集散型控制系统介绍VIP免费

第1页共29页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共29页本答案仅供参考。第1章绪论1.1什么是过程计算机控制系统？它由哪几部分组成？通过具体示例说明。答：它是指由被控对象、测量变送装置、计算机和执行装置构成，以实现生产过程闭环控制的系统，它综合了计算机过程控制和生产工艺过程。例如温度控制系统。1.2计算机控制工业生产过程有哪些种类型？答：计算机控制工业生产过程一般有五种类型：操作指导控制系统；直接数字控制系统；监督控制系统；集散控制系统；现场总线控制系统。1.3计算机控制系统的硬件一般有哪几大主要组成部分？各部分是怎样互相联系的？其中过程通道有几种基本类型？它们在系统中起什么作用？答：计算机控制系统的硬件一般包括：主机、外部设备、过程输入输出设备。两个过程通道，一个是输入通道，另一个为输出过程通道。输入过程通道包括：A/D通道----把模拟信号转换成数字信号后再输入；DI通道-----直接输入开关量信号或数字量信号。输出过程通道包括：D/A通道----把数字信号转换成模拟信号后再输出；第2页共29页第1页共29页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共29页DO通道-----直接输出开关量信号或数字量信号。1.4直接数字控制系统的硬件由哪几部分组成？答：直接数字控制系统的硬件主要有计算机（主机）、过程输入输出通道、操作台和计算机辅助设备组成。如下图所示。1.5数字PID控制算法有几种形式？各有什么特点？答：数字PID控制算法有位置式、增量式、速度式三种形式。PID位置式根据偏差计算阀门的位置，PID增量式根据偏差计算阀门的变化；PID速度式根据偏差变化程度计算阀门的变化。1.6试推导计算机控制系统PI控制算法的位置式、增量式和速度式。答：模拟PI控制算法为u(t)=kp[e(t)+1TI∫0te(t)dt]其中，kp----比例增益TI----积分时间常数在采样周期相当短暂时，用矩形法近似代替积分项∫0te(t)dt≈∑i=0kTe(i)，其中T为采样周期，k为采样序号。PI位置式算法为：第3页共29页第2页共29页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共29页u(k)=kpe(k)+kI∑i=0ke(i)+uxPI增量式算法为：Δu(k)=kpΔe(k)+kIe(k)PI速度式算法为：v(k)=Δu(k)T=kpΔe(k)T+kIe(k)T其中，ux-----偏差（它是初始阀门位置）Δu(k)---第k次输出的偏差校正值Δe(k)---第k次采样值的偏差校正值1.7试推导计算机控制系统PD控制算法的位置式、增量式和速度式。答：模拟PD控制算法为u(t)=kp[e(t)+TDde(t)dt]其中，kp----比例增益TD----微分时间常数在采样周期相当短暂时，用后向差分法近似代替微分项de(t)dt≈e(k)−e(k−1)T，其中T为采样周期，k为采样序号。PD位置式算法为：第4页共29页第3页共29页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共29页u(k)=kpe(k)+kD(e(k)−e(k−1))+uxPD增量式算法为：Δu(k)=kpΔe(k)+kD(Δe(k)−e(k−1))PD速度式算法为：v(k)=Δu(k)T=kpΔe(k)T+kD(Δe(k)−Δe(k−1))T其中，ux-----偏差（它是初始阀门位置）Δu(k)---第k次输出的偏差校正值Δe(k)---第k次采样值的偏差校正值1.8集散型控制系统产生的原因是什么？为什么集散型控制系统能得到广泛应用？答：随着生产规模的扩大，生产过程的复杂程度的提高，使像DDC这样集中控制系统无法满足诸如控制回路增多、实现集中显示和操作、实现多变量相关联对象的控制要求，导致集散控制系统的产生。DCS吸取了操作指导控制系统和直接数字控制系统的优点，实现功能分散化，危险分散化，而管理和显示集中，灵活的应用使DCS得到广泛应哟功能和发展。1.9与直接数字控制系统相比较，集散型控制系统的优点是什么？答：与直接数字控制系统相比，集散控制系统具有控制功能分散、危险分散，而参数显示和操作高度集中的优点。1.10集散型控制系统的发展方向是什么？答：集散控制系统的发展方向表现在两个方向上：一个方向是向上发展，即向CIMS计算机集成制造系统、CIPS计算机集成过程系统方向发展；另一个方向是向下发展，即向FCS现场总线控制系统方向发展。第5页共29页第4页共29页编号：时间：2021...