热工控制系统b思考题与习题doc.docx

1、热工控制系统b思考题与习题doc热工控制系统B思考题与习题第一章控制系统概述1.什么叫自动控制系统？2.自动控制系统主要由哪几部分组成？每一部分的作用是什么？3.控制对象、被控制量、控制量和给定值是如何定义的？请举例 说明。4.自动控制系统的主要分类方法有哪儿种？说明各种分类方法的 特点，指出各种分类方法所包括的系统是什么？各系统的特点是什么？5.什么叫前馈控制系统？什么叫反馈控制系统？6.什么叫反馈？什么叫负反馈？7.什么叫定值控制系统？对定值控制系统来说，系统的输入量是 什么？举例说明日常生活中的定值控制系统。8.什么叫随动控制系统？对随动控制系统来说，系统的输入量是 什么？举例说明口常生

2、活中的随动控制系统。9.、对一个实际控制系统如何实现负反馈？10.说明汽包锅炉有哪些被控制量？相应的控制量、控制机构有哪 些？锅炉运行过程中被控制量可能会受到哪些扰动？11 .控制过程的基本形式有哪几种？它们各有什么特点？如何根据 控制过程曲线来检验控制系统是否满足基本要求？哪种控制过程的基 本形式符合热工控制过程的要求，给出稳定性指标的范围。12.通常从哪三个方面衡量自动调节系统的工作品质，表示调节系 统的工作品质的指标有哪儿个？如何兼顾这些指标？13.举出反馈控制系统的实例，指出被控制量、控制量、控制机构、 给定值、扰动，画出控制系统的示意图。14.水位自动控制系统的两种方案如下图所示，在

3、运行中，希望水 位高度H维持不变：（1） 说明各系统的工作原理。（2） 画出各系统的方框图，并说明控制对象、被控制量、给定值、 扰动各是什么？（3） 试说明两系统各属于何种结构的控制方式。（4） 当水箱出口水流量q2变化时，各系统能否使水位高度保持不变？试从原理上定性说明。H杆(b)第二章控制对象的动态特性1.为什么要研究对象动态特性？2.热工控制对象一般有哪儿种类型？每种类型的特点是什么？写 出相对应的传递函数。3.热工控制对象的特征参数有哪些？是如何定义的，物理意义是 什么？4.写出表示有自平衡能力对象动态特性的两套特征参数和它们之 I可的关系。5.写出表示无自平衡能力对象动态特性的两套特

4、征参数和它们之 间的关系。6.在有、无自平衡能力对象的阶跃响应曲线上标出特征参数，写 出相对应的传递函数。7 .指出控制对象的结构参数对动态特性的影响。8.热工控制对象动态特性的特点是什么？9.在测定被控对象阶跃响应曲线时，要注意哪些问题？10.写出用现场实验方法求取被控对象的阶跃响应曲线的主要步 骤？11.用试验方法测得锅炉过热汽温在喷水量阶跃变化时的响应曲 线，喷水量的阶跃变化量AX=2吨/时，从阶跃响应曲线上量得y(8) =18C,特征参数t=63 T=153写出此汽温对象以喷水量为输入，写出 汽温y (t)为输出的近似传递函数。12.用试验方法测得锅炉汽包水位的阶跃响应曲线，给水流量作

5、为 输入信号，已知给水阶跃变化量X=15吨/时，从阶跃响应曲线上量得 t (ta) =30 秒,0h=13. 5mmH20, y (ta) =4. 32 mmH20,写出 y (t)为输 出的近似传递函数。13.有一水槽，其截面积F为0.5m2,流出侧阀门阻力实验结果为: 当水位H变化20cm时，流出侧变化为lOOOcm/s。试求流出侧阀门阻 力R,并计算该水槽的时间常数To第三章 控制仪表及调节器的控制规律1.电厂用到的控制仪表按结构形式分类有几种形式?其特点是什 么？2.比例，积分，微分三种调节作用是什么?其调整原则是什么？3.为什么工业生产中很少采用纯积分作用的调节器？4.为什么工业生产

6、不采用纯微分作用的调节器？5.比例，积分，微分三种调节作用的特点是什么？6.比例积分调节器和比例微分调节器,各有何特点？7.如何根据调节对象特性选择调节器的调节规律？8.积分调节对象应采用什么调节器进行控制？9.要使PID调节器为比例规律,其积分时间Tj和微分时间Td应如何 处理？10.有哪几种常用的调节器?写出相应的传递函数表达式。11.若要增强PID调节器的控制作用，如何调整比例带8,积分时间 Tj和微分时|h Td ?第四章单回路控制系统1.什么叫单回路控制系统？2.如何选择单回路调节器的正反作用？3.试分析被控对象的控制通道和扰动通道对控制质量的影响？4.调节器参数8、Td对控制过程有

7、什么影响？5.什么叫单回路控制系统调节器参数整定？目前有哪些主要的整定方法？6.由调节器W(s)和广义对象W()(s)组成的单回路控制系统中，己知 对象的传递函数Wo(s)=1/(H-Tos)2,To=2Os;若调节器比例作用(W(s)=l/ 5 )试求甲=0.75时(或4=0.216),调节器的参数6值。7.给定控制对象的传递函数为Wo(s)=12/(2+5s)(l+3s),采用比例调 节器(1/6)。试按ur=0. 75 (或4=0.216)来整定调节器的参数。8.给定控制对象的传递函数为W()(s)=1/(1+20s)3,采用比例调节器。 试按中=0. 75的要求来整定调节器的参数.9.

8、给定控制对象的传递函数为Wo(s)=1.5/(1+2s)3,采用比例积分调 节器。试按il0.75,t广最小的要求来整定调节器的参数(提示：取 Wfi=W|/1. 1).10.给定控制对象的传递函数为W(s)=1/(1+20s)3,采用比例积分调 节器。试按W=0. 75, t=最小的要求来整定调节器的参数(提示：取 Wpi=wP/1. 15).11.给定控制对象的传递函数为W(s)=2/(l + 10s)(l+2s),采用比例 微分调节器W (s) = (1+Es)/5o试按nr =0. 75和静态偏差为最小的要求 来整定调节器的参数(提示：消去对象的传递函数中的最大极览)。12.给定控制对

9、象的传递函数为W(s)= Wo(s)=1/(1+2Os)3,采用比例 微分调节器W (s)=(1+Es) / 6 。试按w=0. 75和静态偏差为最小的要求 来整定调节器的参数(提示：消去对象的传递函数中的最大极点)。13.什么叫动态特性参数法、临界比例度法、衰减曲线法和经验法？ 试比较其特点？14.四种工程整定方法是怎样确定控制器参数的?它们各适用于什 么样的场合？15.在单回路系统中，己知对象的传递函数为W(s)=1/(1+20s)3用动 态特性参数法整定调节器参数，测量得t =16s,Tc=74s,|H平衡率P =1, 如果调节器为P、PI, PD试求里=0.75时,调节器的整定参数值。

10、16.某自动控制系统要求用临界比例带法整定控制器参数6、 Td o 已知 5 kp=30% Tkp=60s、8=1.73。17.某自动控制系统要求用衰减曲线法整定控制器参数8、 Tdo 己知 ur=0. 75 5 =20% Ts=300s P=lo18.某自动控制系统要求用响应曲线法整定控制器参数6、 Td。已知 W=0. 75t=120s Tc=120s、K=l. 5、3=1.07o19.对已运行调节系统,如何进行最佳整定？20.对某过程控制通道做-一阶试验，输入阶越信号u=5,阶跃响 应记录数据增加表如图所示。(1)若过程用一阶加纯时延环节来描述，试求K。、T。、t0（2）采用动态特性参数

11、法整定调节器参数，求6、扁时间分0510152025303540被控量y0.6500.6510.6520.6680.7350.8170.8810.9791.075时间分455055606570758085被控量y1.1511.2131.2391.2621.3111.3291.3381.3501.35121.单回路系统中其它参数不变，仅加大PI调节器的积分作用。（1）在相同的外界阶跃扰动下，最大动态偏差是否增大?振荡是否 加剧？ （2）为了获得与以前相同的系统稳定性，可适当调整6,问6应 调大还是调小？22.单回路控制系统组成如图4所示。整定该比例微分调节器的调节参数6、Td,使系统过渡过程具有

12、0=0.75 （&=0.216, m=0.221）,静 态偏差最小的性能。图423.单回路控制系统组成如图5所示。整定该比例调节器的调节参数8,使系统过渡过程具有伊二0.75（孑0.216, m=0.221）。调节对象传递函数丁和E的数值己知，单位为秒。图524.在某锅炉运行过程中，必须满足汽.水平衡关系，故汽包液位是 一个十分重要的指标。当液位过低时，汽包中的水易被烧干引起生产事 故（甚至会产生爆炸危险），故设计下图液位控制系统，试画出该系统 的方框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用方式。第五章串级控制系统1.什么叫出级控制系统？2.申级控制系统的结构特点是什么？3.申级控

13、制系统有哪些主要特点？什么情况下可考虑设计申级控 制？4.申级控制系统中的副变量如何选择？5.火电厂哪些系统常采用出级控制系统？6.申级控制系统为什么比单回路控制系统的控制质量好？7.串级控制系统中的主、副调节器的正、反作用如何选择它们与 阀门的开关形式有无关系？8.在一个申级控制系统中，原来选用口径为20赋的气开阀，后来 改为口径为32mm的气关阀，问（1）主、副调节器的正、反作用是否改 变？为什么？ （2）副调节器的比例带和积分时间是否改变？为什么？（3）主调节器的比例带和积分时间是否改变？为什么？9.在一个申级控制系统中，主变量是温度，温度变送器量程原为 0-200C,后来改为80120

14、C,问（1）副调节器的比例带和积分时 间是否改变？为什么？ （2）主调节器的比例带和积分时间是否改变？为什么?第六章前馈控制系统1 .什么叫前馈控制系统？2.前馈控制系统的特点是什么？3.前馈控制的局限性有哪些？4.为什么前馈控制能改善控制质量？5.前馈控制与反馈控制的区别是什么？6.什么叫系统前馈-反馈（复合）控制系统？7.前馈-反馈控制对扰动的补偿条件与前馈控制样吗？试证明。8.是否可用普通的PID控制器作为前馈控制器？为什么？9.在什么条件下前馈效果最好？10.为什么一般不单独使用前馈控制方案？H.前馈-反馈（复合）控制具有哪些优点？第七章比值控制系统1、2.3.4.什么叫比值控制系统？

15、请举例说明比值控制系统有哪几种分类方法？有哪儿类闭环比值控制系统？各适用于什么情况? 比值控制系统的特点是什么？第八章大迟延控制系统1.实现Smith预估补偿控制有何意义?2.说明Smith预估补偿的原理。3.画出Smith预估补偿控制原理图，推导出Smith预估补偿器的 传递函数。4.有哪几种Smith预估补偿控制方案，各有什么特点？第九章解耦控制系统1.实现解耦控制有何意义？2.什么叫耦合？3 .什么叫解耦？4.有哪儿种常用的解耦控制方法？各有什么特点?5.相对增益矩阵有什么实用意义？6.关联系统解耦的条件是什么？第十章 汽包锅炉蒸汽温度控制系统1.对过热蒸汽温度控制质量有哪些要求？2.过

16、热蒸汽温度控制的任务是什么？3.写出过热蒸汽控制系统的被调量，常用的调节手段。4.说明过热蒸汽控制对象的动态特性的特点。5.影响过热蒸汽温度变化的因素有哪些？6.采用导前微分信号的双冲量过热蒸汽温度控制系统中的导前信 号及其作用？7.采用导前微分信号的双冲量过热蒸汽温度控制系统，在导前微 分信号中断时系统能否正常工作？8.申级过热蒸汽温度控制系统中，中间汽温信号中断时，控制系 统能否正常工作？9.大型锅炉过热蒸汽温度控制为什么要采用分段控制？在什么情 况下采用按温差的分段控制系统？10.再热汽温有哪些控制方法，每种控制方法的特点是什么？第十一章汽包锅炉给水控制系统1.对汽包锅炉水位调节质量有哪

17、些要求？2.给水调节的任务是什么？3.影响汽包水位变化的因素有哪些？4.画出给水控制对象的动态特性，说明给水控制对象的动态特性 的特点。5.虚假水位现象是怎样形成的？什么叫虚假水位，6.如何克服虚假水位？7 .三冲量控制系统的组成及特点？8.三冲量系统中内回路怎样分析？9.内回路中和，怎样选取？10.怎样选择蒸汽流量分流系数？11.出级的三冲量给水系统的特点？12.为什么附加蒸汽流量负微分前馈信号，能改善水位控制质量？13 .单级三冲量与串级三冲量给水控制系统当突然失去蒸汽流量信 号以后，水位将怎样变化？能否继续工作？14.具备哪些条件才能进行汽包锅炉水位调节系统的投入工作？15 .如何投入三

18、冲量水位调节系统？16.出级三冲量水位调节系统中信号中断时会出现什么现象？17.某汽包锅炉，当给水量W变化时，汽包水位变化有明显迟延, 其传递函数可近似地表示为XV r / x H 丁 SWh（s%=就其中，=3。十。37普*蒸汽流量变化时，水位变化的动 态特性为Wd(s)=其中K2=3.6竺竺1二T2=15 s （数值同上）。h讨论如何组成三冲量给水自动调节系统，并求出控制系统中需要整 定的参数。（系统采用DDZ-II型仪表，变送器斜率为Y Y w=0. 075mA/吨/时，YH=0.033mA/i)18 .什么叫水位全程调节？19.实现水位全程调节应解决哪些问题？20.为什么要保证锅炉给水

19、泵的最小流量？如何实现锅炉给水泵的 最小流量控制？21.全程给水自动控制系统的特点是什么？第十二章燃烧过程自动控制系统1 .单元机组的基本控制方式有哪几种？说明各控制方式的优缺点.2.锅炉燃烧控制的任务有哪些？3.对单元制主汽压力控制系统的控制质量有哪些要求？4.对送风控制系统的控制质量有哪些要求？5.对炉膛压力控制系统的控制质量有哪些要求？6.燃烧控制对象受到的主要扰动来源是什么？7.燃烧控制对象动态特性的特点是什么？8.什么叫燃烧控制系统的单交叉控制、双交叉控制？9.燃烧调节系统中主压力调节器和微分器各起什么作用？10.为什么采用热量信号？理想热量信号与实际热量信号有什么不 同？11.采用

20、“热量信号”的燃烧控制系统与采用“燃料-空气”的燃烧 控制系统有哪些相同和不同点，它们的参数整定原则是否完全相同？12.为什么送风控制系统中采用氧量校正13.风量信号是否要进行温度修正？14 .直吹式制粉设备锅炉的燃烧控制方法与中间粉仓式锅炉的燃烧 控制方法有哪些不同？15.对一次风压力控制系统的控制质量有哪些要求？16.试分析在锅炉负荷变化时，如何能快速改变进入炉膛的煤粉量 B?当锅炉负荷不变化时如何能及早地发现原煤量B。的扰动？第十三章单元机组协调控制系统1 .什么叫协调控制系统？2.协调控制系统的任务是什么？3.负荷控制对象动态特性的特点是什么？4.协调控制系统主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么?5 .单元机组主控系统应具备哪些功能？6.为什么要对负荷指令信号进行动态校正？7 .单元机组协调控制有种基本方案？