过程控制工程试题解析与控制策略

"过程控制工程试题及答案涵盖了填空题、简答题，涉及了控制系统的多个核心概念，如控制通道增益、系统辨识、控制阀选择、积分饱和防治、电气阀门定位器功能、串级控制系统设计原则、简单控制系统构成、前馈与反馈控制等。" 1. **控制通道增益**：控制通道增益K0直接影响控制作用的强度。增益增加，会加强控制作用，从而减少系统的余差和最大偏差，提高系统的稳定性。 2. **干扰通道的纯滞后**：理论上，如果干扰通道存在纯滞后，不会直接影响系统的控制质量，但可能会延迟系统的响应时间。 3. **对象模型的建立**：过程对象模型可以通过机理建模和系统辨识与参数估计来构建，以理解并模拟系统的行为。 4. **检测变送环节**：控制系统对检测变送环节的要求是准确、快速和稳定，以确保获取准确的被控变量信息。 5. **控制阀选择**：控制阀的选型涉及结构材质、口径、流量特性以及正反作用的选择，以适应不同的工艺需求和控制性能。 6. **防积分饱和措施**：包括控制器输出限幅、积分输出限制和积分切除法，防止控制器因长时间积分导致的输出超出范围问题。 7. **扰动通道增益影响**：扰动通道增益增加会导致扰动作用增强，进而增大系统的余差和最大偏差，降低控制效果。 8. **离心泵控制**：通过旁路控制离心泵时，机械效率通常较低，因为它增加了能量损失。 9. **电气阀门定位器**：主要作用是改善阀门的静态和动态特性，改变流量特性，实现分程控制和反向动作。 10. **串级控制系统设计**：设计原则包括选择包含主要扰动的副回路，匹配主、副对象时间常数，考虑工艺合理性、实现可能性和经济性。 11. **简单控制系统组成**：由被控对象、检测元件和变送器、调节阀、调节器组成，各部分协同工作以实现对被控变量的精确控制。 12. **前馈与反馈控制**：前馈控制针对特定干扰即时响应，但精度不高，反馈控制依据偏差调整，精度高且对所有干扰有效。两者结合可充分利用各自的优点，提升系统控制品质。 13. **控制系统设计实例**：例如，在换热器温度控制中，被控量可能是热物料出口温度，操纵量可能为蒸汽流量，调节器可能选择PID控制规律，以维持出口温度恒定。