過程控制習(xí)題集 分析題

化工過程控制工程習(xí)題集之四（分析題）12。一臺PID調(diào)節(jié)器，為什么當(dāng)測量等于給定時，輸出能穩(wěn)在任意值上？答案：根據(jù)三作用調(diào)節(jié)器數(shù)學(xué)表達(dá)式：

Δy=1/P(Δx+1/Ti∫Δxdt+TD[d(Δx)/dx(1)

式中：P—比例度，Ti—積分時間，TD—微分時間，Δy—輸出信號，Δx—輸入偏差

當(dāng)外界有一干擾，使測量值偏離給定值，則Δx≠0，由于積分作用，使輸出Δy不斷變化。

輸出的變化引起調(diào)節(jié)作用的改變，當(dāng)某一時刻測量重新回到給定值時，則Δx=0，代入（1）式得：Δy=1/P(0+1/Ti∫0dt+TD[d(0)/dx]=(1/P)(1/Ti)C(2)

（2）式中C為任意常數(shù)，所以，輸出信號Δy穩(wěn)定在任意值上。224。定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳遞系統(tǒng)反映了以干擾量為輸入，以被調(diào)節(jié)量為輸出的動態(tài)關(guān)系，它

A．與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)、擾動量的形式及大小均有關(guān)。

B．

僅與擾動量的形式和大小有關(guān)

C．

僅與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)答案：C,因?yàn)榉彩悄苡镁€性常系數(shù)微分方程式描述其輸出與輸入之間動態(tài)關(guān)系的系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件，均可在零初始條件下，通過拉氏變換得到相應(yīng)的傳遞函數(shù)。所以它們不過是同一系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件動態(tài)特性的不同的數(shù)學(xué)表達(dá)式而已。既然微分方程僅取決于系統(tǒng)、環(huán)節(jié)或元件本身的特性，那么傳遞函數(shù)也就僅與其本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)而與外輸入無關(guān)了。325。已知下列調(diào)節(jié)對象：

A.

截面積大的貯槽液位B.

截面積小的貯槽液位C.

蒸汽夾套加熱器溫度D.

蒸汽直接加熱器溫度E.

管道流量試判斷其中哪個對象滯后最大，哪個最小，請用①─⑤數(shù)字按滯后大小順序標(biāo)出來.答案ABCDE

③④①②⑤427。調(diào)校調(diào)節(jié)器時，為什么比例度P，積分時間Ti打在接近最小位置（以不振蕩為前提），所校調(diào)節(jié)器精度會提高？答案：被校儀表找控制點(diǎn)時微分是關(guān)死的，所以實(shí)際上只有比例積分作用，故

Δy=1/p(Δx)+Kp/(pTi)∫(Δx)dt

式中：Δy—輸出信號，Δx—輸入信號，P—比例度，Ti—積分時間

可見，當(dāng)Δy一定時，如P、Ti減小，則必然會引起Δx減小。

換句話說，當(dāng)P、Ti減小時，儀表的控制點(diǎn)偏差就小，所校調(diào)節(jié)器的精度就高。528。有一臺PI調(diào)節(jié)器，P=100%，Ti=1分，若將P改為200%時，問：

1、調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定程度提高還是降低？為什么？

2、動差增大還是減?。繛槭裁?？

3、靜差能不能消除？為什么？

4、調(diào)節(jié)時間加長還是縮短？為什么？答案：∵Δy=Kp(Δx)+Kp/Ti∫(Δx)dt

其中：Δy—輸出變化量，Δx—輸入變化量，Kp—比例常數(shù)，Kp=1/P

當(dāng)P從100%變?yōu)?00%、Ti不變時，外界來一干擾信號Δx，輸出信號Δy變小所以，

1、穩(wěn)定程度提高（因?yàn)镻增大后，Δy變小，不易產(chǎn)生振蕩）。

2、動差增大（由于Δy變小后，調(diào)節(jié)幅度小即調(diào)節(jié)作用弱，造成動差增大）。

3、靜差會消除（因有積分作用存在）。

4、調(diào)節(jié)時間加長（因Kp是調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)，當(dāng)比例度P增大即Kp減小時，調(diào)節(jié)器靈敏度降低，則克服動、靜差的時間加長）。632。在什么場合下選用比例（P），比例積（ PI）,比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)規(guī)律？答案：比例調(diào)節(jié)規(guī)律適用于負(fù)載變化較小，純滯后不太大而工藝要求不高又允許有余差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于對象調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)較小，系統(tǒng)負(fù)載變化較大（需要消除干擾引起的余差），純滯后不大（時間常數(shù)不是太大）而被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于容量滯后較大，純滯后不太大，不允許有余差的對象。

734。一個流量調(diào)節(jié)回路采用PI調(diào)節(jié)器，當(dāng)工藝因某種原因改為副線操作，且提量后，若二次表仍長時間在“自動”狀態(tài)，問調(diào)節(jié)器的輸出會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？為什么？答案：在這種狀況下，調(diào)節(jié)器輸出會跑向最大或最小的極限值。因?yàn)楦母本€操作后，調(diào)節(jié)器回路處于開環(huán)狀態(tài)，提量后又存在偏差，而流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)PI的積分時間往往設(shè)置較短，當(dāng)偏差存在一段時間后，在積分作用下，輸出必然跑到極限值。835。為什么壓力、流量的調(diào)節(jié)一般不采用微分規(guī)律？溫度、成分調(diào)節(jié)多采用微分規(guī)律？答案：對壓力、流量等參數(shù)來說，對象調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)T0較小，而負(fù)荷又變化較快，這時微分作用和積分作用都要引起震蕩，對調(diào)節(jié)質(zhì)量影響很大。而對于溫度、成分更這些測量通道和調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)大的系統(tǒng)來說，采用微分規(guī)律這種超前作用能夠收到較好的效果。936。爐出口溫度調(diào)節(jié)，當(dāng)適當(dāng)引入微分作用后，有人說比例度可以比微分時小些，積分時間也可短些，對嗎？為什么？答案：這樣說是對的。因?yàn)槲⒎肿饔檬浅暗恼{(diào)節(jié)作用，其實(shí)質(zhì)是阻止被調(diào)參數(shù)的變化，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，適當(dāng)?shù)臏p小比例度和積分時間有利于提高系統(tǒng)的質(zhì)量。1037。一般常規(guī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在負(fù)荷變動或變動較大時，為什么調(diào)節(jié)質(zhì)量會變壞？如何解決？答案：般常規(guī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)參數(shù)只能人工調(diào)節(jié)，在工藝正常運(yùn)行是調(diào)整好的PID參數(shù)，只能保證在這種狀態(tài)下的調(diào)節(jié)質(zhì)量，而調(diào)節(jié)對象特性都為非線性的，在負(fù)荷工況變動較大時，對象特性將發(fā)生變化，因此原來的調(diào)節(jié)器參數(shù)就不再適應(yīng)，這時要根據(jù)具體情況重新整定調(diào)節(jié)器參數(shù)才有可能使調(diào)節(jié)質(zhì)量變好

1140。什么叫積分飽和，積分飽和對調(diào)節(jié)系統(tǒng)有什么的影響。答案：由于積分的作用，其調(diào)節(jié)器輸出將不斷的上升或下降，甚至超出統(tǒng)一信號的范圍，這種現(xiàn)象稱為積分飽和。

積分飽和會使調(diào)節(jié)器不能及時動作（因?yàn)樵谒绤^(qū)間）造成事故。1241。工業(yè)控制中為什么不用純前饋，而選用前饋加反饋。答案：因?yàn)閷?shí)際對象中干擾往往不止一個，而且有的變量用現(xiàn)有的檢測技術(shù)尚