过程控制系统详解：课后习题答案及控制类型对比

《过程控制系统》是一本由王树青教授编写的教材，专为学习过程控制工程的学生提供课后习题的答案解析。本书章节详细地介绍了自动控制系统的构成，包括被控对象、测量变送器、执行器和控制器的作用与功能。 在第一章，作者首先阐述了自动控制系统的基本组成部分，被控对象如储罐，是需要控制的物理设备，其输出变量（如液位）是被控变量。控制变量，比如进气流量，是通过控制器的指令影响的变量。操作变量，例如P1和P2，直接影响被控变量，而扰动变量如外部压力变化，会对系统造成临时偏离。 直接数字控制（DDC）以其灵活性著称，不仅支持传统的PID控制，还能处理多路控制回路，具有较强的计算能力。集中型计算机控制系统（CCS）则强调了复杂控制功能，如解耦控制和联锁控制，便于生产管理和优化，且可以通过软件灵活调整控制策略。集散控制系统（DCS）则结合了控制与管理，每个控制器独立工作又能集中管理，人机交互良好。 在解决具体的习题时，书中举了一个实例：若系统初始平衡，液位稳定在给定值。当气闭式控制器配合反作用设计时，遇到干扰如Q1突然增加，系统会通过减小输出信号（控制阀开度）来抵消正偏差，导致Q2增加以稳定液位。相反，若Q1减少，系统会增加输出信号，促使Q2减小，以恢复液位平衡。 通过这些习题，读者可以深入理解过程控制系统的工作原理，掌握控制器如何根据偏差信号调整控制策略，以及不同类型的控制系统如何应对各种工况。解答过程中不仅涉及理论知识，还展示了实际操作中的动态响应和控制策略选择。