最新控制技术及其应用知识点归纳.docx

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1、最新控制技术及其应用知识点归纳6执行器作用：接受调节器送来的控制信号，自动改变操纵变量，调节被控参数7变送器按驱动能源分为气动和电动式8变送器作用：在测量元件将压力、温度、液位、流量参测后，将测量元件信号转换成一定标准信号送往显示仪表后调节仪表进行显示、记录或调节15热电偶温度计原理：基于热电效应即，两种不同材料导体组成一个闭合回路。当回路两端温度不同时，回路产生电动势，构成电流，电流大小与导体材料性质和接点温度有关，对于给定的热电偶，其材料性质一定，热电势是其两端温度的函数，若其冷端温度固定，热电势大小与热端温度逐一对应。16热电偶温度计组成：热电偶、电测仪表和连接导线17热电偶优点：1测温

2、精度高，性能稳定2构造简单，易于制造，互换性好3便于远程传输和实现多点切换测量4测温范围广，-200到2000度5形式多样适于多种测量条件18热电偶构造形式：普通热电偶、铠装热电偶和特殊热电偶19弹簧式压力计原理：弹性元件受压后产生的反作用力和被测压力平衡，弹性元件变形是被测压力的函数20弹性元件：弹簧管、弹簧片、膜片、膜盒、膜盒组和波纹管21弹性元件不完全弹性因素：弹性滞后：由于弹性元件工作时分子间存在摩擦导致加载曲线与卸载曲线不重合的现象弹性后效：弹性元件受载改变后，不是立即完成相应变形，而是在一定时间内逐步完成变形的现象22传感器组成：敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电路23检测仪表组

3、成：传感器、转换器、显示器和各环节传输通道27测量分类：接触和非接触式、等精度和不等精度、间接和直接、静态和动态28过渡经过：从被控对象遭到干扰使被控变量偏离给定值开场到调节器发挥作用，使被控变量回复到给定值附近范围内所经历的经过。发散振荡：系统在遭到干扰后，被控变量不断偏离给定值，直至超出规定限度，造成事故。该经过不稳定，需要避免等幅振荡：被控变量在某稳定值附近振荡，但振幅保持不变，系统遭到干扰后不再稳定，一般不采用。对于工艺上允许被控变量在一定范围内波动、控制要求不高的场合，能够使用衰减振荡：被控变量在稳定值附近上下波动，经过两三个周期后稳定下来。在大多数控制中都希望得到这种稳定的过渡经过

4、非振荡的单调经过：表明被控变量最终稳定下来、与衰减振荡相比，耗时长，速度慢，一般不采用29控制系统的性能指标：最大偏差超调量、衰减比、回复时间、余差和振荡周期详见图1-1230被控对象的特性：当被控对象的输入变量发生变化时，其输出变量随时间的变化规律31自衡特性：输入变量发生变化毁坏了被控对象的平衡而引起输出变量变化时，在没有以为干涉的情况下，被控对象本身重新回复到平衡的特性。有利于控制。32被控对象的参数：放大系数：被控对象重新到达平衡时输出变化量与输入变化量的比值33时间常数：被控对象遭到输入作用后，输出量到达新稳态值的快慢34滞后时间：在遭到输入量的作用后，其被控变量并不立即发生变化而是

5、经过一段时间才发生变化的滞后现象。有传递滞后和容量滞后两种。35对于控制通道，放大系数大，时间常数不宜过大也不宜太小，纯滞后时间越小越好;对于干扰通道，放大系数尽可能小，时间常数尽可能大，容量滞后有利于控制。36单回路控制系统：一个被控对象、一个检测元件变送器、一个调节器和一个执行器组成的闭合系统37串级控制系统：两个被控对象、两个检测变送器、两个调节器和一个调节阀组成，两个调节器串联工作，前一个调节器的输出作为后一个调节器的给定值，后一个调节器输出量送往调节器。与单回路控制系统相比，其构造有两个闭环，里面的闭环是副环，进行粗调；外面的闭环是主环，进行细调，以保证被控变量知足工艺要求。38调节

6、器的调节规律：位式调节：构造简单，成本较低，使用方便，对配用的调节阀无任何特殊要求，但是被控变量总在波动，控制质量不高。当被控对象纯滞后较大时，被控变量波动幅度较大。因而，不适用于控制要求稍高的场合比例控制：是最基本、最主要、应用最为普遍的规律，能迅速克制干扰，使系统稳定下来。但是有余差存在，通常适用于干扰少，、扰动幅度小、负荷变化不大、纯滞后小或者控制要求精度不高的场合积分控制：积分控制作用是消除余差，纯积分控制的缺点在于其输出变化总是滞后于偏差的变化，不能及时有效的克制扰动，加剧了被控变量的波动，最终不能使系统稳定下来。不能单独使用。微分控制：微分调节器的输出只与偏差的变化速度有关，即微分

7、调节对不变的偏差没有克制能力，因此不能单独使用，微分作用有抑制振荡的作用。39调节器参数比例度、积分时间和微分时间的工程整定：理论计算整定法和工程整定法经历试凑法、临界比例度法、衰减曲线法40串级控制系统特点：1，能迅速克制副回路的干扰，2能改善被控对象的特性，提高系统抗干扰的能力3主回路对副回路具有鲁棒性，系统控制精度高41串级系统适用范围：被控变量的容量滞后大、干扰强、要求高的场合。42前馈控制系统的基本原理：测量进入经过的干扰，并按其信号产生适宜的控制作用改变操纵变量，使被控变量维持在设定值上44比值控制系统：定比值控制系统开环、单闭环和双闭比值环控制系统和变比值控制系统定比值控制系统以

8、保持两物料流量比值为目的，比值器的参数经计算设置好后就不再变动，工艺要求的实际流量比值也就固定了。主要适用于两种两种以上的物料根据一定比例混合或反响的生产控制经过中。3、与单回路控制相比，串级控制系统具有哪些特点？答：1.减小了被控对象的时间常数，缩短了控制通道，使控制作用愈加及时。2.提高了系统的工作频率，使振荡周期减小，调节时间缩短，系统的快速性提高了。3.对于二次干扰有很强的客服能力，对克制一次干扰也有一定的提高。4.对负荷或操作条件的变化有一定的适应能力。4、什么是比值控制系统？它有哪几种类型？画出它们的构造原理图。答：比值控制系统：用来实现两个或者两个以上物料保持一定比例关系的控制系

9、统。四种类型：开环比值控制，单闭环比值，双闭环比值，变比值。5.前馈控制和反应控制各有什么特点？为何采用前馈-反应复合系统将能较大地改善系统的控制品质？答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,施行困难;只对某个干扰有克制作用.2分反应的特点作用根据是偏差;不及时:精度高,施行方便,对所有干扰都有克制作用.由于两种控制方式优缺点互补,所以前馈-反应复合系统将能较大地改善系统的控制品质.3分6、何为调节器参数的工程整定法，并简述临界比例度法进行参数整定的经过。所谓的工程整定法，就是避开被控对象的特性和数学描绘，在被控对象运行时，直接在控制系统中，通过改变调节器参数，观察被控变量的过渡经

10、过，来获取调节器参数的最佳数值。临界比例度法整定参数的步骤是：首先将调节器的积分、微分作用全部去除，在纯比例作用调节比例度，直至得到等幅振荡的阶跃干扰过渡经过，此时的比例度和振荡周期称为临界比例度和临界周期，最后根据相应的经历公式计算出调节器各参数的整定数值。临界比例度法参数整定是以闭环系统得到4:1衰减比，且有适宜的超调量为目的的。7、试扼要分析本质安全防爆系统的防爆原理。本质安全防爆型是指在正常和故障状态下，电路及设备产生的火花能量都缺乏于引起爆炸的防爆类型。它由两种场所、两种电路组成，即安装在危险场所的本质安全电路及安装在非危险场所的非本质安全电路，两者间采用防爆安全栅隔离。仪表的防爆性

11、能是靠电路设计来实现和保证：采用低的工作电压和小的工作电流；用防爆安全栅将危险与非危险场所电路隔开；现场和控制室之间仪表的连接导线不得构成过大的分布电感和电容。8、何为单容液位对象的自衡作用，并扼要分析产生自衡作用的原因。单容液位对象的自衡作用是指当输入变量发生变化毁坏了被控对象的平衡而引起输出变量变化时，在没有人为干涉的情况下，被控对象的本身能重新恢复平衡的特性。产生的原因主要是出口阀的流量特性，即在流出变化量很小的情况下，流出量与液位成正比关系，即：svRHq29，为何工业生产中很少采用纯积分作用调节器?答案：积分作用的特点是，只要有偏差，输出就会随时间不断增加，执行器就会不停地动作，直到

12、消除偏差，因此积分作用能消除静差。单纯的积分作用容易造成调节动作过头而使调节经过反复振荡，甚至发散，因而工业生产中很少采用纯积分作用调节器，只要在调节对象动态特性较好的情况下，才有可能采用纯积分调节器。10，试述比例、积分、微分三种调节规律的作用各是什么?其调整原则是什么?答案：比例调节规律的作用是，偏差一出现就能及时调节，但调节作用同偏差量是成比例的，调节终了会产生静态偏差(简称静差)。积分调节规律的作用是，只要有偏差，就有调节作用，直到偏差为零，因而它能消除偏差。但积分作用过强，又会使调节作用过强，引起被调参数超调，甚至产生振荡。微分调节规律的作用是，根据偏差的变化速度进行调节，因而能提早

13、给出较大的调节作用，大大减小了系统的动态偏差量及调节经过时间。但微分作用过强，又会使调节作用过强，引起系统超调和振荡。这三种调节规律的调整原则是：就每一种调节规律而言，在知足生产要求的情况下，比例作用应强一些，积分作用应强一些，微分作用也应强一些。当同时采用这三种调节规律时，三种调节作用都应当适当减弱，且微分时间一般取积分时间的1413。11，在选择性控制系统中，怎样确定选择器的基本类型？答：1从安全角度考虑，确定控制阀的气开和气关类型；2确定正常工况和取代工况时的对象特性，即放大倍数的正、负；3确定正常控制器和取代控制器的正、反作用；4根据取代控制器的输出信号类型，确定选择器是高选器还是低选

14、器；5中选择高选器时，应考虑事故时的保护措施。12，什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？系统设计时应怎样选择控制阀的流量特性？答：假设阀前后压差是固定的，即P为常数，这时得到的流量特性关系，称为理想流量特性，理想流量特性是控制阀固有的特性。当P不等于常数时，控制阀的流量特性称为工作流量特性。流量特性的选择：根据对象特性选择控制阀的流量特性；根据s值选择控制阀的流量特性；从控制阀正常工作时阀们开度考虑：当控制阀经常工作在小开度时宜选用等百分比流量特性，当流过控制阀的介质中含有固体悬浮物等，宜选用直线流量特性。13，对象的时间常数T指的是什么?答案：对象的时间常数T，是表示扰动后被测量完成其

15、变化经过所需时间的一个重要参数，即表示对象惯性的一个参数。T越大，表明对象的惯性越大。14，比例控制作用有和特点?答案：比例作用的优点是动作快。它的输出无迟延地反映输入的变化，是最基本的控制作用。缺点是调节结束后被控量有静态偏差。15，简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动(干扰)量、设定(给定)值和偏差的含义?答:自动控制系统中常用的几个术语其含义是:被控对象：自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产经过、设备或机器等。被控变量：被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。操纵变量：受控制器操纵的，用以克制干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。扰动量：除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控

16、变量变化的因素。设定值：被控变量的预定值。偏差：被控变量的设定值与实际值之差。,16，自动控制系统主要由哪些环节组成?各部分的作用是什么?答：自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来讲，它包括检测元件及变送器、控制器、执行器等;另一部分是受自动化装置控制的被控对象。在自动控制系统中，检测元件及变送器用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号如气压信号或电压、电流信号等)。控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比拟得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号(如气压信号

17、或电流信号)发送给执行器。执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控变量的物料量或能量，克制扰动的影响，最终实现控制要求。21，热电偶温度计为何能够用来测量温度？它由哪几部分组成?各部分有何作用?答：热电偶温度计是根据热电效应这一原理来测量温度的。热电偶温度计由三部分组成:热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。热电偶是系统中的测温元件，测量仪表3是用来检测热电偶产生的热电势信号的，能够采用动圈式仪表或电位差计，导线2用来连接热电偶与测量仪表。为了提高测量精度，一般都要采用补偿导线和考虑冷端温度补偿。22.用热电偶测温时，为何要进行冷端温度补偿?其冷端温度补偿的方法

18、有哪几种?答：采用补偿导线后，把热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方，延伸到温度较低和比拟稳定的操作室内，但冷端温度还不是0。而工业上常用的各种热电偶的温度一热电势关系曲线是在冷端温度保持为0的情况下得到的，与它配套使用的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的，由于操作室的温度往往高于0，而且是不恒定的，这时，热电偶所产生的热电势必然偏小，且测量值也随冷端温度变化而变化，这样测量结果就会产生误差。因而，在应用热电偶测温时，又有将冷端温度保持为0，或者进行一定的修正才能得到准确的测量结果。这样做，就称为热电偶的冷端温度补偿。冷端温度补偿的方法有下面几种:(1冷端温度保持为0的方法;(2)冷端温度修正

19、方法;3)校正仪表零点法;(4)补偿电桥法;(5)补偿热电偶法.23.常用的热电偶有哪儿种?所配用的补偿导线是什么?为何要使用补偿导线?并讲明使用补偿导线时要注意哪几点?答：工业上常用的热电偶有如下几种:铂铑30-铂铑6热电偶(也称双铂铑热电偶);铂铑10-铂热电偶;镍铬一镍硅(镍铬-镍铝)热电偶;镍铬一康铜镍铬一铜镍)热电偶。在实践中，人们找到了合适与各种型号的热电偶配用的补偿导线。详见下表;由热电偶测温原理知道，只要当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数。在实际应用中，由于热电偶的工作端与冷端离得很近，而且冷端又暴露在空间，易遭到周围环境温度波动的影响，因此冷端温度难以保持恒定。当然可以以把热电偶做得很长，使冷端远离工作端，但是这样做会多消耗很多贵重金属材料口解决这一间题的方法是采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这种专用导线称为“补偿导线。在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配，极性不能接错，热电偶与补偿导线连接端所处的温度不应超过10024，试述热电偶温度计、热电阻温度计各包括哪些元件和仪表?输入、输出信号各是什么?答：热电偶温度计包括感温元件热电偶、补偿导线及铜线和测量仪表。热电偶温度计是把温度的变化通过测温元件热电偶转化为热电势的变化来侧量温度的。所以，其输入信号是温度，