过程控制习题集 分析题

化工过程控制工程习题集之四（分析题）12。一台PID调节器，为什么当测量等于给定时，输出能稳在任意值上？答案：根据三作用调节器数学表达式：

Δy=1/P(Δx+1/Ti∫Δxdt+TD[d(Δx)/dx(1)

式中：P—比例度，Ti—积分时间，TD—微分时间，Δy—输出信号，Δx—输入偏差

当外界有一干扰，使测量值偏离给定值，则Δx≠0，由于积分作用，使输出Δy不断变化。

输出的变化引起调节作用的改变，当某一时刻测量重新回到给定值时，则Δx=0，代入（1）式得：Δy=1/P(0+1/Ti∫0dt+TD[d(0)/dx]=(1/P)(1/Ti)C(2)

（2）式中C为任意常数，所以，输出信号Δy稳定在任意值上。224。定值调节系统的传递系统反映了以干扰量为输入，以被调节量为输出的动态关系，它

A．与系统本身的结构参数、扰动量的形式及大小均有关。

B．

仅与扰动量的形式和大小有关

C．

仅与系统本身的结构参数有关答案：C,因为凡是能用线性常系数微分方程式描述其输出与输入之间动态关系的系统、环节或元件，均可在零初始条件下，通过拉氏变换得到相应的传递函数。所以它们不过是同一系统、环节或元件动态特性的不同的数学表达式而已。既然微分方程仅取决于系统、环节或元件本身的特性，那么传递函数也就仅与其本身的结构参数有关而与外输入无关了。325。已知下列调节对象：

A.

截面积大的贮槽液位B.

截面积小的贮槽液位C.

蒸汽夹套加热器温度D.

蒸汽直接加热器温度E.

管道流量试判断其中哪个对象滞后最大，哪个最小，请用①─⑤数字按滞后大小顺序标出来.答案ABCDE

③④①②⑤427。调校调节器时，为什么比例度P，积分时间Ti打在接近最小位置（以不振荡为前提），所校调节器精度会提高？答案：被校仪表找控制点时微分是关死的，所以实际上只有比例积分作用，故

Δy=1/p(Δx)+Kp/(pTi)∫(Δx)dt

式中：Δy—输出信号，Δx—输入信号，P—比例度，Ti—积分时间

可见，当Δy一定时，如P、Ti减小，则必然会引起Δx减小。

换句话说，当P、Ti减小时，仪表的控制点偏差就小，所校调节器的精度就高。528。有一台PI调节器，P=100%，Ti=1分，若将P改为200%时，问：

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：∵Δy=Kp(Δx)+Kp/Ti∫(Δx)dt

其中：Δy—输出变化量，Δx—输入变化量，Kp—比例常数，Kp=1/P

当P从100%变为200%、Ti不变时，外界来一干扰信号Δx，输出信号Δy变小所以，

1、稳定程度提高（因为P增大后，Δy变小，不易产生振荡）。

2、动差增大（由于Δy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）。632。在什么场合下选用比例（P），比例积（ PI）,比例积分微分（PID）调节规律？答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。

比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化较大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。

比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。

734。一个流量调节回路采用PI调节器，当工艺因某种原因改为副线操作，且提量后，若二次表仍长时间在“自动”状态，问调节器的输出会产生什么现象？为什么？答案：在这种状况下，调节器输出会跑向最大或最小的极限值。因为改副线操作后，调节器回路处于开环状态，提量后又存在偏差，而流量调节系统PI的积分时间往往设置较短，当偏差存在一段时间后，在积分作用下，输出必然跑到极限值。835。为什么压力、流量的调节一般不采用微分规律？温度、成分调节多采用微分规律？答案：对压力、流量等参数来说，对象调节通道时间常数T0较小，而负荷又变化较快，这时微分作用和积分作用都要引起震荡，对调节质量影响很大。而对于温度、成分更这些测量通道和调节通道时间常数大的系统来说，采用微分规律这种超前作用能够收到较好的效果。936。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。1037。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：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

1140。什么叫积分饱和，积分饱和对调节系统有什么的影响。答案：由于积分的作用，其调节器输出将不断的上升或下降，甚至超出统一信号的范围，这种现象称为积分饱和。

积分饱和会使调节器不能及时动作（因为在死区间）造成事故。1241。工业控制中为什么不用纯前馈，而选用前馈加反馈。答案：因为实际对象中干扰往往不止一个，而且有的变量用现有的检测技术尚