Transcript 总复习

总复习
第一部分：要求掌握的内容
具体见书。
第二部分：题型介绍及答题要求
一、填空
例1：串级控制系统有
个被控变量，有
回路
和
回路；其中
回路具有较强迅速的抗扰动
能力，其控制器正反作用选择是和
特
性有关。
例2：被控变量是指______________________ ，
操纵变量是指_________________________，
偏差是指_________________，被控对象是指
_____________________________________。
二、选择
例1：可编程控制器简称为
(1)CIMS
(2)CIPS
。
(3)PLC
(4)DCS
例2：广义对象不包括_________ 。
（1）控制器 （2）执行器 （3）变送器 （4）
对象本身
三、判断题（对“√”，错“×”）
例1、答案___ 积分控制能够消除余差。
例2、答案___ 微分控制对纯滞后有效。
例3、答案___ 现场总线是开放式、数字化、多
点通信的底层控制网络。
四、解答题
形式见补充习题。
例1：某台DDZ-Ⅲ型比例积分控制器，其比例度为
200%，积分时间为2分。稳态时，输出为5mA。某一
瞬间输入突然变化了0.2mA,试问经过5分钟后输出将
由5mA变化到多少？
解：根据题意已知
  200%, TI  2分, u(0)  5mA, e(t)  0.2mA, t=5
根据题意
及公式
可得：

t
K Dt 
u (t )  K c A 1   ( K D  1) exp(
)
TD 
 TI

t 
u (t )  K c A 1  
 TI 
将已知   200%, T  2分, u(0)  5mA, e(t)  0.2mA, t=5
I
条件：
代入：
可得：

t 
u (t )  K c A 1  
 TI 

t 
u (t )  K c A 1  
 TI 
 5
 0.5  0.2 1+ 
 2
 0.35
所以： u(t)  u(t )  u(0)  5  0.35=5.35(mA)
例2：某台PID控制器偏差为1mA时，输出表达式为
u  2  8et（t单位为分钟）。试问：
（1）这是什么控制规律？
（2）求出控制器各个控制参数。
（3）画出其开环输出特性图。
例3： 实验室某夹套反应釜通过可控硅电压调整器
（ZK）和电加热器控制夹套反应釜内容器的温度，
如图a。
q2/(m3/h)
TT
夹套反应釜
内容器进水,q1
20
夹套进水,q2
10
0
1
2
3
t/min
2
3
t/min
温度/℃
ZK
50
电加热器
40
30
0
图a
1
图b
（1）指出本例中被控对象、被控变量、操纵变量
以及扰动。
（2）如果夹套进水量在t=0时产生一个阶跃信号，
夹套反应釜的温度对象近似为一阶滞后环节，
其变化情况如图b。试采用阶跃扰动法估算K、
T、τ，并写出数学方程式。
（3）请画出该夹套反应釜内温度控制系统的带检
测控制点的流程图以及方块图，并简要说明克
服扰动影响的控制过程。
（4）如果该温度控制系统原先稳定在40℃处。在某
个阶跃扰动下的过渡过程曲线如图c，试求出最
大偏差、余差、衰减比、回复时间。
T/℃
90
80
70
60
50
40
0
5
10
15
20
25
t/min
图c
（5）针对图c，如果要求将衰减比整定为4:1，且要
求消除余差，请说出你选用的控制规律以及整定
方法。
解：
（1）被控对象：夹套反应釜
被控变量：内容器的温度
操纵变量：可控硅电压
扰动： 内容器进水量q1
q2/(m3/h)
TT
夹套反应釜
内容器进水,q1
20
夹套进水,q2
10
0
1
2
3
t/min
2
3
t/min
温度/℃
ZK
50
电加热器
40
30
0
图a
1
图b
（2）
K
u 20

 2
f
10
由作图可得 T  1.2 min （作图法会有偏差，所以
不绝对）,   1min （也是作图得到）
数学方程式为：
d c(t )
1.2
 c(t )  2  f (t  1)
dt
q2/(m3/h)
TT
夹套反应釜
内容器进水,q1
20
夹套进水,q2
10
0
1
2
3
t/min
2
3
t/min
温度/℃
ZK
50
电加热器
40
30
0
图a
1
图b
（3）夹套反应釜内温度控制系统的带检测控
制点的流程图如下：
TC
方块图如下：
q1
r
e
TC
u
ZK
TT
q
夹套反应釜
c(t)
当某一扰动使得加套反应釜的温度升高
时，通过检测变送TT环节将测量值送回
输入端，并与设定值进行比较获得偏差e，
控制器按照一定的规律得到输出u，用以
调节可控硅的电压值，使得加套反应釜
的温度降低。（描述不绝对，只要答出
负反馈的消除过程即可）。
(4)
emax  90  40  50C, e()  40  50  10C
n
90  50
 2 :1,
70  50
TS  28(5%)
（该值不绝对，因为取
值可为稳态值的2%~5%）
(5)采用衰减曲线法来整定参数。采用PI控制规
律。加入积分作用后，可增大衰减比，如果不
够大，可适当增大。（整定规律和具体方法不
绝对，可有多种方法）