热工过程自动控制复习题·王建国

热工过程自动控制复习题·王建国热工过程自动控制复习题·王建国热工过程自动控制复习题·王建国资料仅供参考文件编号：2022年4月热工过程自动控制复习题·王建国版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：10级热动《电厂热工过程自动控制》掌握自动控制系统中常用的基本术语。被控量被控对象给定值扰动控制量控制对象掌握自动控制系统常见的分类方法，并能够判别实际系统所属类别。按生产过程中被控量所希望保证的数值分恒值控制系统(过热汽温控制系统再热汽温控制系统)程序控制系统随机控制系统根据控制系统内部结构分类闭环控制系统（反馈控制系统）开环控制系统复合控制系统掌握被控对象分类方法、各类对象的动态特性曲线及其平衡特性。有自平衡能力的无自平衡能力的有自平衡能力对象：被控对象收到扰动后平衡被破坏，不需要外来的控制作用，而依靠被控量自身变化使对象重新恢复平衡的特性，称为对象的自平衡特性，具有这种特性的被控对象就是有自平衡能力的被控对象。无自平衡能力对象：当这种被控量平衡关系破坏后，被控量以一定的速度继续变化下去而不会自动地在新的水平上恢复平衡，具有这种现象的对象成为无自平衡能力对象。控制器有哪些基本动作规律各种动作规律的阶跃响应曲线，控制动作的特点、参数变化对其控制过程的影响。比例控制P（有差调节）比例带减小，控制系统稳定性变差，比例带太小将使系统不稳定，系统稳定时比例带越小静态误差越小但被控量振荡加剧积分控制I（无差调节）积分时间T1越小积分作用越强调节阀的动作越快就越容易引起和加剧振荡但与此同时振荡频率将越来越高而最大动态偏差则越来越小被控量最后都没有静态偏差。微分控制D（超前调节）有某种程度的预见性被控对象控制通道、扰动通道的特性对控制质量的影响。扰动通道（扰动和被控量之间的信息通道）1、放大系数增大静态偏差也增大所以扰动通道的放大系数越小越好对控制越有利2、时间常数越大阶次m越高，被控量受到扰动后的动态偏差就较小，这将有利于控制。控制通道（控制作用和被控量之间的信息通道）1、放大系数增大静态偏差减小有利控制2、时间常数越大阶次n越大控制作用就较迟缓控制不灵敏，显然不利控制。复杂控制系统主要包括哪几种串级控制系统比例控制系统前馈-反馈控制系统串级控制系统基本组成原理，系统中常见术语及其控制作用分析。常见术语：主回路副回路主对象副对象主控制对象副控制对象主控制器副控制器串级控制系统的特点及作用归纳：1副回路的存在，改善了对象的动态特性。减小了对象的时间常数，缩短了控制通道，使控制作用更加及时；提高了系统的工作频率，使振荡周期减小，调节时间缩短，系统的快速性增强了。2对进入副回路的扰动有较强的克服能力，对进入主回路的扰动也有一定的克服能力3对负荷或者操作条件的变化具有一定的自适应能力比值控制系统的类型，比值控制方案的选择。单闭环比值控制系统双闭环比值控制系统变比值控制系统选择方案：1单闭环比值控制系统：如果工艺上仅要求两物料流量之比值一定，负荷变化不大而对总流量变化无要求则可选用单闭环比值控制系统2双闭环比值控制系统：在生产过程中，主副流量扰动频繁，负荷变化较大，同时要保证主副无聊总量恒定，则可选用双闭环比值控制系统3变比值控制系统当生产要求两物料流量的比值能灵活的随第三参数的需要进行调节时（实现两种物料流量间的定值控制）可选择变比值控制系统过热汽温控制的任务是什么不仅维持出口汽温在允许范围内，并且要求维持过热器蒸汽流程中各点的蒸汽温度一定。以确保整个过热器的安全运行。过热汽温控制对象的各种动态特性及其特点。扰动主要来自3方面：蒸汽流量变化（锅炉负荷）【特点有迟延有惯性有自平衡能力迟延和惯性较小】烟气传热量变化【特点迟延较小】减温水流量变化（过热器入口汽温变化）【特点迟延和惯性较大】熟悉串级汽温控制系统的基本组成结构（P98图6-4），分析其控制作用。TT温度变送器PT压力变送器θ1导前信号减温器出口汽温θ2被控量主信号过热器出口温度P1给定值代表负荷信号的汽轮机第一级蒸汽压力T1切换继电器用以选择定压运行或滑压运行mV/V热电势-电压转换V/I电压-电流转换I/V电流-电压转换f(x)执行机构喷水减温控制阀f1(x)f2(x)时间函数发生器串级汽温控制系统的主副回路控制作用及选择规律：在过热汽温串级控制系统中，对副回路的要求是尽快消除减温水流量的自发扰动和进入副回路的其他扰动，对过热汽温起粗调作用。故副回路一般选用比例P或比例微分调节器PD。对主回路的要求是保持主汽温等于给定值，因此主调节器要具有积分作用，故主回路一般选用比例积分PI或比例积分微分调节器PID。再热汽温的控制方式有哪几种各种控制方式的特点有哪些采用烟气挡板的再热汽温控制2、采用烟气再循环的再热汽温控制3、采用摆动燃烧器角度和多层布置燃烧器的再热汽温控制4、采用汽-汽热交换器的再热汽温控制5、采用喷水减温方式的再热汽温控制再热蒸汽温度自动控制系统的任务：维持再热器出口汽温为给定值给水控制的任务是什么使给水量适应锅炉蒸发量，维持汽包水位在规定范围内。给水控制对象在几种主要扰动下的动态特性及特点。给水量W有惯性无自平衡能力蒸汽流量D无自平衡能力有虚假水位炉膛热负荷扰动Q无自平衡能力有不明显的虚假水位虚假水位：锅炉负荷变化时，汽包水位的变化具有特殊的形式，负荷增加时，给水量小于蒸发量，在开始阶段水位没有下降反而迅速上升，反之，负荷降低时，水位先下降后上升，这种现象称为虚假水位。有虚假水位的原因：负荷增加时，给水量小于蒸发量，水位应该下降，但是，由于蒸发强度增加，水面下汽泡体积变大，从而使汽包水位先上升，引起“虚假水位”现象。熟悉单级三冲量给水控制系统的基本结构组成（P112图6-24），并能够正确分析其控制作用。三冲量蒸汽流量D汽包水位H给水流量WFT流量变送器LT液位变送器I/V电流-电压转换D前馈信号（减弱虚假水位影响）H被控量主信号W反馈信号控制量为什么W即是前馈又是反馈当蒸汽流量D和汽包水位H发生变化引起调节器作用时，给水流量信号W是调节器动作的反馈信号，当给水流量W自身发生变化时，调节器也能使调节机构迅速动作，使给水量迅速恢复到原来的数值，从这个意义来讲，给水流量W还起着前馈作用。单级三冲量控制系统内回路作用：克服扰动，粗调主回路作用：使被调量等于给定值，细调前馈回路作用：克服给水流量W的干扰给水控制系统采用变速给水泵的两种类型，变速给水泵的安全工作区。电动调速泵汽动调速泵为保证变速给水泵在安全工作区，给水控制系统包括有3个子系统：1汽包水位控制系统通过改变泵的转速，控制给水流量，维持水位稳定2泵出口压力控制系统改变给水调节阀开度控制给水泵出口压力保证泵在经济安全区域内运行3泵最小流量控制系统改变泵的再循环阀门开或关以保证通过泵的流量不低于泵所规定的最小流量如何保证给水泵工作在安全区3个子系统：1给水控制系统改变泵的转速控制给水流量维持水位稳定2泵出口压力控制系统改变给水阀开度控制给水泵出口压力维持泵在经济区内工作3泵最小流量控制系统控制泵的再循环阀门开或关控制泵的流量不低于泵所规定的最小值全程给水控制的概念。在启停和正常运行过程中均能实现自动给水控制的系统。全程给水控制系统中测量信号的校正。在锅炉启动到正常工作过程中，蒸汽流量和负荷变化范围波动较大影响给水流量蒸汽流量汽包水位测量的准确性为了实现全程控制，要对这些参数的压力和温度进行校正。汽包水位通过压力校正蒸汽流量通过温度和压力校正给水流量通过温度校正燃烧控制的基本任务是什么使燃料燃烧所提供的热量适应锅炉蒸汽负荷的需要，保证锅炉安全经济运行。燃烧控制系统在负荷扰动下汽压控制的动态特性曲线及其特点。在燃烧率扰动下汽压控制对象的动态特性（1）汽轮机负荷不变无自平衡能力（2）汽轮机调节门开度不变有自平衡能力在负荷扰动下汽压控制对象的动态特性（1）汽轮机调节门开度扰动下有自平衡能力（2）汽轮机进气流量扰动下无自平衡能力燃烧控制系统的基本组成原则是什么1能迅速改变炉膛燃烧率，适应外界负荷变化2迅速发现并消除燃烧率扰动3确保送风，引风，燃料量等参数协调变化燃烧控制过程应包括哪几个子系统各子系统的结构组成（P137图6-62、P138图6-64、图6-65）及其控制原理。燃料控制子系统送风控制子系统引风控制子系统燃料控制子系统的作用使燃料量与外界负荷要求相适应燃料量的测量方法包括：1给煤机转速2给粉机转速3磨煤机进出口差压4热量信号（燃料进入炉膛燃烧后后，单位时间所释放的热量折算成蒸汽量用符号DQ表示）采用热量信号的燃烧控制系统中风煤交叉限制控制原理（P141图6-69）。为实现升负荷时先加风后加煤，减负荷时先减煤后减风的目的，系统设计了风煤交叉限制回路。控制原理：机组增加负荷时，锅炉负荷指令NB同时加在风量控制系统和燃料控制系统上，由于大值选择器作用，风量随NB增大而增加，由于小值选择器作用，燃料量和热量不会马上增加，而是等实际风量上升后，燃料量才开始增加。单元机组的特点和任务是什么单元机组的特点1单元制机组是一个强相互关联的多变量控制对象2汽轮机负荷响应快，锅炉负荷响应慢3具有参加电网一次调频的能力，以便使电网在二次调频之前减小电网频率变化幅度任务对外保证单元机组有较快的响应速度和有一定的调频能力对内保证主蒸汽压力偏差在允许范围内。单元机组几种典型运行方式及特点。1定压运行方式2滑压运行方式3联合运行方式4调频运行方式单元机组负荷控制系统由哪几部分组成负荷指令管理机炉负荷控制负荷指令管理包括哪几部分各部分的基本功能是什么负荷指令管理包括：负荷指令运算回路负荷指令限制回路目标负荷指令包括：1电网中心调度的负荷分配指令2机组就地设定的负荷指令3电网频率变化所要求的负荷指令负荷指令管理部分基本功能：对外部负荷指令进行选择并加以处理，使之转变为单元机组安全运行所能接受的实际负荷指令P0并作为机组功率的给定值信号单元机组负荷控制方式有哪些各种控制方式的控制过程（原理）及主要特点。机炉分别控制和协调控制方式机炉分别控制：1锅炉跟随控制汽轮机控制机组输出功率锅炉控制汽压汽机侧先动作锅炉侧随之动作负荷变化时能充分利用锅炉蓄热使机组较快的适应电网的负荷要求，但汽压波动较大不利于机组运行的安全性和经济性2汽机跟随控制锅炉控制机组输出功率汽机控制汽压锅炉先动作汽机后动作汽压波动小有利于机组的安全和经济但未能利用锅炉蓄热因而负荷适应能力较差不利于带动负荷和参加电网调频练习题：3、生产过程中需要调节的、表征生产过程进行状况的物理量是（B）。A、扰动量B、被调量C、调节量D、给定值4、为了抑制一些可以预知的扰动，控制系统应采用（C）。A随动控制B程序控制C前馈控制D反馈控制6、自动调节系统中按被调量偏差进行调节的系统属于（A）调节系统。A、反馈B、前馈C、复合Ｄ、开环8、表征生产过程是否正常运行且需要加以控制（调节）的物理量称为（C）。A控制量B给定值C被控量D被控对象10、在生产过程中用以控制被调量变化的量称为（A）。A控制量B给定值C被控量D被控对象11、能够使被调量偏离其给定值的各种因素称为（C）。A被控量B给定值C扰动D被控对象12、根据被控量的检测信号与其给定值的差（偏差）进行控制的称为（B）。A前馈控制B反馈控制C开环控制D程序控制13、反馈控制属于开环控制。F属于闭环控制14、前馈控制属于闭环控制。F属于开环控制18、控制对象输入信号与输出信号之间的传输通道叫控制通道。T19、控制对象扰动信号与输出信号之间的传输通道叫干扰通道。F扰动与被控量之间的信息通道叫扰动通道。20、控制对象的扰动通道惯性增大，对控制质量（B），存在纯迟延时，对控制质量（C）。A不利B有利C无影响D不确定26、干扰通道的时间常数越大越好。T27、阶跃响应是指在阶跃输入信号的作用下产生的输出信号。T29、以下哪些是调节器的基本控制作用（ACE）A微分作用B比例积分作用C比例作用D比例微分作用E积分作用F比例积分微分作用31、积分调节作用可消除被调量的（A）偏差。A静态B动态C静态和动态38.（B）能使被调量无静态偏差，但单独使用时，会使调节过程振荡，甚至不稳定。A比例作用B积分作用C微分作用40.PI调节器参数是（B）。A比例带B比例带和积分时间C比例带和微分时间D积分时间和微分时间41.对于PID调节器（C）。AI的作用是减小动态偏差,D的作用是消除静态偏差;BI的作用是消除动态偏差,D的作用是减小静态偏差；CI的作用是消除静态偏差,D的作用是减小动态偏差；DI的作用是使系统稳定,D的作用是超前调节。44、比例调节器是一种无差调节器。F比例调节是有差调节积分调节是无差调节微分调节是超前调节控制对象干扰通道的放大系数越大，对控制越有利。F错干扰通道放大系数越大系统静态偏差越大对控制越不利控制对象干扰通道的放大系数增大，会使系统的动态偏差增大。T控制对象干扰通道的时间常数增大，对控制不利。F干扰通道的时间常数越大阶次越大被控量收到扰动后的静态偏差就较小有利于控制。控制通道的放大系数越大，对控制越有利。T控制通道的时间常数越大，系统反应越慢，对控制越不利。T干扰通道的特征参数（放大系数和时间常数）对控制质量没有影响。F有影响控制通道的特征参数（放大系数和时间常数）对扰动通道的工作没有影响。T55、汽包锅炉过热蒸汽温度控制系统中的被控量为（C）、控制量为（D）、被控对象为（A）。A过热器B烟气热量C过热蒸汽温度D减温水流量E蒸汽流量F减温水温度56、锅炉负荷增加时，对流式过热器出口的蒸汽温度（A）、辐射式过热器出口的蒸汽温度（B），但总过热器出口的蒸汽温度（A）。A升高B降低C不变D不确定57、蒸汽流量、烟气热量及减温水流量三种扰动中，减温水流量扰动使汽温变化较快。F59、锅炉蒸汽温度自动控制包括（过热蒸汽温度自动控制）和（再热蒸汽温度自动控制）系统。60、过热汽温控制系统属于定值控制系统。T61、串级控制属于双回路控制。T62、串级控制系统中的内回路也称副回路。T63、串级控制系统中的内回路的作用是快速消除扰动。T64、串级控制系统中的主调节器是保证系统无静差。T66、为了保证串级控制系统中的无静差调节，主调节器必须具有积分作用。T68、串级控制系统既能快速消除扰动又能保证系统无静差。T69、调节系统中，被调节量的给定值随时间按一定规律变化，这样的系统被称为（程序）调节系统。（随动，程序，恒值）70、微分作用的加入可减少系统的（动态）偏差。（静态，动态）71、过热汽温控制系统中被控对象为（过热器）。（蒸汽温度，过热器，汽包）72、过热汽温串级调节系统的任务是维持减温器出口汽温等于其给定值。F过热器73、在恒值调节系统中，被调量的给定值恒定不变。T76、自动调节系统中根据扰动信号进行调节的系统为（前馈）调节系统。（前馈，反馈，复合）77、单回路自动调节系统中，扰动通道中的迟延时间增大，系统的调节品质将（不变）。（变好，变差，不变）迟延时间大对控制通道调节品质不不利78、过热汽温调节对象的动态特性表现为（有自平衡能力）。（有自平衡能力的，无自平衡能力的）79、过热汽温调节系统的任务是维持锅炉过热器的（出口汽温）等于其给定值。（入口汽温，出口汽温）80、再热汽温控制系统的任务是使再热蒸汽温度随负荷变化。F再热汽温控制系统的任务维持再热器出口汽温为给定值81、与过热汽温的控制相比，再热汽温控制通道的迟延和惯性较小，可以采用单回路控制。T82、负荷变化是锅炉蒸汽温度的主要扰动。T83、再热汽温控制是随动控制。F恒值控制系统84、被控量的给定值就是被控量的期望值。T期望值规定值85、在采用烟气挡板控制再热汽温系统中，为什么要使主烟道挡板与旁路烟道挡板反向联动以加大烟道烟气量的变化和克服挡板的非线性过热蒸汽温度控制的任务是什么不仅维持过热器出口温度在允许范围内而且维持过热器蒸汽流程中各点的过热蒸汽温度一定确保整个过热器安全运行说明过热蒸汽控制对象动态特性的特点。过热蒸汽控制对象的扰动来自：蒸汽流量变化（负荷变化）烟气传热量变化减温水流量变化（过热器入口汽温变化）【过热蒸汽温度控制对象的动态特性都有自平衡能力】蒸汽流量变化有惯性迟延自平衡能力惯性和迟延较小烟气传热量变化迟延较小减温水流量变化惯性和迟延较大影响过热蒸汽温度变化的因素主要有哪些蒸汽流量变化（负荷变化）烟气传热量变化减温水流量变化（过热器入口汽温变化）对过热蒸汽温度控制为什么要采用串级控制系统因为过热蒸汽温度控制的迟延和惯性大单级控制系统满足不了要求再热汽温有哪些控制方法1采用烟气挡板2采用烟气再循环3汽-汽热交换器4摆动燃烧器角度和多层布置燃烧器5采用喷水减温串级过热蒸汽温度控制系统中，主、副调节器的作用各是什么各自适用的调节规律是什么副调节器的作用尽快消除减温水流量引起的自发扰动和进入副回路的其他扰动对过热汽温起粗调作用PPD主调节器的作用是主汽温（被控量）等于给定值PIPID给水控制系统的任务是维持给水流量为定值。F给谁控制系统的任务是是给水量与锅炉蒸发量相适应维持汽包水位在规定范围内95、蒸汽流量扰动下汽包水位变化存在虚假水位现象。T给水控制对象的动态特性：给水量扰动下有惯性无自平衡蒸汽流量扰动下无自平衡能力有虚假水位炉膛热负荷扰动下有不明显的虚假水位96、给水控制系统中是以蒸汽流量为信号的反馈控制来消除虚假水位的影响。F前馈97、给水控制对象动态特性的特点是无自平衡能力。T98、三冲量是指哪三个信号DHWD蒸汽流量前馈信号H主信号汽包水位被调量W反馈信号给水流量汽包水位通过压力进行校正蒸汽流量通过压力和温度进行校正给水流量通过温度进行校正FT流量变送器LT液位变送器aDaW蒸汽流量信号的分压系数和给水流量信号的分压系数什么是给水的全程控制在启停过程和正常运行均能实现自动控制的系统在给水全程控制系统中为什么要对三冲量信号的测量进行自动校正在启动过程到正常运行的过程中蒸汽参数和负荷在很大范围内变化影响蒸汽流量给水流量和水位测量的准确性为了实现全程控制，对这些参数的压力和温度进行自动校正在给水全程控制系统中，采用阀和给水泵两种执行机构调节给水流量，是为了保证给水泵在不同负荷阶段均能工作在安全区。104、在给水全程控制系统中，在不同负荷阶段应采用不同的控制方式。105、在给水全程控制系统中，可以采用汽轮机调速级压力代替蒸汽流量信号。106、在给水全程的三冲量控制中，就是分别把三个冲量信号作为被控量进行控制。107、给水全程控制过程中，从启动至满负荷阶段，下面哪个控制顺序正确BA、单冲量控制电动泵→单冲量控制旁路阀→三冲量控制汽动泵B、单冲量控制旁路阀→单冲量控制电动泵→