什么叫串级控制系统.docx

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1、1 .什么叫串级限制系统?画出一般串级限制系统的典型方块图。答：串级限制系统是由其结构上的特征而得名的。它是由主、副两 个限制器串接工作的。主限制器的输出作为副限制器的给定值，副限制器的输出去操纵限制阀, 以实现对变量的定值限制。2 .串级限制系统有哪些特点?主要运用在哪些场合？答串级限制系统的主要特点为：(1)在系统结构上，它是由两个串接工作的限制器构成的双闭环限制 系统；(2)系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的限制质量(3)由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前限制的作用，因 而削减了干扰对主变量的影响；(4)系统对负荷变更时有确定的自适应实力。串级限制系统主要应用于：对象的

2、滞后和时间常数很大、干扰作用 强而频繁、负荷变更大、对限制质量要求较高的场合。3 .串级限制系统中主、剧变量应如何选择？答 主变量的选择原则与简洁限制系统中被控变量的选择原则是一 样的。副变量的选择原则是：(1)主、副变量间应有确定的内在联系，副变量的变更应在很大程度 上能影响主变量的变更；通过对副变量的选择，使所构成的副回路能包含系统的主要干 扰；在可能的状况下，应使副回路包含更多的主要干扰，但副变量又 不能离主变量太近；副变量的选择应考虑到主、副对象时间常数的匹配，以防“共振” 的发生4 .为什么说串级限制系统中的主回路是定值限制系统，而副回路是随动 限制系统？答 串级限制系统的目的是为了

3、更好地稳定主变量，使之等于给定 值，而主变量就是主回路的输出，所以说主回路是定值限制系统。副回路 的输出是副变量，副回路的给定值是主限制器的输出，所以在串级限制系 统中，副变量不是要求不变的，而是要求随主限制器的输出变更而变更， 因此是一个随动限制系统。5 .怎样选择串级限制系统中主、副限制器的限制规律？答 串级限制系统的目的是为了高精度地稳定主变量，对主变量要求较 高，一般不允许有余差，所以主限制器一般选择比例积分限制规律，当对 象滞后较大时，也可引入适当的微分作用。串级限制系统中对副变量的要求不严。在限制过程中，副变量是不断 跟随主限制器的输出变更而变更的，所以副限制器一般接受比例限制规律

4、 就行了，必要时引入适当的积分作用，而微分作用一般是不须要的。6 .如何选择串级限制系统中主、副限制器的正、反作用？答：副限制器的作用方向与副对象特性、限制阀的气开、气关型式有 关，其选择方法与简洁限制系统中限制器正、反作用的选择方法相同，是 依据使副回路成为一个负反馈系统的原则来确定的。主限制器作用方向的选择可按下述方法进行：当主、副变量在增加（或 减小时），假如要求限制阀的动作方向是一样的，则主限制器应选“反”作 用的；反之，则应选“正”作用的。从上述方法可以看出，串级限制系统中主限制器作用方向的选择完全 由工艺状况确定，或者说，只取决于主对象的特性，而与执行器的气开、 气关型式与副限制器

5、的作用方向完全无关。这种状况可以这样来理解：假 如将整个副回路看作是构成主回路的一个环节时，副回路这个环节的输入 就是主限制器的输出（即副回路的给定），而其输出就是副变量。由于副回 路的作用总是使副变量跟随主限制器的输出变更而变更，不管副回路中副 对象的特性与执行器的特性如何，当主限制器输出增加时，副变量总是增 加的，所以在主回路中，副回路这个环节的特性总是“正”作用方向的。 由图可见，在主回路中，由于副回路、主测量变送这两个环节的特性始终 为“正。所以为了使整个主回路构成负反馈，主限制器的作用方向仅取 决于主对象的特性。主对象具有“正”作用特性（即副变量增加时，主变量 亦增加）时，主限制器应

6、选“反”作用方向，反之，当主对象具有“反”作 用特性时，主限制器应选“正”作用方向。7 .串级限制系统中主、副限制器参数的工程整定主要有哪两种方法？ 答：有两步整定法和一步整定法两种。依据串级限制系统主、副回路的状况，先整定副限制器，后整定主限 制器的方法叫做两步整定法。依据阅历干脆确定副限制器的参数，只需按简洁限制系统参数整定的方 法来整定主限制器参数的方法称一步整定法。8 .匀整限制系统的目的和特点是什么？答：匀整限制系统的目的是为了解决前后工序的供求冲突，使两个变 量之间能够相互兼顾和协调操作。匀整限制系统的特点是其限制结果不像其他限制系统那样，不是为了 使被控变量保持不变，而是使两个相

7、互联系的变量都在允许的范围内缓慢 地变更。9 .简述匀整限制系统的限制方案。答：以液位与流量的匀整限制为例，其限制方案有简洁匀整限制与 串级匀整限制两种。从结构上来讲，简洁匀整限制与一般的液位限制系统一样，串级匀 整限制与一般的液位一流量串级限制系统一样。其区分在于匀整限制与一 般的限制系统目的不一样。之所以能够使两个变量间的关系得到协调，是 通过限制器参数整定来实现的。匀整限制系统中的限制器一般都接受纯比 例作用，且比例度很大，必要时才引入少量的积分作用。1 。.什么叫比值限制系统？答实现两个或两个以上的参数符合确定比例关系的限制系统，称为比 值限制系统。通常为流量比值限制系统，用来保持两种

8、物料的流量保持确 定的比值关系。11 .试简述双闭环比值限制系统与其运用场合。答：双闭环比值限制系统有两个闭合回路，分别对主、副流量进行定 值限制。同时，当主流量发生变更时，通过比值限制器来变更副流量限制 器的给定值，使副流量能随主流量的大小变更而变更，始终保持确定的比 值关系。双闭环比值限制系统主要适用于主流量干扰频繁、工艺上不允许负荷有 较大波动或工艺上经常须要提降负荷的场合。12 .什么是前馈限制系统?它有什么特点？答：按扰动变更大小进行限制的系统称为前馈限制系统。前馈限制系统的主要特点有：(1)前馈限制是基于不变性原理工作的，比反馈限制与时、有效；(2)前馈限制是属于“开环”限制系统；

9、前馈限制运用的是视对象特性而定的“专用”限制器，又称前馈 补偿装置；(4) 一种前馈作用只能克服一种干扰。13 .前馈限制的主要形式有哪几种？答前馈限制的主要形式有单纯的前馈限制(又称简洁前馈)和前馈一反 馈限制两种。依据对干扰补偿形式的特点，又分静态前馈限制和动态前馈 限制o14 .前馈限制主要应用在什么场合？答：前馈限制主要用于下列场合：(1)干扰幅值大而频繁，对被控变量影响猛烈，单纯反馈限制达不到 要求时；(2)主要干扰是可测不行控的变量；(3)对象的限制通道滞后大，反馈限制不与时，限制质量差时，可接受前馈一反馈限制系统，以提高限制质量。15 .什么是生产过程的软爱惜措施?与硬爱惜措施相

10、比，软爱惜措施有 什么优点？答：所谓生产的软爱惜措施，就是当生产短期内处于不正常状况时, 无须像硬爱惜措施那样硬性使设备停车，而是通过一个特定设计的自动选 择性限制系统，以适当变更限制方式来达到自动爱惜生产的目的。这样就 可以削减由于停车而带来的巨大经济损失。16 .什么是限制器的“积分饱和”现象?产生积分饱和的条件是什么？答：积分饱和现象是指有积分作用的限制器当偏差总不为零时，限 制器的输出就要始终增加到最大或降低到最小。产生这种现象的条件有三 个：其一是限制器具有积分作用其二是限制器处于开环工作状态，其输出 没有被送往执行器；其三是限制器的输入偏差信号长期存在。在选择性限 制系统中，没有被

11、选择器选中的限制器就有可能产生积分饱和现象。17 .积分饱和的危害是什么？有哪几种主要的抗积分饱和措施？答：当限制器处于积分饱和状态时，它的输出将达到最大或最小的 极限值，该极限值已超出执行器的有效输入信号范围（对于气动薄膜限制阀 来说，其有效输入信号范围一般为2。lOOkPa）。出现这种现象，对限 制系统的工作是很不利的。因为当须要该限制器复原工作状态（在取代限制 系统中，限制器重新被选择器选中）时，它不能立即动作，必需待它的输出 退出饱和区，返回到执行器的有效输入信号范围内后，才能使执行器起先 动作。所以取代是不与时的，这样会对系统的工作带来严峻的后果，甚至 会造成事故。抗积分饱和的主要方

12、法有限幅法和积分切除法等。18 .什么是分程限制系统?主要应用在什么场合？答：分程限制系统就是一个限制器的输出信号被送往两个或两个以 上的限制阀，每个限制阀都只在限制器的某段信号范围内工作。分程限制系统的应用场合主要有：(1)用于扩大限制阀的可调范围，改善限制品质；(2)用于限制两种不同的介质流量，以满足工艺生产的要求，(3)用作生产平安的防护措施。19 .什么是多冲量限制系统？答：所谓多冲量限制系统，是指在限制系统中，有多个变量信号， 经过确定的运算后，共同限制一只执行器，以使某个被控的工艺变量有较 高的限制质量。多冲量限制系统这个名称主要在锅炉的给水系统限制中应 用比较广泛。20 .什么是三冲量限制系统?为什么要引入三个冲量？答：三冲量限制系统主要是指锅炉汽包液位限制系统中，分别引入 汽包液位、蒸汽流量和给水流量三个信号，经过确定的运算后，共同限制 一只限制阀(给水阀)。液位信号是该系统的被控变量，是反映锅炉汽包工 作状态的主要工艺指标，也是为了保证锅炉平安工作的必要指标。引入蒸 汽流量信号的目的是为了与时克服蒸汽流量波动对汽包液位的影响，并有 效地克服由于“假液位”现象而引起的限制系统的误动作。引入给水流量 信号的目的是为了将给水流量作为副变量，利用串级限制系统中副回路克 服干扰的快速性来与时克服给水压力变更对汽包液位的影响。