DOC《第3章 习题与思考题》

第3章 习题与思考题 1.

什么是控制器的控制规律?控制器有哪些基本控制规律? 解答: 1)控制规律:是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系. 2)基本控制规律:位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制. 2. 比例控制为什么会产生余差? 解答: 产生余差的原因:比例控制器的输出信号y与输入偏差e之间成比例关系: 为了克服扰动的影响,控制器必须要有控制作用,即其输出要有变化量,而对于比例控制来讲,只有在偏差不为零时,控制器的输出变化量才不为零,这说明比例控制会永远存在余差. 3. 试写出积分控制规律的数学表达式.为什么积分控制能消除余差? 解答: 1)积分控制作用的输出变化量y是输入偏差e的积分: 2)当有偏差存在时,输出信号将随时间增大(或减小).当偏差为零时,输出停止变化,保持在某一值上.因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差. 4. 试述积分时间对控制过程的影响. 解答: 在实际的控制器中,常用积分时间Ti来表示积分作用的强弱,在数值上,Ti=1/K i .显然,Ti越小,K i 就越大,积分作用就越强,反之亦然. 5. 试写出比例、积分、微分(PID)三作用控制规律的数学表达式. 解答: 6. 试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点,积分和微分为什么不单独使用? 解答: 1)比例控制及时、反应灵敏,偏差越大,控制力越强;

但结果存在余差. 2)积分控制可以达到无余差;

但动作缓慢,控制不及时,不单独使用. 3)微分控制能起到超前调节作用;

但输入偏差不变时,控制作用消失,不单独使用. 7. DDZ-Ⅲ型控制器的软手动和硬手动有什么区别?各用在什么条件下? 解答: 1)软手动操作是指调节器的输出电流I0与手动操作的输入信号成积分关系;

硬手动操作是指调节器的输出电流I0与手动操作的输入信号成比例关系. 2)软手动操作:系统投运 硬手动操作:系统故障 8. 什么叫控制器的无扰动切换? 解答: 调节器进行状态转换后,输出值不发生跳动,即状态转换无冲击. 9. PID调节器中,比例度P、积分时间常数、微分时间常数分别具有什么含义?在调节器动作过程中分别产生什么影响?若将取∞、取0,分别代表调节器处于什么状态? 解答: 比例度P含义:使控制器的输出变化满量程时(也就是控制阀从全关到全开或相反),相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比.比例作用的强弱取决于比例度的大小. 积分时间常数含义:越小,积分作用越强;

越大积分作用越弱;

若将取∞,则积分作用消失. 微分时间常数含义:越大,微分作用越强;

取0,微分作用消失. 第4章 思考题与习题 1. 气动调节阀主要由哪两部分组成?各起什么作用? 解答: 1)执行机构和调节机构. 2)执行机构的作用:按调节器输出的控制信号,驱动调节机构动作;

调节机构的作用:由阀芯在阀体内的移动,改变阀芯与阀座之间的流通面积,从而改变被控介质的流量. 2. 试问调节阀的结构有哪些主要类型?各使用在什么场合? 解答: 1)类型:直通单座阀、直通双座阀. 2)直通单座阀使用场合:小口径、低压差的场合;

直通双座阀使用场合:大口径、大压差的场合. 3. 什么叫调节阀的理想流量特性和工作流量特性?常用的调节阀理想流量特性有哪些? 解答: 1)理想流量特性:在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流量特性,也叫理想流量特性. 工作流量特性:在实际的工艺装置上,调节阀由于和其他阀门、设备、管道等串连使用,阀门两端的压差随流量变化而变化,这时的流量特性称为工作流量特性. 2)常用理想流量特性:直线流量特性、等百分比(对数)流量特性、 快开特性 4. 什么是串联管道中的阀阻比?值的变化为什么会使理想流量特性发生畸变? 解答: 1)阀阻比:用阀阻比表示存在管道阻力的情况下,阀门全开时,阀门前后的最小压差占总压力po的比值. 2)在S