西華大學過程控制複習總結

2021-11-06 19:37:27 字數 4962 閱讀 8272

第一章:

1.過程控制系統:一般是指工業生產過程中自動控制系統的變數是溫度、壓力、流量、液位、成份等這樣一些變數的系統。

控制系統分類:a、按設定值的形式不同分為(1)定值控制系統(2)隨動控制系統(3)程式控制系統b、按系統機構特點分類(1)反饋控制系統(2)前饋控制系統(3)前饋—反饋復合控制系統

2.控制系統暫態效能指標:(1)衰減比n和衰減率φ(2)最大動態偏差a和超調量(3)殘餘偏差c(4)調節時間ts和振盪頻率ω。

綜合性能指標:(1)偏差積分(2)絕對偏差積分iae(3)平方偏差積分ise(4)時間與絕對偏差積分itae

第二章1.溫度檢測常用感測器:熱電偶、熱電阻、整合溫度感測器。

2.常用壓力稱謂及常用壓力檢測方法

答:稱謂:絕對壓力、壓力、壓差、真空度。被測壓力與絕對壓力零線的差值為絕對壓力;被測壓力與大氣壓的差叫壓力,兩未知壓力之差叫壓差,被測壓力低於大氣壓差值稱為真空度。

檢測方法:液柱式壓力計:根據流體靜力學原理:

將壓力轉化為液柱的高度,彈性式壓力計:利用彈性元件受壓產生形變,電氣式壓力計:通過各種敏感元件將壓力轉換為電量,活塞式壓力計:

被測壓力與活塞上加的砝碼質量進行平衡來測量的。

3.流量基本概念(單位時間內流過管道某一截面的流體數量)、差壓式流量計原理(利用流體流經節流裝置時產生的壓力差而實現流體測量)、轉子流量計特點及應用場合(儀器具有較高的靈敏度,適合於小管徑,小流量的測量)、電磁流量計優缺點(優點:1.

被測量流體的壓力損失小;2.可以測量各種導電液的流量,流體可以含有固體顆粒;3.輸出訊號與流量之間的關係不受流體的物理性質變化和流動狀態的影響;4.

測量響應速度快,可以測量脈動流量。缺點:1只能測量導電液體流量,要求導電率不小於水的導電率2由於感應電勢數值很小,后級採用高放大倍數放大器,很容易受外界磁場干擾。

)、漩渦流量計特徵(利用流體遇到阻礙物後產生旋渦測量流量。)、橢圓流量計特點(橢圓流量計測量精度與流體的流動狀態無關,適合高粘度流體的測量,要求測量液體中不能有固體顆粒,工作溫度不能超過規定範圍。)

4.常用物位稱謂(液位:容器中液體儲存高度,料位:固體或顆粒物質的堆積高度,界位:密度不同,互不相容液體介質分界線。)、靜壓法測量物位的注意事項(靜壓測量只適用液位測量)

5.氧濃差電池效應:在固態氧化鋯中摻入一定比例的氧化鈣,此時此時四價的鋯電子被二價的鈣所置換,形成養離子空穴,當溫度達到800度以上時空穴氧化鋯就形成良好的氧離子導體,氧氣能夠以離子形式從濃度高一側向濃度低的一側移動,氧分子從鉑電極處電子,成為氧離子進入氧化鋯空穴,高氧側鉑電極處發生還原反應,鉑電極數去電子帶正電,低氧側鉑電極發生氧化反應,低氧鉑得到電子帶負電。

只要兩側有氧分壓差,此過程將持續,高氧側鉑電極和低氧層側鉑電極間就有電動勢輸出。

6.氣相色譜分析儀的色譜分離原理:當被分析的樣氣脈衝在稱為「載氣「的運載氣體的攜帶下,按一定方向通過吸附劑時,樣氣中各組分別與吸附劑進行反覆吸附和脫附分配過程,吸附作用強的組分前進緩慢,而吸附作用弱的前進組分則很快通過了,這樣個組分由於前進速度不同而被分開,時間上先後不同的流露出色譜。

7.特徵吸收波段的含義:大部分原子氣體對1—25um波長範圍的紅外線都具有強烈的選擇吸收特性。

第三章1.p、i、d控制規律的優缺點

比例控制(p):優點:控制及時,反應靈敏,偏差越大、控制力度越大。缺點:控制結果存在餘差。

積分控制(i):優點:可以到達無餘差。缺點:控制作用是隨著時間積累才逐漸增強的,控制動作緩慢,控制不及時。一般不單獨使用。

微分控制(d):優點:超前控制,能在偏差很小時提前增大控制作用。缺點:微分對靜態偏差毫無控制能力。

比例積分控制(pi):優點:控制及時,又能消除餘差,可提高系統的控制精度,比例度p和積分時間兩個引數均可調整。

比例微分控制(pd):比例微分控制作用可提高系統的控制速度,對慣性大的物件用比例微分,可以改善控制質量,減小最大偏差,縮短控制時間。

比例積分微分控制(pid):將比例、積分、微分三種控制規律結合在一起,只要三項作用的強度配合適當,既能快速調節,又能消除餘差,可得到滿意的控制效果。

2.ddz pid控制器面板功能(見後)

3.離散pid算式的寫法:

增量pid演算法的推導:

4.微分先行pid演算法的特點:能改善微分衝擊,微分作用只對測量值vp進行,

第四章:

1.執行器的結構:執行機構(執行器的推動部分,根據調節器給出的訊號大小,產生推力或位移);調節機構(執行器的調節部分,受執行機構的操縱。常見為調節閥)。

2.氣動執行器的動力源:氣動、電動、液動

3.常見流量特性及其特徵

答:調節閥的流量特性:指流過閥門的流體的相對流量與閥門的相對開度(相對位移)間的關係。

常見:(1)固有流量特性:(取決於閥芯的形狀)a.

直線流量特性(閥門在小開度時控制作用很強,而大開度時控制作用很弱)b.等百分比(對數)流量特性(等百分比閥門在小開度與大開度時控制能力與作用相等);工作流量特性:工作流量特性的畸變,管道阻力越大,流量變化引起的調節閥前後壓差變化也越大,特性變化得越顯著,其特性除了與調節閥結構有關,還取決於配管情況。

4.工作流量特性的畸變:直線閥變為快開閥,對數閥變為直線閥。

串聯管道使調節閥的流量特性發生畸變。串聯管道使調節閥的流量可調範圍降低,最大流量減小。串聯管道會使調節閥的放大係數減小,調節能力降低,s值低於0.

3時,調節閥能力基本喪失。

5.氣動調節閥的配套產品:

6.電磁閥和電動調節閥的區別:電磁閥是電磁線圈通電後產生磁力吸引克服彈簧的壓力帶動閥芯動作,就一電磁線圈,結構簡單,只能實現開關。

電動閥是通過電動機驅動閥桿,帶動閥芯動作,電動閥又分(關斷閥)和調節閥。關斷閥是兩位式的工作即全開和全關,調節閥是在上面安裝電動閥門定位器,通過閉環調節來使閥門動態的穩定在乙個位置上。

7.安全火花防爆系統的組成:變送器,防爆柵,調節器,執行器

8.常見安全柵的名稱:電阻式、齊納式、隔離式

9.隔離式安全柵的工作原理:以變壓器作為隔離元件,分別將輸入輸出和電源電路進行隔離,以防止危險能量直接竄入現場;同時用用電晶體限壓限流電路,對事故狀況下的過電壓過電流作為截止式控制。

第六章1.被控引數的選擇原則:1.

根據生產工藝的要求,找出影響生產的關鍵變數作為被控變數。2. 當不能用直接工藝引數作為被控變數時,應選擇與直接工藝引數有單值函式關係的間接工藝引數作為被控變數。

3. 被控變數必須有足夠大的靈敏度被控變數必須靈敏,容易被測量。4.

選擇被控變數時,必須考慮工藝合理性。

2.干擾通道、控制通道對控制品質的影響

答:(1)干擾通道純滯後不影響控制品質;干擾通道進入物件的位置越靠近控制器,對控制品質的影響最小;而越靠近檢測儀表,影響最大。(2)控制通道純滯後嚴重影響控制品質;純滯後使得控制作用不及時,振盪增強,過渡過程時間延長,系統穩定性變差。

3.氣動閥的氣開、氣關選擇原則及判斷

答:原則:人身安全、系統與裝置安全原則;保證產品質量原則;減少原料和動力浪費的經濟原則;基於介質特點的工藝裝置安全原則。

氣開式調節閥:隨著控制訊號的增加而開度加大,當無壓力控制訊號時,閥門處於全關閉狀態;氣關式調節閥:隨著訊號壓力的增加,閥門逐漸關小,當無訊號時,閥門處於全開狀態。

4.調節器正負的選擇

答:調節閥:氣開式「+」,氣關式「-」;被控物件:

若控制變數增加時,被控引數隨之增加而增大,取「+」,反之「-」;變送器:輸出訊號隨被測變數增大而增大,取「+」,反之「-」;調節器:測量輸入增加,調節器輸出增大(正作用)時取「+」,測量輸入增加,調節器輸出減小(反作用)時取「-」。

調節器符號(「+」或「-」)×執行器符號(「+」或「-」)=「-」

5.能分析具體系統的設計與調節器正負作用的選擇

6.常用工程整定方案及其各自特點

答:(1)穩定邊界法:系統閉環,會出現被調量等幅振盪(2)衰減曲線法:

系統閉環,安全,實驗費時(3)反應曲線法:方法簡單,系統開環,被調量變化較大,影響生產(4)經驗試湊法:系統閉環,不需計算,需要經驗

第七章:1.串級控制系統分析:

2.串級控制的特點:串級控制系統的主迴路是定值控制系統,但副迴路是乙個隨動控制系統,其設定值隨主調節器的輸出而變化。

主調節器可以按照操作條件和負荷變化的情況,相應地調整副調節器的設定值,從而保證在操作條件和負荷變化的情況下;副調節器仍在設定值附近較小的範圍內工作,從而使系統的控制品質得到保證。

3.串級控制的應用場合:應用於1)容量滯後較大的過程2)純滯後較大的過程3)干擾幅度大的過程4)非線性過程。

4.前饋控制的原理:當系統出現擾動時,立即將其測量出來,通過前饋控制器,根據擾動量的大小來改變控制量,以抵消擾動對被控引數的影響。

5.前饋控制的特點:1)前饋控制是 「按擾動來消除擾動對被控引數的影響」,又稱 「擾動補償」。

2)前饋控制是開環控制,只要系統中的各個環節穩定,則控制系統必定穩定;對被控引數不作檢驗。3)前饋控制器的控制規律與反饋系統不同,由過程特性決定的。不同的控制特性,其控制規律不同4)乙個前饋控制通道只能抑制乙個干擾對被控引數的影響,而對其他干擾對被控引數的影響沒有抑制作用。

6.前饋-反饋控制的特點:1)有利於對主要干擾進行前饋補償和對其他干擾進行反饋調節,保證控制精度。

2)由於增加了反饋控制迴路,降低了對前饋控制器的精度要求,有利於簡化前饋控制器的設計與實現。3)既可以實現高精度控制,又能保證系統穩定執行,因而在一定程度上解決了穩定性與控制精度之間的矛盾。

7.比值控制的三種常見的控制設計方法:1)在單閉環比值控制系統中,比值器僅接收主流量的測量訊號,起比值計算作用,故選p調節;調節器使副流量穩定, 故應選pi調節2)雙閉環比值控制不僅要兩流量保持恆定的比值,而且主、副流量均要實現定值控制,所以兩個調節器均應選 pi 調節,比值器選p調節3)變比值控制系統具有串級控制系統的一些特點,可仿效串級控制系統調節器調節規律的選擇原則調節規律。

第九章:1.ddc、dcs、fcs含義

答:直接數字控制(ddc);集散控制(dcs);現場匯流排控制(fcs)。

2.dcs系統的結構和特點

答:結構:由分散控制裝置、集中操作與管理系統、通訊系統組成;特點:

(1)採用分級遞階式控制(2)採用物理上的分散結構,實現了分散控制(3)具有計算機通訊系統,可實現綜合控制(4)可設定多功能crt操作站,以實現集中監控與操作。

西華大學過程控制總結

1控制系統分類 引數 溫度,壓力,流量 按訊號 模擬,數字。按設定值 定值,隨動,程式。按系統結構 反饋,前饋,前饋 反饋復合。系統暫態效能指標綜合性能指標 衰減比,超調量,最大動態偏差,靜差,調節時間,振盪頻率,上公升時間調節時間,綜合性能指標 偏差積分 偏差積分越小越好,偏差積分缺點 不能保證系...

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