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1、习题与思考题1简单控制系统有什么特点？画出简单控制系统典型方框图。答：简单控制系统由一个被控对象、一个测量变送器、一个控制器和一个执行机构组成的闭 环控制系统。2怎样选择被控变量，其选择原则是什么？答：选择被控变量的方法有直接参数法和间接参数法。选择原则：1为某一工艺目的或物料平衡而设置的系统被，控变量可按工艺操作的期望要求直接选 定。2对于控制产品质量的系统，在可能的情况下，用质量指标参数作为被控变量最直接， 也最有效。3当不能用工艺过程的质量指标作为被控变量时应，选择与产品质量指标有单值对应关 系的间接变量作为被控变量。当干扰进入系统时，该被控变量必须具有足够的灵敏度和变化 数值。4被控变
2、量的选择必须考虑到工艺过程的合理性、经济性以及国内仪表生产的现状。3干扰作用点位置对控制质量有什么影响？答：干扰进入位置离被控变量越远，对象干扰通道惯性环节越多或阶数也越高，滤波效 果越好，被控变量受干扰的影响也越弱，有利于提高控制质量。同理，干扰离检测点越近， 即对象干扰通道的传递函数阶次越低，被控变量受干扰的影响相应地越严重。 4在选择操纵变量时，控制通道的放大系数和时间常数对其有什么影响？答：操纵变量l(t)对应的放大系数O的数值大，说明控制作用显著。由时间常数T的物 理意义可知，在相同的控制作用下，对象的时间常数T大，则被控变量的变化比较和缓，一 般而言，这种过程比较稳定，容易控制，但
3、控制过程过于缓慢；对象的时间常数T小，则情 况相反。控制通道的时间常数T太大或太小，在控制上都将存在一定的困难。 5在系统的测量变送环节中会遇到什么问题？如何解决？测量变送元件由于安装位置和本身特性的缘故在，测量时会引入滞后，前一种是纯滞后，后一种则体现在测量变送环节的时间常数上。克服纯滞后方法：（1）合理选择检测点位置；（2）选择纯滞后较小的测量变送仪表；（3）采用史密斯Smith）预估补偿器。 克服测量元件时间常数引起的测量滞后方法：（1）选择惯性小的测量元件（2）合理选择测量元件的安装位置（3）引入微分环节6什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？系统设计时应如何选择控制 阀的流量特性
4、？答：假设阀前后压差是固定的，即为常数，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；根擔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。7为什么要选择阀的气开、气关形式？如何选择？ 答：为了生产的安全和正常生产，所以选择控制的阀开关形式。控制阀开关形式的选择 上应根据以下三个方面考虑。 从工艺生产的安全角度考虑 从介质特性上考虑 保证产品质量、经
5、济损失最小的角度考虑8控制阀上安装阀门定位器有什么用途？ 答：增加阀的需用压差和阀的刚度，以增加稳定性，克服填料处增加了阀杆的摩擦力，克服 阀芯的不平衡力，实现分程控制。9为什么要整定控制器参数？有几种常用的整定方法？答：一个控制系统的过渡过程或者控制质量，与被控对象特性，干扰的形式与大小、控 制方案的确定及控制器参数的整定有着密切的关系。在控制方案、广义对象的特性、干扰位 置、控制规律都己确定的情况下，系统的控制质量主要取决于控制系统的参数整定。所谓控 制系统的整定，就是对于一个已经设计并安装就绪的控制系统，通过控制器参数的调整，使 得系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。常用的整定方法：经验法；临界比例度法；衰减曲线法。10如图444所示，为精馏塔塔釜液位控制系统示意图。若工艺上不允许塔釜 液位被抽空，试确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正反作用方式。图 444 精馏塔塔釜液位控制系统答：气开；反作用。
第四章简单控制系统
