过程控制工程2-4章答案（孙洪程著）

第四章 思考题及习题

4.1均匀控制系统设置的目的是什么?

答：均匀控制系统的名称来自系统所能完成的特殊控制任务，它使前后设备在物料供求上相互均匀、协调，统筹兼顾。

4.2均匀控制系统有些什么特点? 答：(1) 结构上无特殊性

均匀控制是指控制目的而言，而不是由控制系统的结构来决定的。均匀控制系统在结构上元任何特殊性，它可以是一个单回路控制系统，也可以是一个串级控制系统的结构形式，或者是一个双冲量控制系统的结构形式。

(2) 参数应变化，而且应是缓慢地变化

因为均匀控制是前后设备物料供求之间的均匀，所以表征这两个物料的参数都不应为某一固定的数值,两个参数都变化，且变化比较缓慢。那种试图把两个参数都稳定不变的想法是不能实现的。

(3) 参数应限定在允许范围内变化

4.3为什么均匀控制系统的核心问题是控制器参数的整定问题?

答：从下图――液位控制系统控制作用不同时液位与流量的响应可看出，同样一个单回路液位控制系统，由于控制作用强弱不一，它可以是一个单回路液位定值控制系统，如(a)；也可以是一个简单均匀控制系统，如(b)。因此，均匀控制是指控制目的而言，而不是由控制系统的结构来决定的。均匀控制系统在结构上元任何特殊性，它可以是一个单回路控制系统，也可以是一个串级控制系统的结构形式，或者是一个双冲量控制系统的结构形式。所以，一个普通结构形式的控制系统，能否实现均匀控制的目的，主要在于系统控制器的参数整定如何。可以说，均匀控制是通过降低控制回路灵敏度来获得的，而不是靠结构变化得到的。

4.4可以采用解耦方法解决均匀问题吗?道理如何?

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答：均匀控制系统中的对象(控制通道)可视为单输入、双输出的对象。所谓单输入即控制作用量只有一个(即一个控制阀)，双输出指被控变量有两个，一个是液位，另一个是流量。该系统为本质关联对象，无法实现解耦控制，只能靠反馈构成一般关联控制系统。

4.5均匀控制系统能运用4：1衰减曲线法整定控制器参数吗?为什么?

答：不能。串级均匀控制中的流量副控制器参数整定与普通流量控制器整定差不多，而均匀控制系统的其他几种形式的控制器都需按均匀控制的要求来进行参数整定。整定的主要原则是一个“慢”字，即过渡过程不允许出现明显的振荡，可以采用凭经验整定，看曲线调参数的方法来进行。

4.6简单均匀控制系统与单回路反馈控制系统有些什么相同点与不同点?

答：简单均匀控制系统采用单回路控制系统的结构形式。从系统结构形式上看，它与单回路液位定值控制系统是一样的，但由于它们的控制目的不同，因此在控制器的参数整定上有所不同。通常均匀控制系统的控制器整定在较大的比例度和积分时间上，一般比例度要大于100%，以较弱的控制作用达到均匀控制的目的。

4.7图4.13为一水槽，其液位为L ，进水流量为F，试设计一入口流量与液位双冲量均匀控制系统。画出该系统的结构图，确定该系统中控制阀的开闭形式，控制器的正、反作用以及引入加法器时各信号所取的符号。

答：入口流量与液位双冲量均匀控制系统的结构图如下

IR+控制器控制阀测量变送流量对象液位对象LI0加法器IFILIS

进入加法器的信号所取的符号为：IS为负值，IL、IF为正值。

选择控制阀为气开式，当流量或液位、流量和液位增加时，控制阀的开度要减小，此时I0增加，控制器的输入增大，其输出应减小，所以控制器选择反作用。

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