答:单回路控制系统通常是指由一个被控对象,一个检测元件及传感器或变速器,一个控制器和一个执行器所构成的单闭环控制系统,主要应用于控制负荷变化较小的被控对象,被控对象的动态特性易于控制工艺对调节质量的要求不高时,可选用单回路控制系统.

3.为什么选择控制参数时要从分析过程特性入手?怎样选择一个可控性良好的量作为控制参数?

答:在生产过程中,存在着各种各样的被控对象.这些对象的特性各不相同,有的较易操作,工艺变量能够控制的比较平稳,有的却很难操纵,工艺变量容易产生大幅段波动,容易越出工艺允许的范围,只有充分了解和熟悉对象特征,才能使工艺生产在最佳状态下运行,因此,在控制系统设计时,首先必须充分了解被控对象的特征,掌握他的内在规律,才能选择合适的被控变量,操纵变量. 被控变量的选择原则:

(1)信号可直接测得,测量变送环节的滞后小.

(2)可选择与之有单质函数关系的间接参数(当不能直接获取时) (3)独立变量

(4)考虑工艺合理性及当前仪表性能 操纵变量的选择原则: (1).考虑工艺合理性

(2)考虑被控对象特征: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.

4.化学反应里对自动控制有什么基本要求? 答:基本要求有以下几个方面:

①控制指标—根据进行的反映不同,指标选择不同,如反应转化率,产品的质量,产量等直接指标或T.P

②物料平衡和能量平衡,以使反映能正常进行 ③约束条件:保证反应里能安全正常操作所要求的条件 ④尽可能将干扰作用排除在反应之前,以保证产品质量. 5.为什么大多数反应器的主要被控量都是温度？

对于大多数反映皿来说,其控制要求是在一定的约束条件和保持物料平衡的情况下,使反映皿的生成物的质量指标符合一定的要求,化学反应皿的质量指标一般指反应的转化率或反映生成物的规定浓度,但是转化率或产物浓度一般不易直接测量,所以要寻找与转化率或产物浓度有一定关系的间接质量指标,对于化学反应皿,一般总伴随有热效应,不是吸热就是放热,所以温度量最能够表征转化率或产物浓度的间接控制指标,如果再辅以压力和处理量等控制系统,即可保证反映皿的正常操作.

以温度作为被控变量,由于温度较宜测量,且影响温度的变量教多,给选择操纵变量提供了方便条件,故较宜构成相应的温度控制系统,但有时以温度作为间接控制指标,并不能保证质量稳定,当有干扰作用时,转化率和反映生成物组合等仍会受到影响,特别是在有些反映中,温度与生成物组合间不完全是单值关系,这就需要不断根据情况去改变温度控制系统的给定值,在有催化剂的反映皿中由于催化剂的活性变化,温度给定值也要随之改变 6．生产过程一般对换热器控制系统有什么要求？ 答：生产过程对换热器控制系统的要求有以下几点： ①.被控变量要求是冷却介质（被加热介质）的出口温度；

②.加热介质是废热热源时，为了节省能量，要求最大限度地加以利用，所以一般不对其流量进行调节，而是调节被加热介质的流量。

③.对于两侧均无相变化的换热器的控制，要稳定被加热介质的出口温度。可以通过改变载热体自身流量，改变载热体旁路流量，改变被加热介质自身流量，改变被加热介质的旁路流量。

④.当邮箱便是，如蒸气冷凝，其控制方案可以通过改变加热蒸汽流量或改变冷凝水排出量来维持被加热介质出口温度的稳定。 补：

1. 已知阀的最大流量Qmax?100m3/h，可调范围R=30。试分别计算在理想情

况下阀的相对行程为

?L?0.1，0.2，0.8，0.9时的流量值R，并比较不同理

想流量特性的控制阀在小开度时的流量变化情况。 （1） 直线流量特性； （2） 等百分比流量特性。

解：（1）根据直线流量特性的相对流量与相对行程之间的关系：

Q1??[1?(R?1)] QmaxRL分别代入：Qmax?100m3/h ，R=30，

?L?0.1，0.2，0.8，0.9等

数据，可计算出在相对行程为0.1，0.2，0.8，0.9时的流量值。

Q0.1?13m3/h，Q0.2?22.67m3/h，Q0.8?80.67m3/h，Q0.9?90.33m3/h （2）根据直线流量特性的相对流量与相对行程之间的关系：

??1Q?RL Qmax代入数据得：

Q0.1?4.68m3/h，Q0.2?6.58m3/h，Q0.8?50.65m3/h，Q0.9?71.17m3/h 由上述数据可得，对于直线流量特性的控制阀，相对行程有10%变化到20%时，流量变化值为：变化的相对值为

22.67?13?100%=74.4%；相对行程由80%变化到90%时，流量1390.33?80.67?100%=12%，由此可见，对于直线流量特性的控制

80.67阀，在小开度时，行程变化了10%，流量就在原有基础上增加了74.4 %，控制作用很强，容易使系统产生振荡；在大开度时（80%处）。行程同样变化了10%，流量只在原有基础上增加了12%.控制作用很弱，控制不够及时，有力，这是直线流量特性控制阀的一个缺陷。

对于等百分比流量特性的控制阀，相对行程由10%变为20%时，流量变化的相对值为值为

71.17?50.65?100%=40%；相对行程由80%变为90%时，流量变化的相对

50.6571.17?50.65?100%=40%。故对于等百分特性控制阀，不管时小开度或大开

50.65度时，行程同样变化了10%，流量在原来基础上变化的相对百分数量相等的。故取名为等百分比流量特性。具有这种特性的控制阀，在同样的行程变化值下，小开度时，流量变化小，来自比较平稳缓和；大开度时，流量变化大，控制灵敏有效，这是它的 优点。

2.对于一台可调范围R=30的控制阀，已知其最大流量系数为Cmax=100，流体密度为1g/cm3。阀由全关到全开时，由于串联管道的影响，使阀两端的压差由100KPa降为60Kpa，如果不考虑阀的泄漏量的影响，试计算系统的阻力比S，并说明串联管道对可调范围额的影响。（假设被控流体为非阻塞的液体） 解：由于阻力比S等于控制阀全开时阀上压差与系统总压差之比，在不考虑阀的泄漏量的影响时。阀全关时阀两端的压差就可视为系统总压差，故本系统总压差为100Kpa，阀全开时两端压差为60Kpa，使用阻力比S=

60?0.6。 100由于该阀的Cmax=100，R=30，在理想状况下，阀两端压差维持为100Kpa，流体密度为1g/cm3，则最大流量Qmax?100m3/h ，最小流量

Qmin?Qmax??3.33m3/h。对于非阻塞流的流体，Cmax=10Qmax。串联管R(P1-P2)道时，由于压差由100Kpa降为60Kpa，故这是通过阀的最大流量将不再是

100m3/h，而是Qmax'=100(P1-P2)??=Qmax'=1060?77.46m3/h。 1这时的可调范围为R'?Qmax'77.46??23.26。 Qmin3.33由上可见，串联管道时，会使控制阀的流量特性发生崎变，其可调范围会有所降低。如果S值很低，会使可调范围大大降低，以至影响控制阀的特性，使之不能发挥应有的可控制作用。当然，从节能的观点来看，S值大，说明好在阀上的压降大，能量损失大，这是不利的一面。

3试述理想运算放大器的特点。DDZ-Ⅲ型控制器是如何利用理想运算放大器来构成各种运算电路的？

解：理想运算放大器的主要特点是：输入阻抗Ri??，输出阻抗R0?0；开环电压增益A??；频带宽度?foL??。如图所示，表示由理想放大器构成的反相输入运算电路。输入电压经阻抗Zi后由放大器的反相端（“—”端）输入。输出电压Vi经反馈阻抗Z0反馈到输入端，因而构成一个闭环电路。选择不同的阻抗形式Zi及Z0，可以使该闭环电路具有不同的运算作用。故又称为运算电路。DDZ-Ⅲ型控制器就是利用这种运算电路实现比例，积分与微分作用的