过控

第二章习题

1．某电动比例调节器的测量范围为，其输出为。当温度从变化到时，测得调节器的输出从3mA 变化到7mA 。试求该调节器比例带。

C 200~100o 10mA ~0C 140o C 160o 2．某水槽液位控制系统如图2.1所示。已知：，，调节阀为气关式，其静态增益21000cm F =20.03s/cm R =mA s /28cm K 3

v ?=，液位变送器静态增益cm /1mA K m =。

（1） 画出该系统的传递方框图；

（2） 调节器为比例调节器，其比例带%40=δ，试分别求出扰动以及定值扰动时，被调量的残差。

s

/56cm Q 3d =Δ5mA .0r =h （3） 若δ改为120%，其他条件不变，h 的残差又是多少？比较（2）、（3）计算结

果，总结δ值对系统残差的影响。

（4） 液位调节器改用PI 调节器后，h 的残差又是多少？

图2.1 3．某气罐压力控制系统如图2.2。其中压力对象传递函数%1/MPa 1

30s 003.0)s (G p +=，调节阀转换系数。采用DDZ-II 电动单元组合仪表，压力变送器量程为0~2MPa ，调节器为比例作用。若mA /%10K v =%20=δ，试求扰动%50D =Δ时被调量p 的残差？如果气罐压力允许波动范围为，问该系统能否满足控制要求。

2MPa .0±

图2.2

4．一个自动控制系统，在比例控制的基础上分别增加：①适当的积分作用；②适当的微分作用。试问：

（1） 这两种情况对系统的稳定性、最大动态偏差、残差分别有何影响？

（2） 为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例带δ？并说明理由。

过控

过程装备与控制工程专业导论作为一个化机人，我有必要也有义务去了解化机的来龙去脉，去感受化机的脉搏，去触摸化机美妙的前景，还有他深刻的内涵。 追本溯源 众所周知，化机已走过60多年的风风雨雨，相对于那些老牌专业，化机是个年轻人，但相对于计算机这些新兴产业，化机无疑是底蕴深厚，让我们一起回忆化机走过的曲折的历程，去体会化机前辈的不懈努力。 中国“过程装备与控制工程专业”的前身是“化工机械专业”，成立于20世纪50年代初期。自成立以来，已曲曲折折地走过了近50年的路程。专业初创时期，以苏联模式为蓝本，我们的前辈呕心沥血，把中国的化工机械专业办得初具规模、培养了一大批化工机械专业教学、科研、设计、制造与使用的中坚力量。 1951年大连工学院首先成立“化学生产机器与设备”专业。1952年全国高校大调整，天津大学、浙江大学、华东化工学院、华南工学院、成都工学院、杭州化工学校(中专班)化工学院中一般都设有化工机械系。例如，华东化工学院在1952年建校初期的三个系分别为无机工业系、有机工业系和化工机械系。化工机械系中设有化工机械专业。在1957年增设了化学工程学专业。1958年又增设了化工机械制造和化工自动控制两个专业。在恢复研究生招生后，华东化工学院和浙江大学的化工机械专业成为全国首批硕士点和博士点，定名为化工过程机械专业。早期的化工机械专业基本上是化工的底子再加上机械。60年代以后化学工程专业兴起，促使不少老学校对化工机械专业淡化了化工的基础。与此同时，西方压力容器技术的空前发展又为化工机械专业展现了一个崭新的、广阔的空间。各校根据自身条件形成了各自的特色。有些学校以研究压力容器为主，有些学校继续拓展过程设备的研究或化工机器的研究。 英美国家的化工系一般分成两个专门化方向：一部分搞工艺，一部分搞设备。当时按照苏联的模式，化工与机械并重。既要读机械系的机械课程，又要读化工系的化工课程。专业课要修化工设备课程，但其中化工机械的内容较少。因为苏联有两个专业：化工机械和机械设计制造。 1954年，请来了苏联专家杜马什涅夫，在大连工学院讲学。杜马什涅夫(ДОЦЕНТ)是莫斯科化工机械学院副教授。全国各校选派了12位教师和10位研究生去进修，重新修订教学计划。进修班人员认为，不能盲目照抄苏联课程。他们考察了大连、吉林等地的苏联援建项目。由大连工学院出面，召集了天津大学、浙江大学、华东化工学院等校教师与杜马教授一起制定中国第一份化工机械专业的教学计划。 中国的化工机械专业并不是完全苏联模式的翻版，它还吸纳了欧美国家化工和机械专业的特点： （1）从美国、英国回来的老一辈教授主持了学科建设。 （2）美国麻省理工（MIT）单元操作和英国压力容器技术在课程体系中有所反映。 培养的化工机械毕业生要做什么工作？当时的思路是化工厂需要大量能够从事化工设备运转的工程技术人员，包括设备的采购、安装、维护及零配件管理等方面的工作。主要是应该有一定的设计能力。从教学角度，大学不宜教授运转、维修，应该教授设计，教授原理和原则。设备与机器的关系是以设备为主，以机器为辅。因为设备是非定型的，需要设计，而机器是定型的，只要会选用就行。容器、塔器、换热器、反应器等属于设备，机器有干燥机、离心机、破碎机、过滤机等。后来把破碎机去除了，把它们归到了矿山机械中去。学生的毕业设计主要做蒸馏塔、吸收塔等的设计。杜马认为这是符合中国实际的。

现代控制理论第1章L

第1章绪论 1.1 控制系统的构成 控制系统的组成和运行的普遍机制是控制论的反馈控制原理。 从信息处理和控制的角度看，控制系统可以看成由施控系统和被控系统两部分组成，并运行于一定的扰动和环境中，如图1–1所示。 施控系统产生控制作用，控制被控系统的物质流、能量流、信息流和资金流在规定的条件下以期望的或最优的方式运行。 扰动 图1–1 控制系统的组成 施控系统和被控系统的划分应根据实际应用情况定，由所考察的重点确定。被控系统包括单台机械或设备、生产线、生产过程、以及整个工厂和企业等，它们是接受物质流、能量流、信息流和资金流的对象，也称控制对象。施控系统应包括传感、控制和执行三部分。传感是获得被控系统的状态、输出和环境等方面信息的各种手段之总和，包括测量物理变量的传感器，为获得某些不能用测量仪表测量的变量的软测量技术，以及多传感器信息融合技术等。执行是产生施控系统最终输出信息的各种手段之总和，它可能是驱动部件（如调节阀、电动机、继电器等）、信息转换和通信部件

（如与下级计算机的接口）、显示、记录以及图、文、声、多媒体输出部件等。控制则以计算机为主体，完成控制问题的求解，形成控制算法和控制策略，产生控制规律，它是控制系统的核心。抽象化后的控制系统结构如图1–2所示。 图1–2 控制系统结构 当着重研究控制策略而不关心信息的获取以及控制输出的实现时，将传感简化为求差器，将控制、执行合称控制器，如图1–3 所示。 控制策略（狭义也称控制算法）是控制器的核心，是控制理论研究的重点。 图1–3 简化的控制系统 1.2 控制理论发展简况 在工业应用和理论研究中，控制理论的发展过程大体上可分为三个阶

现代控制理论第一章答案1

习题解答 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-14 2-15 2-16 2-17 2-18

2-1 如题图2-1所示为RLC 电路网络,其中()i U t 为输入电压,安培表的指示电流)(t i o 为输出 量。试列写状态空间模型。 题图2-1 解: (1) 根据回路电压和节点电流关系,列出各电压和电流所满足的关系式. ()()() 1 ()()()()() i L C L C R C C d U t L i t U t dt d i t i t i t C U t U t dt R =+=+=+ (2) 在这个电路中,只要给定了储能R 元件电感L 和电容C 上的i L 和U C 的初始值,以及t ≥t 0 时刻后的输入量U i (t ),则电路中各部分的电压、电流在t ≥t 0时刻以后的值就完全确定了。也就是说,i L 和U C 可构成完整的描述系统行为的一组最少个数的变量组,因此可选i L 和为U C 状态变量,即 x 1(t )=i L , x 2(t )=u C (3) 将状态变量代入电压电流的关系式,有 1221211 11 i dx x U dt L L dx x x dt C RC =-+=- 经整理可得如下描述系统动态特性的一阶矩阵微分方程组--状态方程 11i 22110110x x L U L x x C RC ??-??????????=+???? ???? -???????????? (4) 列写描述输出变量与状态变量之间关系的输出方程, 1221110C x y U x x R R R ????===?? ?????? (5) 将上述状态方程和输出方程列写在一起,即为描述系统的状态空间模型的状态空间表达 式 11i 221211011010 x x L U L x x C RC x y x R ??-?????????? =+????????-? ??????????? ??? ?=????? ???

苏州科技过控复习题

1、某一测量范围为0~1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据： 标准表读数/℃02004006008001000 被校表读数/℃02034056048061001 求：1）该表最大绝对误差； 2）该表精度； 3）如果工艺允许最大测量误差为±5℃，该表是否能用 2、试简述用切线法确定一阶惯性加纯滞后环节特征参数K、T、 的步骤。 3、在设计过程控制系统时，被控变量选择的一般原则有哪些 4、如图所示热交换器，将进入其中的冷却物料加热到设定温度。工艺要求不能发生过热情况，以免造成生产事故。试设计一个简单控制系统，实现热物料的温度控制，并完成下列问题。确定调节阀的气开、气关方式，调节器的正反作用方式，以及调节器的调节规律。 1）画出该控制系统的方框图。 2）指出系统中被控过程、被控变量、操纵变量是什么 3）确定调节阀的气开、气关方式。 4）分析当被加热物料出口温度大于给定温度时，该系统是如何实现自动控制的。 5）确定系统中各环节的正反作用。 5、某反应器工艺规定操作温度为100±8℃，为确保生产安全，控制过程中最高

不得超过120℃，现运行的温度控制系统在最大阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示。 1） 试分别求出稳态误差、衰减比和超调量。 2）此温度控制系统能否满足工艺要求请说明理由。 27 208 100 105110130 温度℃ t(min) 6、根据00/T 的比值简述选择PID 调节器控制规律的基本原则。 7、什么是热电偶的冷端温度补偿利用热电偶温度计测温时为什么要用补偿导线对冷端进行温度补偿。 8、试比较前馈控制和反馈控制系统的特点与不同。 9、某一标尺为0~500℃的温度计出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测量结果分别为： 求： 1）该温度计的最大绝对误差值； 2）确定该温度计的允许误差及精度等级。 3）经过一段时间使用后重新校验时，仪表最大绝对误差为±8℃，问该仪表是否还符合出厂时的精度等级 10、试分析PI 、PD 、PID 控制规律各自有何特点在P 、I 、D 、PI 、PD 、PID 控制

上海大学过控(1)复习要点和习题答案.

课程掌握要点 第一章绪论 1．过程控制定义？掌握术语，，， 2．常规仪表过程控制系统的组成？ 3．过程控制系统的性能指标。尤其是单项指标。 4．自动化仪表的分类，信号体制：掌握气动仪表之间的联络信号是什么？电动模拟仪表的联络信号是什么？ 5．掌握单元组合仪表中设置活零点有什么好处？ 6．安全火花防爆系统 第二章检测仪表 1．传感器，变送器的作用。检测变送的功能：转化为标准型号：24V 电源供电，4~20 电流信号，1~5V 电压信 号. 气动执行器 20~100 2．掌握仪表的性能指标（误差，精度，特性曲线，零点，量程），掌握精度计算。 3．了解变送器与控制室仪表之间的信号四线制、三线制、二线制传输接线方式？ 4．掌握工业常用热电阻类型，热电阻的测温范围，注意事项及热电阻的接线方式。 5．掌握热电偶测温原理，范围，注意事项及冷端补偿和

补偿导线。 6．掌握热电偶的特点。 7．了解热电偶变送器的作用，组成结构、各部分功能，实现原理。 8．掌握压力测量的弹性元件有哪几种？各种压力之间的关系。 9．掌握流量测量方法有那些，分类？节流式流量计测量流量原理，节流元件起什么作用？ 10．了解靶式流量计和其他流量计的工作原理。 11．掌握转子流量计的工作原理。与差压流量计比较异同！ 涡街流量计测量原理。 12．了解液位测量仪表有哪几种？它们如何实现测量的原理？ 13．掌握利用压力或差压变送器来测量液位的原理？零点迁移。 课后作业答案： 第一章 P15 1.（10）错 （11）对 2. （１） （用下图代替吧，手头无画图工具）其中控制器为，执行器为ＬＶ，检测变送可写为ＬＴ，对象为水槽，被控变量为液位

过程装备与控制工程专业培养方案(2017版)

过程装备与控制工程专业培养方案(2017版) 一、专业简介 专业名称：过程装备与控制工程 专业代码：080206 专业特色：过程装备与控制工程涉及过程工艺、过程装备、电气仪表一体化的连续复杂系统，其学科研究领域十分宽广，即以机电工程为主体与过程工艺密切结合，创新单元工艺装备；并与信息技术和知识工程密切结合，实现智能监控和过程工艺、过程装备、控制仪表一体化；不仅研究单一的设备和机器，而且研究与过程工业生产融为一体的过程工艺、过程装备、电气仪表的连续复杂系统。 内蒙古科技大学过程装备与控制工程专业是以过程装备设计制造为主体，以过程工程工艺原理与装备控制技术应用为其两翼（简称“一体两翼”）的大类学科交叉型专业，强调宽基础、大口径及基本工程应用素质与实践创新能力的培养，立足内蒙古，面向全国，服务于地方煤化工技术经济及其它过程工业领域，为内蒙古自治区品牌专业。 二、学制与学位 学制：4年 授予学位：工学学士学位 三、培养目标与毕业要求 本专业培养适应经济社会发展需要、宽基础大口径、工程实践能力强，掌握机械工程、化学工程、动力工程与控制工程学科的相关基础理论和基本知识，具有过程单元设备和成套装置设计与控制的基本技能，能够从事过程装备与控制工程领域的设计施工、产品研发、设备维护、运营管理等工作的德智体美全面发展, 具有扎实基础、创新精神、创业意识和实践能力的高素质应用型人才。 学生毕业后具体就业面向为：①过程装备与控制工程的设计工作；②过程装备与控制工程的制造与维护工作；③过程装备与控制工程的系统检测工作；④过程装备与控制工程的技术运行及管理工作；⑤过程装备与控制工程领域的科技研发工作。 学生毕业后经过5年左右的实际工作，能够达到下列具体培养目标： （1）具有良好的人文素养、社会责任和职业道德； （2）具有扎实的专业基础知识，具备过程装备与控制工程师基本素质和能力，能够独立从事煤化工、石化、生化、机电、能源、冶金、轻工、环保及劳动安全部门等过程工业领域中的过程装备及其控制系统的设计、制造、运行、管理、

过控习题整理

1.对于如图所示的压力控制系统，假设贮罐温度不变，主要干扰为P 1、P 2。试指出该系统中的被控变量、操纵变量、扰动变量与被控对象，并画出该系统的方块图 2.对于如图所示的加热炉温度控制系统，试 (1)指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量; (2)画出该系统的方块图 3.(1) 列写过程微分方程组；(2) 画出方框图；(3) 求传递函数 P sp sp ) ()()(12s Q s H s G p

4.对于如图所示的加热炉温度控制系统，试 (1)指出该系统中的被控变量、操纵变量、扰动变量与控制目标; (2)画出该系统的方块图； (3)选择控制阀的“气开-气关”形式; (4)指出该控制系统的“广义对象”及物理意义。 思考题 ? 对于一般的自衡过程，分析采用纯比例控制器存在稳态余差的原因； ? 引入积分作用可消除稳态余差的原因分析，以及为什么引入积分作用会降低闭环控 制系统的稳定性？ ? 引入微分作用可提高控制系统的稳定性，但为什么实际工业过程中应用并不多？ ? 如何确定PID 参数？ 5.(1)如何选择控制阀的 “气开气关”？ (2)如何选择温度控制器的正反作用，以使闭环系统为负反馈系统？ ? 对于一般的自衡过程，当设定值或扰动发生阶跃变化时，为什么采用纯比例控制器 会存在稳态余差？ ? 引入积分作用的目的是什么，为什么引入积分作用会降低闭环控制系统的稳定性？ ? 引入微分作用的目的是什么，为什么实际工业过程中应用并不多？ 燃料sp sp

6.热平衡方程: λ---冷凝潜热；C1--比热容 控制通道静态增益: 从静态增益补偿的角度 从动态特性变化的角度 (Why?) 7.控制器的正反作用选择 2111)(G T T G C λ=-1 1121 G G C G T K p ∝=??= λ凝液 G 1G 2 K p K v 选等百分比阀 G 1G 2T p K v 选快开阀 稳定性变差 燃料油

过控习题参考答案

第五章 5．1 前馈控制与反馈控制各有什么特点？ 答：反馈控制的特点： 优点：能够克服各种干扰。只要干扰对被控变量造成影响，就有控制校正作用。 缺点：反馈控制不及时，是一个有差控制系统。反馈控制系统只有被控变量在干扰作用下出现偏差时，才有校正作用，干扰总存在，偏差总存在。 前馈控制的特点： （1）前馈控制根据干扰进行，控制及时。如果前馈控制规律恰当，理论上可完全消除干扰的影响 （2）前馈控制是一种开环控制，被控变量并不经测量反馈到输入端。不能保证控制效果。 （3）前馈控制需要对干扰进行测量，才能进行控制。通常只测量一种干扰，因而只能克服一种干扰。 （4）前馈控制器的控制规律是通过对干扰通道与控制通道的特性计算而得是一种专用的控制器，在工程上，精确的通道特性难以获取，精确的前馈控制规律难以实现。 5．2 纯前馈控制在生产过程中为什么很少采用？ 答：单纯的前馈由于存在以下两三方面问题，其控制效果往往并不理想，因此在生产中很少使用。这主要表现在： （1）单纯前馈是一种开环控制，不能保证控制效果。 不存在被控变量的反馈，即对于补偿的效果没有检验的手段。这样，在前馈作用的控制结果并没有最后消除被控变量偏差时，系统无法得到这一信息而作进一步的校正。（2）单纯前馈通常只能克服一种干扰。 由于实际工业对象存在着多个干扰，为了补偿它们对被控变量的影响，势必要设计多个前馈通道，因此单纯前馈就不能很好控制。 （3）准确的的前馈控制规律工程上难以实现。 5．3 前馈---反馈控制具有哪些优点？ 答：前馈--反馈系统的优点：前馈控制系统与反馈控制系统优势互补，主要表现在：（1）过渡过程时间、超调量大大降低。 由于引入了前馈控制，当主要干扰一出现时，同步施加了一个前馈校正作用，消除或大大降低了对被控变量的影响，因而使反馈控制的超调量、过渡过程时间大大降低。 前馈补偿了反馈的缺点。 （2）反馈回路的存在，为前馈控制的工程实现创造了条件。 前馈不能补偿的部分可由反馈校正，降低了前馈控制模型的精度要求，便于工程实现。（3）具有一定的自适应性：负荷或工况变化时，模型特性也要变化，可由反馈控制加以补偿。 5．4为什么前馈控制器不能采用常规的控制器？ 答：前馈控制器的控制规律为对象干扰通道特性与控制通道的特性之比，是一种专用控制器。常规的控制器的控制规律是对偏差进行P、I、D运算，实现的控制规律完全不同。 5．6 如何用对象特性实验数据构成前馈控制器数学模型？ 答：工程上通常按下式实现前馈控制规律，通过对象特性实验数据获取控制通道时间常数

过控复习题

过程控制总复习 绪论 1、简单控制系统有哪几部分组成？简述各个部分的作用。 答：由被控对象、测量变送器、执行机构、控制器组成 作用：被控对象：是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置测量变送器：检测被控变量的数值，并将其转化成一种特定的输出信号送给控制器。 控制器：接受测量装置送来的信号，与给定量进行比较得出偏差，并按一定的运算规律算出结果送往执行器。 执行器：能自动根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以达到控制被控量的目的 2、过程控制的任务、要求是什么？ 要求：安全性、稳定性、经济性。 任务：在了解掌握工艺流程和生产过程的静动态特性的基础上，根据安全性、经济性、稳定性的要求，应用理论对控制系统进行分析和综合，最后采用适宜的技术手段加以实现。 第一章生产过程的动态特性 1、稳态、动态、过度过程、衰减比、衰减率的概念。（第8页） 2、掌握教材第10～15页的内容。 3、工业过程动态特性的特点是什么？ 1 对象的动态特性是不振荡的

2对象的动态特性有迟延 3被控对象本身是稳定的或者中性稳定的 4被控对象往往具有非线性特性 第二章比例积分微分控制及其调节过程 1、简述PID控制的优点。 原理简单、使用方便，适应性强，鲁棒特性强 2、调节器的正、反作用。（第32页） 正作用：是指调节器的输出信号U随被调量Y的增大而增大，称整个调节器的增益为正 反作用：是指调节器的输出信号U随被调量Y的增大而减小，称整个调节器的增益为负 3、什么是调节器的动作规律？ P、I、D控制规律各有何特点？ P调节：有差调节，快速消除干扰 I调节：无差调节，稳定作用比P调节差 D调节：根据被调量的变化速度来调节，具有一定的预见性，提高系统的稳定性 ＰＩ调节：利用Ｐ调节快速抵消干扰的影响，同时利用Ｉ调节消除残差！ 4、掌握教材第33～34页的内容。（第33页） 5、积分饱和现象。（第39页） 具有积分作用的调节器，只要被调量和设定值之间有偏差，其输出就

过程控制专业前景

北化化机的学生写的，不错，转来让大家了解一下。 咱本科也是化机专业的，原来没感觉咋样，现在回过头来，觉得化机专业其实不错的，呵呵 装备与控制工程专业专业（化工机械）的就业杂谈 一：本人在北化度过了7年，把最美好的青春都献给了她，如今工作已经3年时间，经常看北化人论坛上经常有人写就业的帖子，今天我也写一个关于装备（本科）专业和化机（研究生）专业的就业方向，也介绍一些优秀的单位给学弟学妹们，个人意见仅供参考，如有不同意见欢迎交流讨论！ 先介绍一下历史背景： 过程装备专业是化大的老牌专业了，这个专业的历史和地位可以百度一下“化机专业的历史+潘家帧”文章写得很详细，是07年咱们学校举办过程装备专业教学论坛时，潘家帧教授应邀做的报告，当时我有幸作为工作人员参与了论坛的组织和服务工作，对这篇文章印象很深，感兴趣的同学可以看看，这个专业的毕业以后的工作方向比较宽泛，总结一下有以下几种单位, 1.中石油和中石化下属的炼油厂和化工厂——主要做设备维修和养护，一般情况下事情不多，大修的时候比较忙，也就在这时候你能够学到东西，化工装置的操作轮不到装备专业的人，工艺专业和自动化专业才是工厂里的主流，永远打下手，最多混到副厂长（厂长一定是学工艺的），再说说待遇，给出几个经常来学校单位，燕山石化，南京扬子石化，镇海炼化，茂名石化，大连石化等。。。个人推荐南京扬子石化，待遇在炼厂里比较高（06年有同学签约）；茂名石化也不错（工作三年左右年薪8万左右）；燕山石化（除了有北京户口，待遇很一般，工资2300，环境不好）；大连石化（中石油旗下炼厂，06年同学签约，工资3000）；镇海炼化不推荐，特别是北方的同学，不要去，待遇一般（06年同学签约，第二年就辞职，也有环境不适应的原因）。总之，在炼厂里装备专业的人很难有大的作为，但是这类工作比较稳定，如果有想回家发展的同学们不妨多关注一下家乡附近的大炼油厂。" 2.化工设备制造厂——这里工厂的范围比较宽泛，但是在这里装备专业的毕业生才是主人翁，不管你是从事设计，制造，还是检验，都和学校里学的知识很贴近，也能学到东西，如果能耐心学几年，以后的前景会很好，这类企业总体来讲待遇不高，推荐1家，上海森松（日本企业，从事化工容器设计和制造，技术先进，相对于同类型国企来说待遇不错，装备本科生强烈推荐，但是没上海户口）；国内知名的企业有一重、南化机、锦西化机、金重、哈锅、上锅等单位。 .设计院——是化机专业毕业生最向往的地方，工作环境好、待遇好。。。总之已经令人神往了，呵呵 我将倾其所有，介绍一些设计单位的情况，由于本人才疏学浅，若有不对请指正 先说石化系统的单位 SEI——中国石化工程建设公司 是中石化北京石油设计院和化工设计院两院合并后与中国石化工程建设公司联合重组后成立的，是中石化直属的最大的设计院，强项是炼油工程设计，国内70%以上的大型炼油工程都出自这家单位，所以说绝对是国内炼油设计的老大目前国内外炼油项目很多，所以SEI 总体来讲任务量很饱满。相对于炼油，化工设计部分稍弱（记住只是相对而言）；其中设备一室（炼油）、设备二室（化工）、工业炉室三个部门都需要化机毕业生，最近也有去采购部

王金城现代控制理论第一章知识题目解析

王金城化工出版社第1章习题参考答案： 1-1（a ）选123123,,,,,y y y v v v 为状态变量，根据牛顿定律， 对1M ，有()1 1112121 dv M g K y K y y M dt ---= 对2M ，有()()2 22123232dv M g K y y K y y M dt +---= 对3M ，有()3 3323433dv M g K y y K y M dt +--= 令312112233415263,,,,,dy dy dy x y x y x y x v x v x v dt dt dt ===== ====，整理得 ()()()122214253641 11 23342332 51262322233 ,,,, ,K K K x x x x x x x x x g M M K K K K K x K K x x x g x x x g M M M M M +====-++++= -++=-+ () ()() 122 11 23222 22 3433 3 000100000010000000100000 01100010000K K K M M x x g K K K K M M M K K K M M ? ????? ??????? ? ??+??-????=+??????+?? ??- ? ? ???? ??? ? +- ?? ??? ? 100000010000001000y x ?? ??=?? ???? （b ）选12,12,,y y v v 为状态变量，根据牛顿定律， 对1M ，有()1 1121111 dv M g B v v K y M dt +--= 对2M ，有()2 2221212dv f M g B v B v v M dt +---= 令1211223142,,,dy dy x y x y x v x v dt dt === ===，整理得 11113243134111 ,,K B B x x x x x x x x g M M M ===--++， 112434222 B B B f x x x g M M M +=-++

北京化工大学过程装备控制技术及应用期末复习重点计算题

过控技术与应用分析计算题（补充） 第一章 题型一过渡过程性能指标的计算 1.某化学反应器工艺规定操作温度为10900℃，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图示。 (1)试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、余差、衰减比和振荡周期 (2)该调节系统能否满足题中所给的工艺要求？ 第二章 题型一方块图的绘制及其相关分析（正反作用是重点！） 1.★管式加热炉出口温度串级控制系统。 1）指出该系统中主、副对象、主、副变量、操纵变量、主、副扰动变量、主、副调节器各是什么？ 2）画出该控制系统的方块图，并确定各个环节的正反作用方向； 3）当燃料油负荷突然增加，试分析该系统是如何实现自动控制的。

解：1） 主对象：加热炉内加热管的管壁；副对象：加热炉的炉膛 主变量：原料的出口温度T1；副变量：炉膛内的温度T2；操纵变量：燃料的流量； 主扰动量f1：被加热原料的进口的温度、压力、流量 副扰动量f2：燃料油的压力、温度；雾化燃料油用的过热蒸汽的压力、流量；燃烧器的配风、炉膛的漏风以及环境温度等。 2）加热炉出口温度串级控制系统的方块图 3）当燃料油负荷突然增加，试分析该系统是如何实现自动控制的。在稳定工况下，原料油出口温度和炉膛温度处于相对稳定状态，控制燃料油的阀门保持在一定的开度。当燃料油负荷突然增加，这个干扰会使炉膛的温度T2升高，原料油出口温度T1也会随之提高，此时温度检测变送器TT1将信号送给主控制器TC1，e1增大，主控制器输出u1减小，即副控制器的给定值减小，副控制器的输入偏差e2增大，副控制器的输出信号u2减小，控制阀开度减小，即操纵变量燃料油m减小，炉膛温度T2下降，从而炉管内原料油出口温度T1也会随之下降。 2.★课本P.42例2-3 第三章 题型一压力、温度测量应变片的贴片位置（设计）及其相关计算 1.构件受载荷的作用如图示，已知构件截面：Φ20mm，为测量载荷P在构件上贴四个应变片，构成全 桥测量。 求：1）画出应变片在构件上的贴片示意图；2）画出应变片的连接线路图； 3）已知供桥电压U=5V，测出电桥输出电压ΔU=10mV，E=2×105MPa，求P=？

对于过程装备与控制工程的认识

我所认知的过控专业 过控163班黄可欣 1.过程装备与控制工程学习和要求我们掌握什么 2.过程装备与控制工程专业特点 3.大学的规划目标及对科研方向感兴趣的点 4.过程装备与控制工程的考研与就业 一．过程装备与控制工程学习和要求我们掌握什么 过程装备与控制工程专业学习的是对化工机器与化工设备及其系统的状态和工况进行监测，控制，结合现代自动化技术与化工机械，提高设备的效率。我们需要学习和掌握的是材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，主要包括力学，机械学，热加工工艺基础，自动化基础，制图，计算，测试等基础要求。 二．过程装备与控制工程专业特点 过程装备与控制工程是属于动力工程及工程热物理的一个二级学科，是国家目前相对关注的一个行业，传统的过程装备与控制工程是由化工机械演变过来的，所以过控专业无论在化工机械设备的设计这样的传统工业，核电站，潜艇制造这样的现代工业都有用武之地。以及，就业形势十分的好，对于男生供不应求。 三．大学的规划目标以及对科研方向感兴趣的点 对于大学的规划是一步一步来，先上好通识课，掌握基础知识，高年级上好专业课，尝试一些小的设计，到那个时候再考虑自己是更想往学术研究还是工作方向发展，不求每次考试排名第几也不求拿奖学金，好好上课，多思考，头脑中有活跃的创意是我的目标。 那么对科研方向感兴趣的点偏向于化工机械的设计，我想在这个追求多，快，大，好，的时代能不能做到在优化产品性能的同时将其外观做得更好，将线型与立体的美感与现代化机械的冷硬融合，更或者能不能在保证性能的基础上将机械变小变微，节省空间也是一个具有挑战性的问题，当然每一条曲直线，每一毫米的宽度厚度都可能影响产品的性能所以这就需要我们的坚持探索以及上面提到的活跃的创意。

过控5

第五章习题 1．根据串级系统的特点，试分析串级控制系统的应用场合，即分析在生产过程具有什么特点时，采用串级控制系统最能发挥它的作用。 2．在生产过程中，为什么大多数副回路都是流量控制回路？ 3．如果系统中主、副回路的工作周期十分接近，例如分别为三分钟和两分钟，也就是说正好运行在共振区内，应采取什么措施来避免系统的共振，这种措施对控制系统的性能有什么影响？ 4．图5.1为管式加热炉温度-温度串级系统。工艺安全条件是：一旦发生重大事故，立即切断燃料油的供应。试确定： （1） 调节阀的作用形式； （2） 主、副调节器的正反作用。 图5.1 5．某串级系统的方框图如图5.2所示，已知各环节的传递函数如下： 对象特性 )13s )(130s (1)s (G p1++= ) 110s ()1s (1)s (G 2p2++= 调节器 )s T 11(K )s (G I C1c1+ = C2c2K )s (G =调节阀 1K )s (G v v ==变送器 1)s (G )s (G m2m1==（1） 用稳定边界法先对副调节器进行整定，求得，然后对主调节器进 c2K

行整定，求出珠调节器参数和。 c1K I T （2） 若主调节器亦采用纯比例作用，求二次扰动和一类扰动在单 位阶跃变化时主参数的余差各是多少？从中可得出什么结论？ 2D 1D （3） 若采用简单控制系统，调节器为比例作用，用工程整定法求得调节器 的比例增益4.5K C =，试分别求出和作单位阶跃扰动时主参数的余差，并与串级系统比较，分析两者的区别。 2D 1D 图5.2 6．两个结构不同的比值控制系统如图5.3所示，试分析它们的优缺点。 图5.3（a ）

过控

第二章习题 1．某电动比例调节器的测量范围为，其输出为。当温度从变化到时，测得调节器的输出从3mA 变化到7mA 。试求该调节器比例带。 C 200~100o 10mA ~0C 140o C 160o 2．某水槽液位控制系统如图2.1所示。已知：，，调节阀为气关式，其静态增益21000cm F =20.03s/cm R =mA s /28cm K 3 v ?=，液位变送器静态增益cm /1mA K m =。 （1） 画出该系统的传递方框图； （2） 调节器为比例调节器，其比例带%40=δ，试分别求出扰动以及定值扰动时，被调量的残差。 s /56cm Q 3d =Δ5mA .0r =h （3） 若δ改为120%，其他条件不变，h 的残差又是多少？比较（2）、（3）计算结 果，总结δ值对系统残差的影响。 （4） 液位调节器改用PI 调节器后，h 的残差又是多少？ 图2.1 3．某气罐压力控制系统如图2.2。其中压力对象传递函数%1/MPa 1 30s 003.0)s (G p +=，调节阀转换系数。采用DDZ-II 电动单元组合仪表，压力变送器量程为0~2MPa ，调节器为比例作用。若mA /%10K v =%20=δ，试求扰动%50D =Δ时被调量p 的残差？如果气罐压力允许波动范围为，问该系统能否满足控制要求。 2MPa .0±

图2.2 4．一个自动控制系统，在比例控制的基础上分别增加：①适当的积分作用；②适当的微分作用。试问： （1） 这两种情况对系统的稳定性、最大动态偏差、残差分别有何影响？ （2） 为了得到相同的系统稳定性，应如何调整调节器的比例带δ？并说明理由。

过控专业导论课报告——王昕宇

过程装备与控制工程专业导论课 报告书 姓名：王昕宇 学号：201328040 班级：海洋1303 学部（学院）：海洋科学与技术学院 提交日期：2014年1月10日 海洋科学与技术学院制表

一、过控专业历史背景及其发展趋势 1、历史背景 上世纪50年代，出于国家化工建设的需要，设立了“化机”专业，即现在的过控专业的前身。到上世纪末，为适应国家新的形势和经济发展的需要和顺应科技时代的潮流，也更多是为了改善这个专业名称差导致大家不愿来的局面，把这个专业的名称改成了现在的“过程装备与控制工程”，将机器装备、工艺流程及控制工程等内容融合在一起,培养“过-装-控”复合型专业人才。该专业研究内容广泛、横跨了数个学科，包括了电工、机械、化工三方综合，具有“综合性跨学科先进专业”，同时也导致了博而不精的弊端。随着全球现代化的需要和发展，在化工机械里面逐渐应用到了越来越多的自动控制。20多年来，我国先后在60多个高校开设了这一个专业，截止到2008年全国共有100多所高校开设了本专业，使得该专业得到了很大的发展。 它是机械大学科的一个分支，它自己是属于机械领域，同时又服务于过程工业，自身的发展又需要机电控制。所谓过程工业是指通过化学和物理的方法以达到改变物料性能的加工业，它涵盖了化学、化工、石油化工、食品、制药，甚至于冶金等众多行业部门。就像她的名字，过程装备与控制工程专业发展主要分为两个方向：过程装备，控制工程； 2、过程装备 过程装备主要分为两个方向： 第一部分是化工机器，指各种过滤机，破碎机，离心分离机、搅拌机、旋转干燥机以及流体输送机械等运动机械。第二部分是化工设备，指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械，如各种容器如槽、罐、釜等、高压容器，反应塔等反应器，换热、干燥、蒸发容器、电解槽，结晶、传质、吸附设备，以及离子交换器，还有一些流体输送机械，如泵、风机和压缩机等。 3、控制工程 指对过程装备和及其系统的状态和工况进行监测，自动化控制，以确保生产工艺有序稳定运行，提高过程装备的可靠度和功能可利用度。控制工程是将现代自动化先进技术与化工机械相结合，提高设备的效率。 4、专业内涵 过控专业从事各类热加工工艺及成套设备工程设计、测控技能和工程科学研究、掌、创新改造和新型化工装置技术开发研究的基本能力，系统地掌握机、电、化三方面的知识；单从专业名称来看，就像上面所介绍的一样，可以把本专业理

过控专业毕业设计(论文)规范要求

过控专业毕业设计文件由开题报告、外文文献翻译、毕业实习报告、毕业设计（论文）等几部分组成。 1)《开题报告》包括：课题的来源，研究的意义和设计产品的用途，相关 研究（设计）文献综述，技术路线，技术难点，时间安排，预期成果提 交方式，主要参考文献（不少于5篇，其中外文不少于2篇）等。要求 篇幅在10,000字左右。（中期答辩用，最终不需要装订） 2)《外文文献翻译》：将上述外文参考文献之一译成中文，中文字数在3000 以上。 3)《毕业实习报告》：按实习大纲执行。 4)以论文形式为主的毕业设计提交的文件包括毕业论文（字数在40,000左 右）和专题设计（绘图工作量折合1号图纸不少于1张，并提交设计说 明书）；以设计形式为主的毕业设计提交的文件包括毕业设计（绘图工作 量折合1号图纸不少于4张，并提交字数在20,000左右的设计说明书） 和不少于3,000的专题论文。 5)所有设计文件均应采用计算机打印，在最终提交纸质文件的同时，提交 一份最终电子文档（Word、Excel、CAD文档，其它形式文档应转换 为上述文档）。 选题要根据上述原则经过过程工程系审查，通过后报经院认定，教务处备案。题目一经确定，一般不得任意变动。必须改变题目内容的，需报经院（系）批准，教务处备案。 3. 毕业设计（论文）质量监控及分阶段任务 1)开题阶段在约3周的时间内，学生应完成文献综述报告、外文文献的翻 译以及开题报告，实行分组公开开题报告制度，由指导教师自由组合评 审学生的毕业设计（论文）方案并提出相关建议。 2)中期阶段指导教师对学生毕业设计（论文）的进度、开题报告的规范 性等进行检查。过程工程系根据毕业设计（论文）的进度情况，在第7-9 周组织中期答辩。 3)评阅阶段毕业设计（论文）经指导教师审阅签字后，由过程工程系安 排非指导教师评阅。毕业设计（论文）提交给评阅教师的时间不晚于答 辩前10天。 4)答辩阶段公开答辩，并由答辩小组成员审查论文等相关资料。

过程装备与控制工程专业个人理解与感悟

过程装备与控制工程专业个人理解与感悟 ——来自一个实习半年的准毕业生以下摘至百度百科： 培养目标：本专业培养具备过程装备与过程控制基础知识与应用能力，能够在化工、炼油、医药、轻工、环保、食品等领域从事过程装备与过程控制设计、研究、制造、管理的高级工程技术人员主要课程：微机原理及应用、理论力学、材料力学、化工流体力学、机械原理、机械设计、机械制图、工程材料及机制基础、化工原理、过程装备力学基础、过程设备设计、过程流体机械、过程装备控制技术及应用、过程装备制造与检测、过程装备材料腐蚀与防护、过程装备成套技术等 摘录完结！ 我在北京的一个压力容器制造公司上班实习已经有半年了，在这半年来，经验不多，但是收获了很多也见识了很多，感谢这家公司！ 2014年7月，暑假正开始，我来到了北京的一家压力容器制造公司。 其实在学期末，我就一直在寻找一个实习的机会，在各大招聘网站上投递简历，在学校学习理论知识，在公司去运用。 学校所学的核心课程，就属《过程设备设计》，其实大多来自GB150，与GB150有不一样的是书上前两章是压力容器应力分析，教你如何去分析典型的受力，而这个应力的分析与你所学《理论力学》和《材料

力学》是息息相关的，《理论力学》和《材料力学》和你所学的《高等数学》和《线性代数》又是息息相关的，我觉得在大学，微积分的应用就像小学的加减乘除一样，至关重要，《线性代数》代数中的矩阵，在有限元中的应用中又是至关重要的，还有一门《大学物理Ⅰ》的学习也是相当重要的。 《化工原理》、《工程热力学》、《流体力学》、《过程流体机械》学科的学习也是很重要的，吸收塔、干燥塔、换热器、搅拌器等的设计过程离不开这些课程的应用；《过程装备控制技术及应用》及《过程流体机械》、《化工原理》的学习，也让你大概知道了如何去选择机器，比如泵、压缩机的选择等；《过程装备成套技术》的学习让你大概了解怎么去选择设备上的仪器仪表；《工程材料》、《过程装备制造与检测》与《过程装备材料腐蚀与防护》的学习让你知道了如何去选择设备的用材，让你大概了解了设备的制造过程，了解了设备的维护与防腐……总而言之，大学许多课程的学习都是很重要的，很重要的。 以上是我对大学阶段课程的学习的见解 7月，我到公司，除了用Solidworks给已有二维图纸的设备画三维图，在工作之余，我接触了大量的与设备设计息息相关的标准，支座标准，吊耳标准，封头标准，法兰标准，接管标准，补强圈标准等。 压力容器有四大类，存储，反应，换热，分离，每一类都有详细的相关规定和标准，不过，我认为，GB150是核心。 9月，是大学本科阶段最后一学年的开始，学校安排还有两个月

过程控制考试重点 天大自动化 过程控制 天津大学(2012-2013年)

天津大学《过程控制系统》（3.5学分）考试重点 天大自动化（2012-2013年） 新增第五章串级控制。 新增第六章和部分重点的PPT位置（以董峰老师的PPT为基础） *为设计题重点 有最新的重点我会加上去的，祝大家考试顺利！ 以周荷茜同学的《过控的重点神马的——王江老师最后一次课的PPT皂片手打版》为基础，标出各考点相应页码（《过程控制系统》郭一楠），七、八三章重点基本都在各自老师的PPT上，书上没啥可标的。 第一章——概述 1、过程控制系统组成P6 2、四个基本组成部分：被控对象，检测变送仪表，调节器（控制器），执行机构。P6 3、过程控制系统基本结构图P3 图1-5 4、控制系统的性能指标（工程意义是什么，给出阶跃响应，会计算相应的指标值）P3~P4 第二章——过程控制系统建模方法 1、什么是对象的数学模型？（表达对象输出与输入关系的数学表达式）P14 2、过程控制系统建模的基本方法有哪些？其基本原理是什么？ P15 *3、要求：掌握机理法的建模步骤，会用机理法对简单对象进行建模 P16 *4、要求：记住自衡单容对象2-95 ，双容对象2-125 ，无自衡单容对象2-110 的数学模型及其单位阶跃响应曲线 *5、时域法测定对象动态特性的数据处理：作图法，两点法（主要针对一阶对象的K,T,τ）2-181 第三章——过程控制系统的设计 1、掌握过程控制系统的设计步骤P240 2、掌握被控量 P243，控制量的选择准则P246 *3、根据工艺条件，能够设计简单的控制系统（选择控制量，被控量，执行机构的气开气关特性，调节器的正反作用，画控制原理图，方框图）设计题，PPT上内容比较散 4、调节阀的流量特性定义，图和公式 P92 5、根据调节阀的理想流量特性，可以分为哪几种 P92 6、调节阀的气开气关是如何规定的？选择原则是什么？P91 7、如何选择流量特性 P98

中北过控技术及应用

第一章 过程装备控制是指过程设备上，配上一些自动换装置以及合适的自动控制系统代替操作人员的部分或全部直接劳动，使设计、制造、装配、安装等在不同程度上自动地进行。 过程装备控制的要求：安全、经济、稳定自动控制系统的要求：快速、准确、稳定控制系统的组成：被控对象、控制系统（测量元件和变送器、调节器、执行器） 控制系统的分类：（定值、随动）（闭环、开环）（简单、复杂）（反馈、前馈、前馈-反馈） 过渡过程：从被控对象收到干扰作用是被控对象偏离给定值时起，调节器开始发挥作用，是被控变量回复到给定值附近范围内。然而这一回复并不是瞬间完成的，而是要经历一个过程，这个过程就是。 过渡过程的几种基本形式：发散震荡、等幅震荡、衰减震荡、非震荡的单调过程。控制系统的性能指标：最大偏差A、衰减比n、回复时间ts、余差e、振荡周期T。 第二章 被控对象的特性：当被控对象的输入变量发生变化是，其输出变量随时间的变化规律（包括变化的大小，速度等）。 被控对象的特性参数：放大系数K（静态）、时间常数T（动态）、滞后时间τ。 对于控制通道：T太大（控制过于缓慢）或太小（被控变量的变化速度快，不易控制），对过程控制都不利。对于干扰通道，时间常数大则有明显的好处，此时阶跃干扰对系统的影响变得比较缓和，被控变量的变化平稳，对象容易控制。纯滞后的存在，相当于将扰动推迟τ0时间才进入系统，并不影响控制系统的品质；而容量滞后的存在，则将使阶跃扰动的影响趋于缓和，被控变量的变化相应也缓和些，因此，对系统是有利的。 被控对象的建模方法：机理建模法、实验测定法。 单回路控制系统：（简单控制系统） 被控变量的选择的基本原则：作为被控变量，其信号最好是能够直接测量获得，并且测量和变送环节的滞后也要比较小；若被控变量信号无法直接获取，可选择与之有单值函数关系的间接参数作为被控变量；作为被控变量，必须是独立变量；必须考虑工艺合理性，以及目前仪表的现状能否满足要求。 操纵变量的选择的一般原则：使被控对象控制通道的放大系数较大，时间常数较小，纯滞后时间越小越好；使被控对象干扰通 道的放大系数尽可能小，时间常数越大越好。 纯滞后：在过程控制中，由于检测元件安装位置的愿意会产生纯滞后。正确选择安装检测的位置。 克服测量滞后的方法：1、尽量选用快速测量元件，以测量元件的时间常数为被控对象的时间常数的十分之一一下为宜，2、在测量元件之后引入微分作用。 调节器的调节规律：①位式调节规律 结构简单、成本较低、使用方便、对配用的调节阀无任何特殊要求。 ②比例调节规律P：控制及时、克服偏差。必然有余差。 ) ( ) (t e K t u P = ? 比例度：调节器的输入相对变化量与相应输出的相对变化量之比的百分数。 积分控制（I）：调节器输出信号的变化量与输入偏差的积分成正比。积分规律的特点是控制缓慢，但能消除余差。由于输出变化量总要滞后于偏差的变化，因此不能及时有效地克服扰动的影响，加剧了被控变量的波动，使系统难以稳定下来，故不单独使用积分控制规律。 ③比例积分调节规律PI：纯积分控制缺点是其输出变化总要滞后于偏差的变化。 微分控制（D）：调节器输出信号的变化量与输入偏差的变化速度成正比。微分控制规律的特点是有一定的超前控制作用，能抑制系统振荡，增加稳定性；由于其输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的存在无关，因此，不能克服确定不变的偏差。故也不单独使用。 ④比例积分微分调节规律PID：①在比例调节的基础上进行微分调节可提高系统的稳定性，进行积分调节可消除余差，所以这种调节器既能快速进行调节，又能消除余差，具有良好的调节性能。②调节作用可通过调节适当的参数，比例度，积分时间T I和微分时间T D面改变。 余差是指过渡过程终了时，被控变量新的稳态值与测定值之差。 调节器参数的工程整定：经验试凑法、临界比例度法、衰减曲线法（纯比例下获得衰减比4:1）。 步骤：首先将调节器的积分作用和微分作用全部除去，在纯比例的情况下，按比例 度从大到小的变化规律，对应于一 δ 值做小幅度的设定值阶跃干扰，直到获得等幅振荡过度过程曲线，这时达到临界状态。 使用这种方法有两个条件：工艺允许被控