武汉理工大学过程控制第三次作业

2：工业过程中常见的基本控制规律有哪些？这些基本控制规律什么特点？2答：过程控制的基本规律有4种：位式控制、比例控制、积分控制和微分控制。位式控制易于实现，控制器结构简单，在控制过程中，主要用于设备的启或停，不重要的设备控制等。位式控制不是连续控制，在控制品质要求较高的连续信号控制的场合不使用这种控制方式。比例控制的输出与输入是同步变化的，没有惯性和时间上的延迟。响应快，与输入成比例的变化，只是比例控制最突出的优点，正是由于这一特点，使比例控制成为一种最重要的基本控制规律。所有的工业控制器都包含有比例控制，比例控制也可以单独构成控制器。积分控制与比例控制不同，积分控制作用的输出不仅与输入的偏差信号的大小有关，而且还与偏差作用的时间长短有关。即使偏差信号很小，只要作用的时间长，输出仍可能较大。积分控制输出的变化率与偏差成比例。只要偏差不为零，积分控制的输出就不会停止变化。只有当偏差为零时，积分控制的输出才会停止变化，所以，在控制系统达到稳定状态后，积分控制作用下的稳态误差总是等于零。积分控制有消除稳态误差的能力，这是积分控制最显著的优点。在控制系统中采用积分控制目的，就是为了消除稳态误差，提高系统的稳态精度。一般不单独应用积分控制规律构成控制器。微分控制的输出，反映了偏差变化的速度。这可以使偏差只有变化倾向而未产生实际的变化时就产生控制作用，阻止被控变量进一步的变化，加快控制系统的响应。微分控制的这种特性可以称为“超前控制”。这种控制作用特别适合于惯性较大的被控对象。3：PID控制规律，控制参数对系统过渡过程有哪些影响？3答：PID控制器有3个特性参数，控制器的放大系数、微分时间、积分时间，在PID控制中，比例控制是基本控制作用，而微分和积分则是叠加在比例控制上，在动态过程进行的不同阶段，发挥不同的作用。动态过程初期，要求响应要快，这时，发挥比例控制无时间延迟和微分控制有较大超前控制作用的特点。在动态过程后期，要求响应精度要高，这时，发挥比例控制与偏差成比例和积分控制能消除偏差的特点。4：常见被控对象的特点有哪些？控制规律的选择依据是什么？4答：1单容对象。单容对象是指只含有一个存贮元件的被控对象。1.1有自平衡能力的单容元件。如果被控对象在扰动作用下偏离了原来的平衡状态，在没有外部干预的情况下（指没有自动控制或人工控制参与），被控变量依靠被控对象内部的反馈机理，能自发达到新的平衡状态，我们称这类对象是有自平衡能力的被控对象。作为过程控制的被控对象，单容对象的时间常数比较大。1.2无自平衡能力的单容对象。当被控对象原来的平衡状态被扰动作用破坏后，如果不依靠自动控制或人工控制的外来作用，被控变量将一直变化下去，不可能达到新的平衡状态。我们称这类对象为无自平衡能力的对象。2双容对象和多容对象。双容对象是指含有两个存贮元件的被控对象。含有两个以上存贮元件的被控对象称为多容对象。若传递函数为可按照延迟时间和常数T的比值来选择。这个比值称为被控对象的可控比。当时，选比例控制或比例积分控制。当时，选比例积分或比例积分微分控制。当时，则必须考虑使用复杂控制系统。若不能得到被控对象的传递函数，也可根据被控对象的大致的特性来选择：当被控对象惯性大，容量延迟大时，可采用微分控制作用，如PD,PID。当被控对象惯性不大或不太大，负荷变化也不大时，可采用P或PI控制。当被控对象惯性很大或容量延迟很大时，应设计复杂控制系统。