过控思考题及习题（答案）.pdfVIP

第一章思考题及习题

1.1何谓控制通道?何谓干扰通道?它们的特性对控制系统质量有什么影响？

答：所谓“通道”，就是某个参数影响另外一个参数的通路，这里所说的控制通道就是控制作用（一般

的理解应当是控制器输出）U（s）对被控参数Rs）的影响通路（一般的理解是控制作用通过执行器影响控制变

量，然后控制变量通过被控对象再响被控参数，即广义对象上的控制通道）。同理，干扰通道就是干扰作

用尸⑸对被控参数Rs）的影响通路。干扰通道的特性对控制系统质量影响如下表所示。

裳1-1千找特色对位

特性叁数对静态质■的整响4J对动态质■的呈响

新增加余差增加龙影晌

兀增加无整响过a*程时间*小,振黄♦值・小

立增加无影响无影响，♦

控制通道的特性对控制系统质量响如下表所示

衰1-2控性对控■的・・

特性多败对»毒质■的影响购动态质量的•响

扁增加余差MMMII定前提F____________一-♦向于舞・“

n增加无影响过窿过程时间增加,桑娩第率支便

々增加无影嘀*H定程度大大降低

1.2如何选择控制变量？

答：①所选控制变量必须是可控的。

②所选控制变量应是通道放大倍数比较大者，最好大于扰动通道的放大倍数。

③所选控制变量应使扰动通道时间常数越大越好，而控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易

过小。

④所选控制变量其通道纯滞后时间应越小越好。

⑤所选控制变量应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀。

⑥在选择控制变量时还需考虑到工艺的合理性。一般来说，生产负荷直接关系到产品的产量，不宜

经常变动，在不是十分必要的情况下，不宜选择生产负荷作为控制变量

1.3控制器的比例度6变化对控制系统的控制精度有何影响?对控制系统的动态质量有何响？

答：当Gc（s）=Kc时，即控制器为纯比例控制，则系统的余差与比例放大倍数成反比，也就是与比例度

6成正比，即比例度越大，余差也就越大。

1

Kc增大、6减小，控制精度提高（余差减小），但是系统的稳定性下降。

1.44：1衰减曲线法整定控制器参数的要点是什么？

答：衰减曲线法是在系统闭环情况下，将控制器积分时间方放在最大，微分时间期放在最小，比例

度放于适当数值（一般为100%）,然后使b由大往小逐渐改变，并在每改变一次6值时，通过改变给定值给

系统施加一个阶跃干扰，同时观察过渡过程变化情况。如果衰减比大于4：1,6应继续减小，当衰减比小

于4：1时G应增大，直至过渡过程呈现4：1衰减时为止。找到4：1衰减振荡时的比例度Gs，及振荡周

期Ts0再按经验公式，可以算出采用不同类型控制器使过渡过程出现4：1振荡的控制器参数值。依次将

控制器参数放好。不过在放积分、微分之前应将多放在比计算值稍大（约20%）的数值上，待积分、微分放

好后再将6放到计算值上。放好控制器参数后可以再加一次干扰，验证一下过渡过程是否呈4：1衰减振

荡。如果不符合要求，可适当调整一下6值，直到达到满意为止。

1.5图1.41为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。试问:

①影响物料出口温度的主要因素有哪些？

答：影响物料出口温度的主要有：蒸汽流量、物料流量为

响物料出口温度的主要因素。

②如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与控制变量

应选哪些参数?为什么？

答：被控变量为物料出口温度，控制变量为蒸汽流量。因为