[电厂热工过程自动控制]复习提纲

《电厂热工过程自动控制》复习提纲及练习题

第一章 自动控制的基本概念

内容要求

1.掌握自动控制系统中的常用术语及其在实际控制系统中的应用。

2.能够画出实际系统的控制原理图。

3.能够对实际控制系统进行分类。

4.了解自动控制系统的工作状态，掌握系统静态特性与动态特性的概念。

5.了解控制系统性能指标，掌握衰减率、静态偏差、动态偏差及调节时间等项指标的含义。

练习题

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几种？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？举例说明日常生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几个？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。

15. “控制过程”也可以是以下哪几种说法（ ）？

A、调节过程 B、动态过程 C、过渡过程 D、平衡过程

16. 如图为水温控制系统原理示意图。在热交换器中，冷水由通入的蒸汽加热，从而得到恒定温度的热水。说明其控制原理，指出控制系统中的被控对象、被控量和控制量并指出该系统属于哪一类控制系统。

17.反馈控制也称闭环控制。

18.反馈控制是按偏差调节。

19.要克服某种预定的扰动，应采用（ )。

A、反馈控制 B、定值控制 C、前馈控制 D、随动控制

20.要克服各种随机的扰动，应采用（ )。

A、反馈控制 B、定值控制 C、前馈控制 D、随动控制

21.为了及时有效地克服系统中被调量的变化，使控制过程时间短，应采用（ )。

A、反馈控制 B、定值控制 C、前馈控制 D、程序控制

22.在锅炉滑压运行时， 主蒸汽压力随锅炉负荷变化而变化，此时压力控制为（ ）方式。

A、随动控制 B、定值控制 C、前馈控制 D、程序控制

23.对控制系统性能的最基本要求就是稳定性。

24.衡量控制系统准确性的指标是误差。

25.衡量控制系统快速性的指标是控制过程时间。

26、在控制系统中，改变（ ）的装置或设备称为执行机构。

A、被调量 B、给定值 C、调节量 D、扰动

27、自动调节系统中按被调量偏差进行调节的系统为（ ）调节系统。

A、反馈 B、前馈 C、复合 D、定值

28、在工作过程中，被调量的给定值按一个已知的时间函数变化的调节系统是（ ）。

A、恒值调节系统 B、程序调节系统 C、随动调节系统

29、评定调节系统的性能指标有稳定性、准确性和快速性，其中，稳定性是首先要保证的。

30、动态调节过程能全面反映调节系统工作品质的好坏。

31、前馈控制系统可以克服生产中的各种扰动。

32、表征生产过程是否正常运行并需要加以调节的物理量称为

（ ）。

A、 调节量 B、给定值 C、被调量 D、扰动

33、自动控制系统中用以控制被控量变化的物理量称为（ ）。

A、给定值 B、控制量 C、被控量 D、扰动

34、被控量的给定值为固定值的控制系统是（ ）。

A、恒值控制系统 B、程序控制系统 C、随动控制系统 D、分散控制系统

35、下列论述中正确的是（ ）。

A、反馈控制系统能消除各种内部、外部的阶跃扰动。

B、反馈控制系统能消除各种内部、外部的正弦波扰动。

C、前馈控制系统属于闭环控制。

D、前馈控制系统属超前控制，需要考虑稳定性。

38、PD控制系统静态偏差的大小与调节器的（ ）数值有关。

A、 积分时间 B、微分时间 C、比例带 D、调节时间

39、控制系统的动态偏差是指调节过程中（ ）之间的最大差值。

A、被调量与调节量 B、调节量与给定值 C 被调量与给定值

D、给定值与扰动量

40、调节过程结束后，被调量的实际值与给定值之间的偏差称为静态偏差。

第二章 热工对象的数学模型

内容要求

1.数学模型的概念、建立数学模型的意义。

2.建模的两种方法。

3.自动控制系统中热工对象模型的主要表示形式。

4.掌握控制对象按其储能结构的分类及自平衡能力的概念。

5.掌握阶跃响应的概念。

练习题

1．为什么要研究对象动态特性？

2．热工控制对象一般有哪几种类型？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．指出控制对象的结构参数对动态特性的影响。

5．热工控制对象动态特性的特点是什么？

6. 掌握被控对象动态特性的最终目的是（ ）。

A、建立其数学模型 B、了解其输出量的变化特性

C、确定控制方案、设计控制系统 D、确定其结构参数

7.被控对象的惯性越（ ），在调节过程中，被调量变化越（ ），对调节系统的要求越（ ）。

A 大、慢、低 B 大、慢、高 C 大、快、低 D 大、快、高

8、在相同输入作用下，被控对象的迟延越大，输出量幅值的变化（ ）。

A 不变 B 越小 C 越大

9、下列论述中不正确的是（ ）

A、热工调节对象一般都具有一定的迟延和惯性。

B、热工调节对象属于振荡环节

C、热工调节对象可分为有自平衡能力和无自平衡能力两类。

D、对象有自平衡能力是指在阶跃输入扰动下，对象不需外加调节作用，被调量经过一段时间后自己稳定在一个新的平衡状态。

10、分析系统时对调节器和被控对象通常采用传递函数表示其特性。

第三章 控制器的动态特性

内容要求

1.掌握控制器控制规律的概念。

2.控制器（调节器）正作用和反作用的设置目的。

3.熟练掌握常用调节规律的表达式、传递函数、阶跃响应及其参数的含义。

4.熟练掌握常用调节规律的特点及应用特性。

练习题

1.比例,积分,微分三种调节作用的特点是什么?

2.比例积分调节器和比例微分调节器,各有何特点?

3.如何根据调节对象特性选择调节器的调节规律?

5、能够消除系统稳态误差的调节作用是（ ）。

A、积分 B、微分 C、比例

6、调节器的调节规律中能够起超前调节作用的是（ ）。

A、积分 B、微分 C、比例

7. 积分时间短，积分作用（）。

A 强 B 弱 C 不变

8.（ ）能单独使用并使调节过程趋于稳定，但会产生静态偏差。

A 比例作用 B 积分作用 C 微分作用

9.（ ）能使被调量无静态偏差但会使调节过程趋于不稳定。

A 比例作用 B 积分作用 C 微分作用

10. （ ）能有效减小动态偏差，但不能单独使用。

A 比例作用 B 积分作用 C 微分作用

11. PI调节器的参数有（）。

A 比例带 B 比例带和积分时间 C 比例带和微分时间

12. 对于PID调节器（）。

A I的作用是减小动态偏差，D的作用是消除静态偏差

B I的作用是消除动态偏差，D的作用是减小静态偏差

C I的作用是消除静态偏差，D的作用是减小动态偏差

13. 比例调节器是一种无差调节器（）。

14. PID调节器中的微分作用主要起加强和超前作用（）。

15. 调节系统稳定后微分作用最强（）。

16. 积分调节作用能紧跟偏差的变化，调节作用是及时的。

17.对于某些迟延和惯性较大的对象，为了提高控制质量，通常需要在调节器中加入积分作用。

17、以下哪个可以消除稳态误差。

(A) P控制器 (B)PI控制器

(C) PD控制器 (D) 微分作用D

18、关于调节器的控制规律以下哪些说法是正确的（）？

A 是指其输入信号的变化规律；

B 是指其输出信号的变化规律；

C 是指其内部信号变化规律；

D 是指其输出信号随输入信号的变化规律。

20、以下哪些控制作用闭环系统通常不单独使用？（）

A 微分作用 B 比例积分作用 C 比例作用

D 比例微分作用 E 积分作用 F 比例积分微分作用

22、PID调节器中的微分作用主要起加强和超前作用（）。

23. 调节系统稳定后微分作用最强（）。

24、什么是比例控制？比例控制的优点是什么？如果比例控制器的输入信号如图所示，试画出其输出信号的曲线。

e(t)

(t)t

t

内容要求 第四章 单回路控制系统

1.单回路控制系统的结构特点。

2.被控对象控制通道和扰动通道的概念。

3.被控对象控制通道和扰动通道的特征参数对控制质量的影响。

4.控制器的特征参数对控制质量的影响。

练习题

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δ、Ti 、TD对控制过程有什么影响？

5、单回路自动控制系统中，调节通道传递函数中的迟延时间增大，系统的调节品质将（）。

（变好，变差，不变）

6、单回路自动调节系统中，扰动通道传递函数中的迟延时间增大，系统的调节品质将（）。

（变好，变差，不变）

7、干扰通道的放大系数越大，对控制越有利。（）

8、干扰通道的放大系数增大，会使系统的动态偏差增大。（）

9、干扰通道的时间常数增大，对控制有利。（）

10、在KP不变时，控制通道的放大系数越大，对控制越有利。（）

11、控制通道的时间常数越大，系统反应越慢，对控制越不利。（）

12、控制通道的迟延时间对控制没有影响。（）

13、控制通道被控对象的阶次越高，控制过程时间越长。（）

14、单回路系统中，对象的迟延越大，被控量的动态偏差（ ）。

A 不变 B 越小 C 越大

15、对于某些迟延和惯性较大的对象，为了提高控制质量，通常需要

在调节器中加入积分作用。（）

16、控制通道是（）和（）之间的信号传递通道。

17、扰动通道是（）和（）之间的信号传递通道。

第五章 复杂控制系统

内容要求

1.串级控制系统的结构特点、原理方框图。

2.串级控制的特点。

练习题

1.什么叫串级控制系统？

3.串级控制系统有哪些主要特点？什么情况下可考虑设计串级控制？

4. 串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串级控制系统？

7、串级控制属于双回路控制。

8、串级控制系统中的内回路也称副回路。

9、串级控制系统中的内回路的作用是快速消除扰动。

10、串级控制系统中的主调节器是保证系统无静差。

11、串级控制系统中的副调节器一般可采用P或PD调节规律。

12、为了实现无静差调节，主调节器必须具有积分作用。

13、串级控制系统既能快速消除副回路的扰动又能保证系统无静差。

第六章 汽包锅炉自动控制系统

内容要求

1.过热汽温控制的任务。

2.过热汽温受蒸汽负荷、烟气热量及减温水流量阶跃扰动的动态特性、特点。

3.过热汽温的主要控制手段及典型控制方案。

4.过热汽温串级控制系统的结构组成、采用的调节规律。

5.了解实际过热汽温控制系统的控制原理。

6.再热汽温的控制方式及特点。

7.给水控制的任务。

8.水位在蒸汽流量、给水流量、炉膛热负荷扰动下的阶跃响应。

9.给水控制应考虑的问题。

10.给水控制的三冲量信号。

11.掌握单级和串级三冲量给水系统控制原理、调节器采用的调节规律。

12.给水全程控制的概念。

13.对给水全程控制的基本要求。

14.弄清实际给水全程控制系统的控制原理。

15、燃烧过程控制的任务。

16、单元机组的基本控制方式、特点。

17、燃烧过程控制系统的被控量、控制量有哪些。

18、燃烧过程被控量的动态特性。

19、燃烧过程自动控制系统的基本组成原则。

20、燃烧过程各个子系统控制原理。

21、燃烧过程自动控制的典型方案及控制原理。

练习题

1．对过热蒸汽温度控制质量有哪些要求？

2．过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？

8．串级过热蒸汽温度控制系统中，导前汽温信号中断时，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？

10．再热汽温有哪些控制方法？

12．给水调节的任务是什么？

13.影响汽包水位变化的因素有哪些？

14．画出给水控制对象的动态特性曲线，说明给水控制对象的动态特性的特点。

15.什么叫虚假水位，虚假水位现象是怎样形成的？

16.如何克服虚假水位？

17.三冲量控制系统的组成及特点？

18．串级的三冲量给水系统的特点？

19．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？

20．什么叫水位全程调节？

21．实现水位全程调节应解决哪些问题？

22．为什么要保证锅炉给水泵的最小流量？如何实现锅炉给水泵的最小流量控制？

25.锅炉燃烧控制的任务有哪些？

26．对送风控制系统有哪些要求？

27. 对引风控制系统有哪些要求？

28. 燃烧系统有哪些主要扰动？（内扰、外扰）

29.什么是热量信号？为什么采用热量信号？

30．为什么送风控制系统中采用氧量校正.

31、锅炉蒸汽温度自动控制包括（ ）和（ ）系统。

32、过热汽温控制系统的给定值通常是锅炉负荷的函数。

34、过热汽温控制系统中被控对象为（ ）。

（蒸汽温度，过热器，汽包）

35、过热汽温串级调节系统的任务是维持减温器出口汽温等于其给定值。

36、过热汽温调节对象的动态特性表现为（ ）。

（有自平衡能力的，无自平衡能力的）

38、过热汽温调节系统的任务是维持锅炉过热器的（ ）等于其给定值。（入口汽温，出口汽温）

39、再热汽温控制系统的任务是使再热蒸汽温度等于其给定值。

40、与过热汽温的控制相比，再热汽温控制通道的迟延和惯性较小，

可以采用单回路控制。

41、负荷变化是锅炉再热蒸汽温度的主要扰动。

43、辐射过热器和对流过热器的“负荷与温度”特性相反。

44、给水控制系统的任务是维持给水流量为定值。

45、给水控制系统的控制量是汽包水位。

46、蒸汽流量扰动下汽包水位变化存在虚假水位现象。

47、给水控制系统中是以蒸汽流量信号反馈来消除虚假水位的影响。

48、给水控制对象动态特性的特点是无自平衡能力。

50、三冲量是指哪三个信号？

51、对给水全程控制系统有哪些特殊要求？

52、给水全程控制系统在低负荷运行时为什么采用单冲量控制？

53、下图为汽包锅炉串级三冲量给水调节系统

（1）图中的三冲量分别为什么信号？

（2）指出该系统中的被控量、被控对象、内扰、外扰。

（3）指出前馈控制信号并说明其控制作用。

（4）指出调节器PI1和PI2的作用。

54、在给水全程控制系统中为什么要对三冲量信号的测量进行校正？

55、在给水全程控制系统中，采用阀和给水泵两种执行机构调节给水流量，是为了保证给水泵在不同负荷阶段均能工作在安全区。

56、在给水全程控制系统中，在不同负荷阶段应采用不同的控制规律。

57、在给水全程控制系统中，可以采用汽轮机调速级压力代替蒸汽流量信号。

58、在给水全程的三冲量控制中，就是分别把三个信号作为被控量进行控制。

63、给水全程控制系统中，主信号是什么？主要的内部扰动和外部扰动是什么？如何抑制？

65.锅炉燃烧控制的任务有哪些？

66.对单元制燃料量控制系统有哪些要求？

67．对送风控制有哪些要求？

68.对引风控制有哪些要求？

69.燃烧控制对象受到的主要扰动来源是什么？（内扰、外扰）

75、燃烧过程控制的任务是既满足机炉能量平衡又保证燃烧的经济性和安全性。

80、燃烧过程控制系统包括燃料、送风及引风控制子系统。

81、主蒸汽压力的变化是机炉能量平衡的标志。

82、燃料控制系统的任务是调节燃料量，使锅炉蒸汽量与（ ）相适应，以维持（ ）的恒定。

A 给水流量 B 汽轮机耗气量 C 炉膛含氧量 D 主汽压

83、在燃烧控制系统中，为维持炉膛中的含氧量，应把（ ）作为调节量。

A 燃料量 B 主汽压 C 送风量 D 引风量

84、在燃烧控制系统中，为维持炉膛负压，应把（ ）作为调节量。

A 燃料量 B 主汽压 C 送风量 D 引风量

85、在燃烧控制系统中，为维持主汽压 ，把（ ）作为调节量。

A 燃料量 B 主汽压 C 送风量 D 引风量