第七章 复杂控制系统
一、基本要求
1．掌握串级控制系统的结构、工作过程、特点及应用场合；掌握串级控制系统中副变量的确定及主、副控制器正、反作用的选择；了解串级控制系统中主、副控制器参数的工程整定方法。
2．熟悉设置均匀控制系统的目的及控制方案。
3．了解比值控制系统的各种类型；熟悉单闭环比值控制方案的结构及特点。 4．熟悉前馈控制系统的结构、特点及应用场合。
5．理解连续型选择性控制系统的结构特点及控制方案；了解开关型选择性控制系统；了解积分饱和现象的产生及防止方法。
6．理解分程控制系统的结构及应用场合。 二、常用概念
1.串级系统中的常用的名词：主变量；副变量；主对象；副对象；主控制器；副控制器；主回路；副回路
2. 软保护 3. 硬保护 4.积分饱和 三、问答题
1. 试述串级控制系统的特点及其使用条件。 2. 串级控制系统中主、副变量应如何选择？ 3. 简述均匀控制的目的及控制方案。 4. 简述比值控制的目的及控制方案。
5. 选择性控制系统按处理方法不同可以分为哪几类？ 6. 试述分程控制的目的及其适用范围。
四、选择题：
1、在串级调节系统中，主回路是（ ）调节系统。 A、定值； B、随动； C、简单； D、复杂。 2. 串级控制系统的副回路相当于一个（ ） A、定值控制系统 B、随动控制系统
C、程序控制系统 D、比值控制系统
3. 关于串级调节系统的方块图的说法,下列不正确的是（ ）。 A. 包含两个执行器 B. 包含两个测量变送器 C. 包含两个被控对象 D. 包含两个被控变量 4. 串级控制系统主控制器输出信号送给（B）。
A、控制阀； B、副调节器； C、变送器； D、主对象。 5.单纯的前馈调节是一种能对（ ）进行补偿的调节系统。 A. 测量与给定之间的偏差 B. 被调量的变化 C. 干扰量的变化 D. 输出的变化
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6.前馈控制系统属于（ ）。 A. 单闭环控制系统 B. 开环控制系统 C. 双闭环控制系统 D. 视具体情况而定
7. 控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做（ ）。 A. 负反馈； B. 正反馈； C. 前馈； D. 回馈 8.对于干扰幅值大而频繁，对被控变量影响比较剧烈的控制系统，一般采用下列哪种复杂控制系统比较合适。 （ ）
A. 串级控制 B. 前馈控制 C. 均匀控制 D. 分程控制
9.串级均匀控制系统的主、副控制器一般采用什么控制规律？（ ） A. P、P B. P、I C. P I、PD D. PID、PID 10. 选择性控制系统产生积分饱和的原因是（ ）。 A、积分时间选择不当 B、其中一个控制器开环 C、两个控制器均开环 D、两个控制器均闭环
11.对于单闭环比值控制系统，下列说法哪一个是正确的？（ ） A、单闭环比值控制系统也是串级控制系统。 B、整个系统是闭环控制系统。
C、主物料是开环控制，副物料是闭环控制。 D、可以保证主物料．副物料量一定。
12. 对于双闭环比值控制系统，下面（ ）的说法是正确的。 A、只能控制主流量 B、只能控制副流量
C、主、副流量都可以控制 D、比值是变化的
13. 均匀控制系统要求表征前后供求矛盾的两个参数能保持（ ）。 A、无余差 B、均匀变化 C、缓慢变化
D、均匀、缓慢变化
14、下列对于分程调节系统的表述，正确的说法是（ ） A、可扩大控制阀可调范围，改善控制品质 B、分程控制就是控制变量的选择性调节 C、分程控制阀一定用于控制不同的介质 D、可以提高系统稳定性
五、填空题：
1、串级调节系统结构上有两个回路，分别称为 回路和 回路；有两个被调参数，分别称为 参数和 参数；有 个操纵变量。 2．指出你所知道的六种复杂控制系统 、 、 、 、 、 等。
3.串级控制系统中，副对象的时间常数通常 主对象的时间常数。
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六、综合题:
1. 画出串级控制系统的方框图；分别说出副回路及主回路所起到的作用。 2. 均匀控制系统和一般控制系统的异同点有哪些？怎样实现均匀控制？ 3.如图为釜式反应器，釜内温度通过改变冷却剂流量的方式来控制。 ①指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？
②如果冷却剂压力为主要干扰，选择控制方案，在下图中画出控制流程图； ③选择执行器的气开、气关类型； ④画出控制系统的方框图；
⑤简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析调节动作过程）。
图1
4. 某列管式蒸汽加热器，工艺要求出口物料温度稳定在（90±1）℃。已知主要干扰为蒸汽压力的波动。
（1）确定被控变量，并选择相应的测量元件。 （2）制定合理的控制方案。
（3）如物料温度不允许过高，否则易裂解，试确定控制阀的气开、气关式。 （4）画出控制流程图与方框图。
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5. 如图所示为某反应器温度控制系统。（1）画出控制系统方框图；（2）如果反
应器温度不能过高，试确定控制阀的气开气关型式；（3）确定主控制器和副控制器的正反作用。（4）若冷却水压力突然升高，试简述该控制系统的调节过程。
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