文档介绍：过程控制工程
第一章单回路控制系统
何谓控制通道？何谓干扰通道？它们特性对控制系统质量有什么影响？
控制通道——是指操纵变量与被控变量之间信号联系；
干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间信号联系。
控制通道特性对系统控制质量影响：（从K、T、τ三方面）
控制通道静态放大倍数越大，系统敏捷度越高，余差越小。但随着静态放大倍数增大，系统稳定性变差。
控制通道时间常数越大，通过容量数越多，系统工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统稳定性下降，因而应当恰当小某些。
控制通道纯滞后存在不但使系统控制不及时，使动态偏差增大，并且还还会使系统稳定性减少。
干扰通道特性对系统控制质量影响：（从K、T、τ三方面）
干扰通道放大倍数越大，系统余差也越大，即控制质量越差。
干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统位置越远离被控变量测量点而接近控制阀，干扰对被控变量影响越小，系统质量则越高。
干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同只是干扰对被控变量影响向后推迟一种纯滞后时间τ0。
如何选取操纵变量？
1）考虑工艺合理性和可实现性；
2）控制通道静态放大倍数不不大于干扰通道静态放大倍数；
3）控制通道时间常数应恰当小某些为好，但不易过小，普通规定不大于干扰通道时间常数。干扰动通道时间常数越大越好，阶数越高越好。
4）控制通道纯滞后越小越好。
控制器比例度δ变化对控制系统控制精度有何影响？对控制系统动态质量有何影响？
比例度δ越小，系统敏捷度越高，余差越小。随着δ减小，系统稳定性下降。
-42为一蒸汽加热设备，运用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。试问：
影响物料出口温度重要因素有哪些？
如果要设计一温度控制系统，你以为被控变量与操纵变量应选谁？为什么？
如果物料在温度过低时会凝结，应如何选取控制阀开闭形式及控制器正反作用？
答：
影响物料出口温度因素重要有蒸汽流量和温度、搅拌器搅拌速度、物料流量和入口温度。
被控变量应选取物料出口温度，操纵变量应选取蒸汽流量。
物料出口温度是工艺规定直接质量指标，测试技术成熟、成本低，应当选作被控变量。
可选作操纵变量因数有两个：蒸汽流量、物料流量。后者工艺不合理，因而只能选蒸汽流量作为操纵变量。
控制阀应选取气关阀，控制器选取正作用。
图1-43为热互换器出口温度控制系统，规定拟定在下面不同状况下控制阀开闭形式及控制器正反作用：
被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚；
被加热物料在温度过低时会发生凝结；
如果操纵变量为冷却水流量，该地区最低温度在0℃如下，如何防止热互换器被冻坏。
答：
控制阀选气关阀，选反作用控制器。
控制阀选气开阀，选正作用控制器。
控制阀选气关阀，选反作用控制器。
单回路系统方块图如图1-44所示。试问当系统中某构成环节参数发生变化时，系统质量会有何变化？为什么？
（1）若T0增大；（2）若τ0增大；（3）若Tf增大；（4）若τf增大。
答：
（1）T0 增大，控制通道时间常数增大，会使系统工作频率减少，控制质量变差；
（2）τ0 增大，控制通道纯滞后时间增大，会使系统控制不及时，动态偏差增大，过渡过程时间加长。
（3）Tf 增大，超调量缩小1/Tf倍，有助于提高控制系统质量；
（4）τf 增大对系统质量无影响，当有纯滞后时，干扰对被控变量影响向后推迟了一种纯滞后时间τf 。
第二章串级控制系统
2．1 与单回路系统相比，串级控制系统有些什么特点？
(1) 串级系统由于副回路存在，使等效副对象时间常数减小，改进了对象特性,使系统工作频率提高。
(2) 串级控制系统有较强抗干扰能力，特别是干扰作用于副环状况下,系统抗干扰能力会更强。
(3) 串级系统具备一定自适应能力。
2．2 为什么说串级控制系统主控制器正、反作用方式只取决于主对象放大倍数符号，而与其她环节无关？
主环内涉及有主控制器,副回路,“1”环节,主变送器放大倍数普通为正,因此主控制器正反作用只取决于主对象放大倍数符号。如果主对象放大倍数符号为正,则主控制器为反作用,反之，则主控制器为正作用。
2．5 试阐明为什么整个副环可视为一放大倍数为正环节来看？
副回路所起作用是使副变量依照主调节器输出进行控制，是一随动系统。因而整个副回路可视为一放大倍数为正环节来看。
2．6 试阐明在整个串级控制系统中主、副控制器之一正、反作用