复杂控制系统.docx

习题与思考题

什么叫串级控制系统？画出一般串级控制系统的方框图。串级控制系统有什么特点？

答：两个控制器串联工作，其中一个控制器的输出作为另一个控制器的给定值，而后者的输出去控制控制阀（执行器）以改变操纵变量，这种结构我们称之为串级控制系统。

串级控制系统的特点：

对于进入副回路的干扰具有很强的抑制能力

减少控制通道的惯性，改善对象特性。

具有一定的自适应能力

串级控制系统中主副控制器的正反作用如何确定？

答：在串级系统中，副控制器正反作用的确定同简单控制系统一样，只要把副回路当作一个简单控制系统即可。确定主控制器正反作用的方法是可以把整个副回路等效看成一个正作用

的对象K ′为‘+’，保证系统主回路为负反馈的条件是：K ·K ′·K =‘+’，因K ′为

P2 C1 P2 O1 P2

‘+’，所以K ·K

=‘+’。既根据主对象的作用方向确定主控制器的正反作用，保证主回

C1 O1

路构成负反馈。也就是说，若主对象是正作用KO1为‘+’，主控制器KC1为‘+’则选反作用；若主对象是反作用KO1为‘－’，主控制器KC1为‘－’则选正作用。

如图5－29所示为精馏塔提馏段温度与蒸汽流量的串级控制系统。生产要求一旦发生事故，应立即关闭蒸汽供应。求：

画出该控制系统的方框图？

确定控制阀的气开、气关形式？

选择控制器的正、反作用？

图5－29精馏塔温度－流量串级控制系统答：气开；流量控制器反作用，温度控制器正作用。4．均匀控制系统的目的和特点是什么？

答：均匀的目的：解决前后工序供求矛盾，达到前后兼顾协调操作。

均匀的特点：1）．两个变量在控制过程中都应该是变化的，且变化是缓慢的。

2）.前后互相联系又互相矛盾的两个变量应保持在所允许的范围内波动。

5．均匀控制系统的控制方案有哪些？答：简单均匀控制方案和串级均匀控制方案。6．什么叫比值控制系统？

答：比值控制系统就是要实现从动流量Q与主动流量Q成一定比值关系。

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什么叫变比值控制系统？

答：有些生产过程却要求两种物料的比值根据第三个变量的变化而不断调整以保证产品质量，这种系统称为变比值控制系统。

前馈控制系统有什么特点？

答：1)前馈控制是按照干扰作用的大小和方向进行控制的，控制作用及时。

前馈控制属于开环控制系统

前馈控制器是专用控制器

一种前馈作用只能克服一种干扰

与单纯前馈控制系统比较，前馈－反馈控制系统有什么优点？

答：1）发挥了前馈控制系统及时的优点；

保持了反馈控制能克服多个干扰影响和具有对控制效果进行校验的长处；

反馈回路的存在，降低了对前馈控制模型的精度要求，为工程上实现比较简单的模型创造了条件。

前馈控制系统适用于什么场合？

答：1）系统中存在频繁且幅值大的干扰，这种干扰可测但不可控，对被控变量影响比较大，采用反馈控制难以克服，但工艺上对被控变量的要求又比较严格，可以考虑引入前馈回路来改善控制系统的品质。

当采用串级控制系统仍不能把主要干扰包含在副回路中时，采用前馈－反馈控制系统，可获得更好的控制效果。

当对象的控制通道滞后大，反馈控制不及时，控制质量差，可采用前馈－反馈控制系统，以提高控制质量。