热工控制系统复习题

1.实现热力过程自动化具有几方面好处：

（1）提高机组运行的安全可靠性（2）提高机组运行的经济性 （3）减少运行人员，提高劳动生产率（4）改善劳动条件 2.火电厂自动化的四个基本内容：

（1）自动检测（2）自动调节（3）远方控制及程序检测（4）自动保护

3.简单控制系统是由一个被调量、一个控制量、一个调节器、一个调节阀组成的一个闭合回路。

4.一套自动控制仪表的自动调节组成单元：测量单元、给定单元、调节单元、执行单元。 5.反馈控制系统的特点：

（1）按偏差调节，由于需要反复调节，所以控制过程时间较长，但可以克服各种扰动对

被调量的影响。

（2）闭环系统需要进行稳定性分析。

（3）由于控制作用落后于扰动，则控制作用不及时。 6.前馈控制系统的特点：

（1）按扰动调节可以及时有效地制止被调量的变化，使控制过程时间短，但只能克服某

种扰动。

（2）因为属于开环系统，所以不存在稳定性分析问题。 （3）扰动作用一发生就产生控制作用，因此控制作用及时。 7.自动控制系统分类：

按系统结构分： 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈—反馈控制系统 按给定值特点分：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 8.控制过程的几种基本形式：

发散振荡、等幅振荡、衰减振荡、单调过程

9.衡量控制系统控制品质的性能指标：

静态偏差e (∞）、最大动态偏差ym或超调量σ、衰减率 φ和衰减比n、控制过程时间ts

10.控制通道：控制作用到输出量（被调量）的信号联系 干扰通道：干扰作用至输出量的信号联系 11.有自平衡能力单容队形动态特征的特征参数：

（1）放大系数K：它表示对象受到输入作用后，重新达到平衡时的稳态值是不随时间而

变化的，所以是对象的静态特征，有时也叫静态放大倍数。

(2)时间常数T：当对象受到阶跃输入后，输出（被调量）达到新的稳态值的63.2%所需的时间。

12.自平衡率的物理意义是：被控制量每变化1个单位所能克服的扰动量。 13.对象的动态特征传递函数： （1）有自平衡能力对象

单容对象 W（s）=K/（Ts+1） 双容对象 W（s)=K/（T1s+1)(T2s+1)

(2)无自平衡对象

单容对象 W（s）=1/Tas 双容对象 W（s）=1/Tas（Ts+1） （3）有纯迟延对象

传递函数 W(s)=W1(s)e14.DDZ-II型仪表的分类:

DDZ型电动单元组合仪表，第一个字母D代表电动单元组合仪表；第二个字母是八个单元的代号；第三个字母是产品类别代表符号

八大单元：

1.变送单元（B）2.调节单元（T）3.给定单元（G）4.计算单元（J）5.显示单元（X）6.转换单元（Z）7.辅助单元（F）8.执行单元（K）

产品类别：

Y-压力； D-电动操作、断续； J-角行程、加法、记录； C-压差； Z-直行程、指示； U-液位； L-流量、连续； A-恒流给定； W-温度； F-成分分析、分流； Q-气动操作、气-电转换 型号举例： DKJ-角行程电动执行器； DBW-温度变送器； 15.spec200仪表的特点

（1）系统设计特点：信号传输精度高、负载能力强、调整灵活、可靠性高、读数直观。 （2）结构特点： 结构分架装仪表部分和盘装仪表部分。架装仪表部分没有显示仪表和操作仪表，一般安装在仪表屏后部；盘装仪表部分，一般安装在仪表盘上或插接在仪表盘的托架上。

??0s

（3）应用特点：方便现场安装、投入正常运行。 16.调节器的控制作用：比例、积分、微分作用。 各作用的特点：

比例作用 能单独地执行调节任务，并能使控制过程趋于稳定，但使被调量产生静态偏差。 积分作用 只有极少情况才能单独应用，回事控制过程变成振荡甚至不稳定，但能使被调量 无静态偏差。

微分作用 微分作用不能单独使用，但能提高控制系统的稳定性，有效地减少被调量的动态偏差。

17.对象特性对控制质量的影响

（1）干扰通道的放大系数K?越大，系统的动、静差加大；干扰通道的时间常数T?越大，能提高系统的稳定性裕度，使系统的动态偏差减小；干扰通道惯性环节的阶次n越大，系统的动态偏差越小，干扰通道的迟延将使控制过程迟延?时间产生。从提高控制质量角度要求，干扰通道的 放大系数K?越小，时间常数T?越大，阶次n越大 为好。

（2）控制通道放大系数KP保持不变，K0越大系统的动态偏差、静态偏差、过渡过程的时间增大，而稳定性裕度随着K0的增大而减小。放大系数K0用控制器的放大系数补偿时，不影响控制质量。系统的控制过程的时间随着T的增大而增大；系统的稳定性裕度随着n夫人减小而增大；动态偏差、控制过程的时间随着n的减小而减小，控制通道时间常数T、n越小控制质量越好。控制通道的迟延与时间常数Tc的比值越小，控制质量越好。

18.控制系统的整定：在控制系统的结构已经确定、控制仪表与控制对象等都处在正常状态的情况下，适当选择调节器的参数（?、Ti、Td）是控制仪表的特性和控制对象的特性配合，从而使控制系统的与运行达到最佳状态，取得最好的控制效果。

影响因素：系统设计方案不合理、测量仪表和调节机构选型不当，安装质量不高。

19.广义频率特性法：是通过改变系统的整定参数，使控制系统的开环频率特性变成具有规定相对稳定性裕度的衰减频率特性，从而使闭环系统响应满足规定衰减率的一种参数整定方法。

20.工程整定法包括：响应曲线法，临界曲线法，衰减曲线法。

21.串级控制系统：在结构上形成了两个闭环，一个闭环在里面，起粗调的作用；一个闭环在外面，用来完成细调任务，以最终保证被调量满足生产要求。

22.串级控制系统的特点：

（1）对进入副回路的扰动有很强的克服能力。 （2）改善了对象的动态特征，提高了系统的工作频率。 （3）串级系统有一定的自适应能力。

23.串级控制系统主、副回路的设计原则：

（1）副参数的选择应使副回路的时间常数小，控制通道短，反应灵敏。 （2）副回路应包含被控对象所受到的主要干扰。 （3）主、副回路的工作频率应适当匹配。

24.串级控制系统主、副调节器的选型：

（1）副调节器的选择：一般选P调节器，如果主、副回路频率相差很大可用PI调节器。 （2）主调节器的选择：一般用PI调节器，若控制对象惰性区的容积数目较多，同时有主要扰动落在副回路以外的话，就可考虑采用PID调节器。

25.串级控制系统的整定方法：逐次逼近法、两步整定法、补偿法。 26.前馈控制系统：直接根据扰动进行控制的系统。

27.前馈-反馈控制系统：在反馈系统的基础上附加一个或几个主要扰动的前馈系统，又称复 合控制系统。

28.比值控制系统分类：

按比值特点分：定比值、变比值控制系统

按结构特点分：单闭环控制系统，双闭环控制系统，串级比值控制系统 29.比值控制系统设计工作： （1）主、副物料流量的确定 (2)控制方案的选择

两物料流量之比值一定，负荷变化不大，主流量不可控制，可选单闭环比值控制系统。

主、副流量扰动频繁，负荷变化较大，保证主、副物料流量恒定，可选双闭环系统。 要去两种物料流量的比值能灵活地随第三个参数的需要进行调定时，可选串级系统。 （3）调节器控制规律的确定 （4）流量计或变送器的选择 30.比值控制系统的整定 （1）信号的静态配合 （2）动态补偿环节的整定 （3）动态参数的整定 31.Smith预估补偿控制 （1）抗干扰的Smith预估器 （2）增益自适应补偿方案 （3）观测补偿器控制方案 （4）改进型Smith预估器

32.耦合：控制量与被控量之间是相互影响的，一个控制量的变化同时引起几个被控量变化 的现象。

33.相对增益：相对增益是一个尺度，用了衡量一个预先选定的控制量?j对一个特定的被控 制量yi的影响。当然它是相对于过程中其他控制量?j对被控制量yi的影响 而言。

34.解耦控制方法：对角矩阵法、三角矩阵法。 35.影响过热器出口蒸汽温度变化的因素： 蒸汽流量（负荷） 烟气热量扰动 减温水量 36.影响汽包水位的因素：

给水流量 蒸汽流量 炉膛热负荷 37.单元机组的基本控制方式：

（1)炉跟机控制方式 （2）机跟炉控制方式 （3）机炉协调控制方式 38.炉跟机控制方式

特点：汽轮机调负荷，锅炉调汽压。

优点：充分利用了锅炉的蓄热来迅速适应负荷的变化，对机组调峰调频有利。 缺点：主汽压力变化较大，甚至超出允许范围，将对机组的安全经济运行不利。

39.机跟炉控制方式

特点：锅炉调负荷，汽轮机调汽压。

优点：运行中主蒸汽压力相当稳定（汽压变化很小），有利于机组的安全经济运行。 缺点：由于没有利用锅炉的蓄热，而只有当锅炉改变燃烧率造成蒸发量改变后，才能改 变机组的出力，这样适应负荷变化能力较差，不利于机组带变动负荷和参加电网 调频。

40.前馈-反馈控制系统的整定及选用原则（大题） 书P113（自己总结）

41.Smith预估补偿的原理（大题） 书P123-P125（自己归纳）

39.机跟炉控制方式

特点：锅炉调负荷，汽轮机调汽压。

优点：运行中主蒸汽压力相当稳定（汽压变化很小），有利于机组的安全经济运行。 缺点：由于没有利用锅炉的蓄热，而只有当锅炉改变燃烧率造成蒸发量改变后，才能改 变机组的出力，这样适应负荷变化能力较差，不利于机组带变动负荷和参加电网 调频。

40.前馈-反馈控制系统的整定及选用原则（大题） 书P113（自己总结）

41.Smith预估补偿的原理（大题） 书P123-P125（自己归纳）

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