的数学模型？静态数学模型与动态数学模型有哪些区别? 在输入（控制输入与扰动输入）作用下，其状态和输出（被控参数） 变化的数学表达式；前者是在输入变量与输出变量达到平衡状态时 建立的数学表达式，后者是在输出变量和状态变量在输入变量影响 下建立的数学表达式。3. 建立对象的数学模型有什么重要意义？1设计过程控制系统及整定控制参数；2指导生产工艺及其设备的设计与操作；3对被控过程进行仿真研究；4培训运行操作人员；5工业过程的故障检测与诊断。4. 建立数学模型的方法：机理建模和实验建模5. 为什么不同的过程特性与工艺要求需设计不同的控制方案？怎样 理解被控过程特性是过程控制系统设计的基础？过程控制系统的过程设计正确与否，直接影响到系统能否正常投入 运行，因此要求过程控制设计人员必须根据生产过程的特点，工艺 特性和生产操作的规律，正确运用控制理论，设计一个正确合理的 控制方案；过程控制系统的设计首先要根据工艺要求和控制目标确 定系统变量，进一步根据被控过程特性用恰当的数学关系式，即所 谓的数学模型来描述被控过程的变量之间的关系，只有掌握了被控 过程的数学模型才能深入的分析过程的特性和选择正确的控制方案。6. 什么叫单回路系统？控制方案设计包括哪些内容？怎样理解方案 设计是系统设计的核心？只有一个闭环回路的简单控制系统叫单回路控制系统；过程控制系 统设计包括系统的方案设计，工程设计，工程安装和仪表调校，调 节器参数整定四个主要内容；控制方案是系统设计得核心，若控制方案不正确，则无论如何选用何种先进的过程控制仪表或计算机系 统，无论其安装如何细心，都不可能是系统在工业生产过程中发挥 良好的控制作用，甚至系统不能运行。7. 什么是直接参数与间接参数？他们有何关系？选择被控参数应遵 循哪些基本原则？直接参数，直接反应生产过程中产品质量和产量 又以直接测量的参数间接参数，间接反映产品质量和产量又与直接参数有着单值函数关 系，有足够大的测量灵敏度的参数 间接参数必须与直接参数有单值函数关系 被控参数的选择原则：1）直接参数法2）间接参数法3）被控变量必须具备足够的灵敏度和变化数值4）被控变量的选择必须考虑到工艺过程的合理性，经济性，以及国 内外仪表生产的现状。8. 选择调节控制规律的依据是什么？若已知过程的数学模型，怎么来选择pid控制参数？2）根据过程铁性来选择控制器的控制规律3）控制器的正反作用方式确定1=19. 在比例控制的基础上反别增加积分和微分对系统的稳定性，动态 偏差，余差有何影响比例积分调节器可克服余差，比例微分调节器 提高系统稳定性减小动态偏差和余差10. 参数整定，对于一个已经设计并安装就绪的控制系统，选择合适 的控制器参数来改善系统的静态和动态特性，使系统的过渡过程达 到最为满意的质量指标要求 控制参数正定的方法有两类1理论计算整定法2工程整定法11. 什么叫串级控制系统？串级控制系统是由两个控制器的串接组成，一个控制器的输出做为 另一个控制器的设定值，两个控制器有各自独立的测量输入，有一 个控制器的给定由外部设定。12. 与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？多了一个副回路，形成双闭环。特点：主控制器输出改变副控制器 的设定值，故副回路构成的是随动系统，设定值是变化的。在串级 控制系统中，由于引入了一个副回路，不仅能及早克服进入副回路的扰动，而且又能改善过程特性。副调节器具有“粗调”的作用，主 调节器具有“细调”的作用，从而使其控制品质得到进一步提高。13 .为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制 扰动的能力？副回路的快速作用，对于进入副回路的干扰快速地克服，减小了 干扰对主变量的影响；引入副回路，改善了副对象的特性(减小副 对象的相位滞后)，提高了主回路的响应速度，提高了干扰的抑制能 力； 副回路可以按照主回路的要求对副变量进行精确控制； 串级系统提高了控制系统的鲁棒性。14 .串级控制系统通常可用在哪些场合？*应用于容量滞后较大的过程*应用于纯时延较大的过程*应用于扰动变化激烈而且幅度大的过程*应用于参数互相关联的过程*应用于非线性过程15.前馈控制与反馈控制各有什么特点？绘制前馈控制系统结构方框图。前馈：基于扰动来消除扰动对被控量的影响；动作“及时”;只要系统中各环节是稳定的，则控制系统必然稳定；具有指定性补偿的局限性；控制规律取决于被控对象的特性。反馈：基于偏