过控试题

答：（1）

（2）

（3）选择气闭，上述两种情况均为主控制器反作用，副控制器正作用。 3、（本小题11分）某前馈-串级控制系统如图所示。已知：

GC1(S)?GC2(S)?9;GV(S)?2;Gm1(s)?Gm2(s)?1;G01(s)?3;2s?1G02(s)?30.5;Gf(s)?;

2s?12s?1要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。3）假定控制阀为气开式，试确定各控

制器的正/反作用。

答：（1）

D(s)Gf(s)R(s)Gc1(s)Gc2(s)Gp2(s)Gp1(s)Gd(s)Y(s)H(s)

(2)

Y(s)?D(s)1?Gc2(s)Gp2(s)Gd(s)?=0

Gc2(s)Gp2(s)Gc2(s)Gp2(s)H(s)Gc1(s)Gp1(s)1?H(s)Gc1(s)Gp1(s)1?1?Gc2(s)Gp2(s)1?Gc2(s)Gp2(s)Gff(s)Gc2(s)Gp2(s)Gp1(s)求的，Gff（s）=？？？

（3）主为正作用，副为反作用。 3、（本题9分）有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似. 请问如何区分它们? 试分析图3所示的两个系统各属于什么系统? 说明其理由.

答：串级控制系统的副控制回路在主控制回路中间串联，而前馈-反馈控制系统是虽然有负反馈，但不是串进主回路的。前馈-反馈控制系统的前馈是对输入通道的扰动进行直接克服，而不是产生影响之后才进行克服。

a是前馈-反馈，b是串级。

理由:因为a图中有直接对原料油的控制回路，可以提前消除原料油的扰动，所以是前馈。b图是串级控制系统。

1、有一台PI调节器，δ=100%，Ti=1分，若将P改为200%时：（1）调节系统稳定程度提高还是降低？为什么？（2）动差增大还是减小？为什么？（3）静差能不能消除？为什么？（4）调节时间加长还是缩短？为什么？

答案：∵ΔU=Kp*e+Kp/Ti∫edt

其中：ΔU—输出变化量，e—输入变化量，Kp—比例常数，Kp=1/δ ;

当δ从100%变为200%、Ti不变时，偏差e不变，输出信号ΔU变小。所以： （1）稳定程度提高（因为δ增大后，ΔU变小，不易振荡）。

（2）动差增大（由于ΔU变小后，调节幅度小即调节作用弱，造成动差增大）。 （3）静差会消除（因有积分作用存在）。

（4）调节时间加长（因Kp是调节器的放大系数，当比例度P增大即Kp减小时，调节器灵敏度降低，则克服动、静差的时间加长）。

2. 一般常规调节系统在负荷变动或变动较大时，为什么调节质量会变坏？如何解决？

答案：一般常规调节系统中的调节参数只能人工调节，在工艺正常运行是调整好的PID参数，只能保证在这种状态下的调节质量，而调节对象特性都为非线性的，在负荷工况变动较大时，对象特性将发生变化，因此原来的调节器参数就不再适应，这时要根据具体情况重新整定调节器参数才有可能使调节质量变好。

3、炉出口温度调节，当适当引入微分作用后，有人说比例度可以比无微分时小些，积分时间也可短些，对吗？为什么？

答案：这样说是对的。因为微分作用是超前的调节作用，其实质是阻止被调参数的变化，提高系统的稳定性，适当的减小比例度和积分时间有利于提高系统的质量。

第六章 特殊控制系统

6.4 如图控制系统为（ B ）

A．单闭环控制系统 B．单闭环比值控制系统 C．开环比值系统、 D、均匀控制系统 TC×RFRVspRVFC蒸汽T2spT2凝液

工艺介质

6.5 如图控制系统为（ C ）

A．双闭环比值控制系统 B．单闭环比值控制系统 C．变比值控制系统、 D、串级控制系统

6.7 甲的正常流量为240Kg/h，仪表量程为0-360Kg/h；乙的常用流量为120Nm3/h，仪表量程为0-240Nm3/h，设计控乙的单闭环比值控制系统，画出流程图并计算引入开方运算与不引入开方运算所分别设置的比值系数。15分。 解：单比值控制流程图

：

引入开方器： FF120360K'?2?1max???0.75 F1F2max240240

无开方器： F22F1max2K'?()?()?0.5625

F1F2max

1. 引入前馈必须遵循哪些原则？P171

答：1）系统中的振动量是可测不可控的。2）系统中的振动量的变化幅值大、频率高。3）控制通道的滞后时间较大或干扰通道的时间常数较小。

前馈控制适用于什么场合？为什么它常与反馈控制构成前馈－反馈控制系统？对于扰动通道传递函数，控制通道传递函数的前馈－反馈控制系统，求前馈控制器Gff(s)。

答：1.前馈控制是按扰动而进行的控制，因此，前馈控制常用于以下场合：一是扰动必须可没，否则无法实施控制;二是必须经常有比较显著和比较频繁的扰动，否则没有必要。三是存在对被控参数影响较大且不易直接控制的扰动。

2.前馈控制是一种补偿控制。一般来讲，前馈控制无法全部补偿扰动对被控量的影响。因此，单纯的前馈控制系统在应用中具有一定的局限性。为克服这一弊端，前馈控制常与反馈控制联用，构成前馈－反馈控制系统。对最主要的、显著的、频繁的无法直接控制的扰动，由前馈来进行补偿控制;对无法完全补偿的扰动影响，由反馈控制根据被控制量所产生的偏差的大小来进行控制。 3.系统原理图如图所示。

1. 如图示加热炉，采用控制燃料气流量来保证加热炉出口温度恒定。20分。

1.若进料量是主要扰动且不可控制时，设计合理的控制方案，并作简要说明。

2.当燃料气阀前压力是是主要扰动且不可控时，设计合理的控制方案，并作简要说明。

答：当总进料量是主要扰动时，控制方案如图所示。该方案为前馈－反馈控制系统方案。如果负荷是主要扰动，我们将总进料量测出，将流量信号送到前馈补偿装置，其输出与温度控制器的输出相迭加，作为总