化工儀表和自動化知識點整理

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化工儀表及自動化

試卷分值分布：

一、單選題（2分?10=20分） 二、填空題（2分×5 =10分） 三、簡答題（5分?5=25分）

四、計算題（10分?3=30分） 五、綜合分析題（15分×1=15分）

CH1

1. 自動控制系統的主要組成環節？各組成環節的作用？

控制系統的4個基本環節：被控對象、檢測儀表(測量變送環節)、控制器、執行器

被控對象：需要實現控制的設備、機械或生產過程稱為被控對象，簡稱對象

檢測儀表(測量變送環節)：感受被控變量的變化并將它轉換成一種特定的、統一的輸出信號

(如氣壓信號或電壓、電流信號等)。控制器：將檢測元件及變送器送來的測量信號與工藝上需要

保持的設定值相比較得出偏差，根據偏差的大小及變化趨勢，按預先設計好的控制規律進行運算

后，將運算結果用特定信號(氣壓或電流信號)發送給執行器。執行器：能自動地根據控制器送來

的信號值相應地改變注入(或流出)被控變量的物料量或能量，克服擾動的影響，最終實現控制要

求。

2. 畫系統的方框圖

f 干擾作用

被控變量

被控對象

y

給定值

x

偏差

－

e

z

控制器

控制器輸出

p

執行器

操縱變量

p

測量值

測量變送裝置

3. 自動控制系統的分類

(1)按被調參數分類：流量調節、溫度調節、壓力調節、物位調節等；

(2)按調節規律分類：比例調節、比例微分調節、比例積分調節、比例微分積分調節；

(3)按被調參數的變化規律分類：定值調節系統(給定值為常數)、隨動調節系統(給定值為變數，

要求跟隨變化)和程序控制調節系統(按預定時間順序控制參數)

(4)按信號種類分類：氣動調節系統，電動調節系統

4. 自動控制系統的過渡過程形式

過渡過程：受到干擾作用后系統失穩，在控制系統的作用下，被控變量回復到新的平衡狀態

的過程。

階躍干擾作用下幾種典型的過渡過程：

非周期(振蕩)衰減過程(允許) 衰減振蕩過程(允許) 單調發散(非振蕩)過程(不允許)

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等幅振蕩過程(一般是不允許的，除開關量控制回路) 發散振蕩過程(不允許)

5. 由階躍擾動作用下的過渡過程曲線確定系統的品質指標

評價和討論一個控制系統性能優劣，其標準有二大類：以系統受到階躍輸入作用后的響應曲

線的形式給出和以誤差性能指標的形式給出。

以系統受到階躍輸入作用后的響應曲線的形式給出。主要包括：最大偏差(超調量)、衰減比、

余差、過渡時間、振蕩周期(振蕩頻率)等。

以誤差性能指標的形式給出，一般指偏差對某個函數的積分。主要包括：平方誤差積分指標

J?e(t)dtJ?te(t)dt

12

??

22

、時間乘平方誤差積分指標、絕對誤差積分指標

0 0

? ?

J?|e(t)|dtJ?t|e(t)|dt

34

??

、時間乘絕對誤差積分指標。優化控制的策略：

J?min

0 0

? ?

當這些值達到最小值的系統是某種意義下的最優系統。

y(t)

B

B

?

C

0

穩定誤差范圍：?2％

或者?5％的新穩態值

t

1

e(?)

t

2

t

3

t

階躍干擾作用下的過渡過程（設定值固定，加一階躍干擾）——定值系統

最大偏差e(被控量偏離給定值的最大數值)：

max

e?B?C

max

衰減比n(前后相鄰兩個峰值的比)：

n?B/B

?

余差 e(∞)(穩態值與給定值的偏差)：

e(?)?C?y(?)

過渡時間tp：

t?t

p3

振蕩周期(其倒數為振蕩頻率)：

t?t

21

y(t)

B

e(?)

Sp

B

?

C

穩定誤差范圍：?2％

或者?5％的新穩態值

0

t

1

t

2

t

3

t

階躍給定作用下的過渡過程（設定值變化）——隨動系統

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超調量σ：

?

?B/C*100%

衰減比n：

n?B/B

?

余差 e(∞)：

e(?)

過渡時間tp：

t?t

p3

振蕩周期(其倒數為振蕩頻率) ：

t?t

21

自動控制系統希望的結果：

1)、最大偏差(超調量)：越小越好

2)、衰減比：為了保持有足夠的穩定程度，衰減比一般取為4：1至10：1；這種過渡過程不

是最優的結果，但操作人員容易掌握，一般也是操作人員所希望的過程。

3)、不振蕩：不便于操作人員掌握。

4)、余差：越小越好

5)、過渡時間：越小越好

6)、振蕩周期：短好

CH2

1. 建立對象的數學模型有哪些方法？機理建模和實驗建模(對象的實驗測取方法：階躍反應曲

線法和矩形脈沖法)

機理建模：通過對對象內部無能運動機理的分析。根據對象中物理或化學變化的規律如物料、

能量平衡、傳熱傳質等基本方程，在忽略一些次要因素或做出一些近似處理后推導出的對象特性

方程，建立的數學模型。

實驗建模(實驗測取法)：在所要研究的對象上，人為施加一個輸入作用，然后用儀表記錄表

征對象特性的物理量(輸出)隨時間變化的規

律，得到一系列實驗數據或曲線，后對這些

A

A

數據或曲線進行必要的數據處理，求取對象

的特性參數，進而得到對象的數學模型。

t t

t

0 1

0

階躍反應曲線是當對象處于穩定狀態

時，在對象的輸入端施加一個幅值已知的階

躍擾動，然后測量和記錄輸出變量的數值，

得到輸出量y隨時間的變化規律曲線。是一

種簡易但精度不高的對象特性測定方法。 階躍輸入 矩形脈沖

矩形脈沖法是當對象處于穩定工況下，

在時間t突然加一階躍干擾，幅值為A，到

0

t時突然除去干擾，這時測得的輸出量y隨時間的變化規律曲線。實驗精度較高且對正常工藝生

1

產影響較小。

混合建模：將機理建模與實驗建模結合起來，稱為混合建模

2. 描述對象特性的參數有哪些？各有何物理意義？

?f

對象模型有三個基本參數：放大系數K、時間常數T、滯后時間τ

?y

?u

廣義對象

放大系數K在數值上等于對象處于穩定狀態時輸出的變化量與變化

量之比，即K=輸出的變化量/輸入的變化量。

時間常數T是指當對象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達到新的穩

態值所需的時間。或當對象受到階躍輸入作用后，被控變量達到新的穩態值的63.2％所需要的時

間，反映響應變化快慢或響應滯后的重要的動態參數。

滯后時間τ是純滯后時間τ和容量滯后τ的總和，反映對象動態特性的重要參數

0c

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控制通道放大系數越大?控制變量?u對被控變量?y的影響越靈敏 ? 控制能

K?

o

?y

?u

力強；干擾通道放大系數越大?干擾?f對被控變量?y的影響越靈敏。

K?

f

?y

?f

在設計控制系統時，應合理選擇K，使之大些，抗干擾能力強，太大會引起系統振蕩。

O

控制通道T大?響應慢、控制不及時、過渡時間tp長；控制通道T小? 響應快、控制及

OO

時、過渡時間tp短；控制通道T太小?響應過快、容易引起振蕩、降低系統穩定性。干擾通道

O

的時間常數T對被控變量輸出的影響也是相類似的。一般情況希望T小些，但不能太小，T大

fOf

些。

滯后時間τ：滯后分為傳遞滯后(純滯后)和容量滯后?？刂仆ǖ兰儨?/span>?對控制肯定不利，純

滯后增大?控制質量惡化；干擾通道的純滯后對系統響應影響不大，因為干擾本身是不確定的，

可以在任何時間出現。

3. 由階躍反應曲線標出純滯后時間、容量滯后時間、滯后時間、對象時間常數及系統放大

計算

系數。

C

(a)在S型響應

y(t)

曲線上選擇拐點

y(?)

A(二階導數 + ?—

A

或— ? +)；

B

(b)曲線在拐點A

y(0)

D

0

作切線，交y(0)于D

?

1

?

2

T

點，交y(?)于C點；

?

(c)OD為純滯后

時間 ?，? = ?+ ?，而?是系統真正純滯后，是?容量滯后引起的等效滯后；

1 212

(d)DC為時間常數T；

(e)增益K=?y/?u。

?y

CH3

1. 有關儀表精度，誤差的概念(基本誤差的最大允許值及)

計算

儀表的基本誤差是指在規定條件下儀表的誤差。

附加誤差是儀表在非規定的參比工作條件下使用時另外產生的誤差。

測量誤差——儀表測得的測量值與被測真值之差

x

i

x??x?x

tit

將絕對誤差中的最大值，即把最大絕對誤差折合成測量范圍的百分數表示，稱為最大相對百

分誤差:

?

?＝?100%

?

max

最大絕對誤差

量程x?x

maxmin

儀表的精度等級(精確度等級)是指儀表在規定的工作條件下允許的最大相對百分誤差。

儀表的精確度等級：指儀表在規定的工作條件下允許的最大相對百分誤差(把儀表允許的最大

相對百分誤差去掉“±”號和“％”號，便可用來確定其精度等級)目前，按照國家統一規定所劃分的

儀表精度等級有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。

所謂的0.5級儀表，表示該儀表允許的最大相對百分誤差為±0.5％。精度等級數值小于等于

0.05的儀表通常用來作為標準表

工藝要求的允許誤差≥儀表的允許誤差≥校驗所得到的相對百分誤差

2. 儀表性能指標的定義

儀表性能指標有精確度(精度)、變差、靈敏度、分辨力、線性度和反應時間

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3. 什么叫霍樂效應？

置于磁場中的靜止載流導體，當它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導體上平行于電流

和磁場方向上的兩個面之間產生電動勢，這種現象稱霍爾效應。

4. 什么叫壓電效應？

當某些材料受壓發生機械形變時，在兩個相對的面上會產生異號電荷。這種在沒有外電場存

在，由于形變引起的電現象稱為壓電效應。

5. 標準的節流件有哪些？

標準節流件包括標準孔板(適用于大流量的測量)、標準噴嘴和標準文丘里管。

6. 差壓式流量計和轉子流量計的原理及區別

差壓式流量計是基于流體流動的節流原理，利用流體流經節流裝置時產生的壓力差而實現流

量測量的。

轉子流量計是保持恒定壓降，利用節流面積的變化來測量流量的大小

區別：差壓式流量計是節流面積不變，變壓差來測量流量，而轉子流量計是恒壓降，變節流

面積來測量流量

7. 電磁流量計的工作原理

電磁流量計是基于電磁感應定律工作的，它是將流體的流速（因非導磁材料管道直徑不變）

轉換為感應電勢的大小來進行測量的。

8. 什么是液位測量時的零點遷移問題

在使用差壓變送器測量液位時，一般來說，其壓差△p與液位高度H之間的關系：△p=Hρg，

這就屬于一般的“無遷移”情況。當H=0時，作用在正、負壓室的壓力是相等的。

9. 溫度計的分類，各種溫度儀表的適用場合(溫度傳感器是重點)

測溫方式 測溫儀表 測溫范圍℃ 主要特點

膨脹式

玻璃液體 -50～600

雙金屬 -80～600 結構緊湊可靠；測量精度低、量程和使用范圍有限

壓力式 氣體 -20～350

接

觸

式

液體 -30～600

蒸汽 0～250

結構簡單、使用方便、測量準確、價格低廉；測量上限

和精度受玻璃質量的限制，易碎，不能遠傳。

結構簡單，耐震，防爆能記錄、報警，價格低廉；精度

低，測穩距離短，滯后大。

測溫范圍廣、測量精度高、便于遠距離、多點、集中檢

熱電效應 熱電偶 -200～1600 測和自動控制，應用廣泛；需自由端溫度補償，在低溫

段測量精度較低 。

鉑電阻 -200～600

熱阻效應

銅電阻 -50～150

半導體熱靈敏度高、體積小、結構簡單、使用方便；互換性較差，

敏電阻 測量范圍有一定限制。

輻射式 光學式 700～3200

-50～150

測量精度高，便于遠距離、多點、集中檢測和自動控制，

應用廣泛；不能測高溫。

非接觸式

紅外線

輻射式 400～2000

不破壞溫度場，測溫范圍大，響應快，可測運動物體的

溫度；易受外界環境的影響，低溫不準。

比色式 900～1700

光電探測 0～3500 測溫范圍大，適用于測溫度分布，不破壞溫度場，響應

熱電探測 200～2000 快；易受外界環境的影響，標定較困難。

按照測量方式的不同，溫度測量儀表可以分為接觸式與非接觸式兩類。前者測溫元件直接與

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被測介質接觸，這樣可以使被測介質與測溫元件進行充分的熱交換而過到測溫目的。后者測溫元

件與被測介質不相接觸，通過輻射或對流實現熱交換來達到測溫的目的。

接觸法測溫時，直接測得被測物體的溫度，因而簡單、可靠、精度高。但由于測溫元件與被

測介質需要進行充分的熱交換，因而產生了測溫的滯后現象，對運動狀態的固體測溫困難較大，

另外，測溫元件容易破壞被測對象溫度場，且有可能與被測介質產生化學反應，由于受到耐高溫

材料的限制，也不能應用于很高的溫度測量。

非接觸式只能被測物體的表觀溫度(亮度溫度、輻射溫度、比色溫度等)，一般情況下，要通

過對被測物體表面發射率修正的才能得到真實溫度。而且，這種方法受到被測物體到儀表之間的

距離以及輻射通道上的水氣、煙霧、塵埃其他介質的影響，因此測量精度較低。非接觸式測量在

原理上不受溫度上限的限制，因而測量范圍很廣，由于它是通過熱輻射來測量溫度的，所以不會

破壞被測物體的溫度場，反應速度一般也比較快，可以用來測量運動物體的表面溫度。

10. 什么叫熱電效應

熱電效應(熱電偶測溫的基本原理)：任何兩種不同的導體或半導體組成的閉合回路，如果將

它們的兩個接點分別置于溫度各為 t 及 t 的熱源中，則在該回路內就會產生熱電勢。

0

11. 采用熱電偶進行溫度測量時，為什么要使用補償電線？其作用是什么？補償導線的選用原

則？

由熱電偶測溫原理知道，只有當熱電偶冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函

數。在實際應用中，由于熱電偶的工作端與冷端離得很近，而且冷端又暴露在空間，易受到周圍

環境溫度波動的影響，因而冷端溫度難以保持恒定。當然也可以把熱電偶做得很長，便冷端遠離

工作端，但是這樣做會多消耗許多貴重金屬材料。解決這一問題的方法是采用一種專用導線，將

熱電偶的冷端廷伸出來，這種專用導線稱為“補償導線”。

作用是減少貴重金屬的消耗，降低成本

在選擇和使用補償導線時，要和熱電偶的型號相匹配，注意極性不能接錯，熱電偶與補償導

線連接處的溫度一般不能高于100℃。

12. 熱電偶溫度計的工作原理？熱電偶測溫時為什么要進行冷端溫度補償？

工作原理：①不同金屬具有不同的電子密度；②兩種金屬接觸面因電子的擴散作用而產生電

場——熱電現象；③電子在擴散作用和電場力作用下最終達到平衡；④電子的擴散與溫度相關，

溫度越高，擴散作用越強。

由于操作室內的溫度往往高于0℃，而且也是不恒定的(即使有空調也是不恒定的)，這時，

熱電偶產生的熱電勢必然會隨冷端溫度的變化而變。因此，在應用熱電偶時，只有把冷端溫度保

持為0℃，或者進行必要的修正和處理才能得出準確的測量結果，對熱電偶冷端溫度的處理稱為

冷端溫度補償。目前，熱電偶冷端溫度主要有以下幾種處理方法：冰浴法、計算修正法和電橋補

償法。

13. 對熱電偶和熱電阻材料的要求

對熱電偶的熱電極材料要求：溫度每增加1℃時所能產生的熱電勢要大，而且熱電勢與溫度

應盡可能成線性關系；物理、化學穩定性要高，材料組織要均勻，要有韌性，復現性好，應用上

保證有良好的互換性。P76

對熱電阻的材料要求：盡可能大且穩定的電阻溫度系數、電阻率要大；熱容量要小；在整個

測量范圍內，應具有穩定的物理、化學性質和良好的復制性；電阻值隨溫度的變化關系是單值函

數。P82

14. 根據分度表確定檢測溫度P82

23

鉑電阻(0~650℃)與溫度的關系,R是溫度為t℃時的電阻

R?R(1?A*t?B*t?C*t)

t0

t

值；R是溫度為0℃時的電阻值；A=3.950×10/℃，B＝-5.850×10/(℃)，C＝-4.22×10/(℃)

0

-3-72-223

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首先確定R的大小（工業常用有R=10Ω，對應分度號Pt10，R=100Ω，對應分度號Pt100），

000

則可以對應的分度表（R-t關系）查得溫度。

t

銅電阻（-50~50℃）,為銅的電阻溫度系數α=4.25×10/℃，有R＝50

R?R[1?(t?t)]

t00

?

-3

0

Ω和R＝100Ω兩種，分度號分別為Cu50和Cu100

0

其中Pt100和Cu50的應用最為廣泛

CH4

1. 顯示儀表的分類

顯示儀表指凡能將生產過程中各種參數進行顯示、記錄或累積的儀表。

?

數字量顯示：數字顯示儀

?

?

氣動顯示儀表

?

?

?

?

動圈式顯示儀表

?

?

??

顯示儀表模擬量顯示電動顯示自動電子電位計

???

???

DDZ記錄儀

?

??

?

?

?

機械顯示

?

?

圖象顯示

2. 自動電子電位差計測量橋路中是如何解決熱電偶冷端補償問題的？P103

增加一個由銅絲繞制成的電阻R組成的支路，讓R與熱電偶冷端處于同一溫度，因銅電阻

22

的阻值隨著溫度的升高而增加，則R上的電位差也增加，但熱電偶的熱電勢卻隨著冷端溫度的

2

升高而降低，配置得當可以達到溫度補償的目的。

3. 熱電阻測溫為什么要用三線制接法？P106

因為當用熱電阻測量溫度時，熱電阻要安裝在被測溫度的現場，而平衡電橋中的其他電阻邊

同儀表一起則安裝在控制室。由于現場離控制室較遠，因此連接熱電阻的導線往往很長，如用二

線制則會例測量產生較大的誤差，而用三線制接法時由于環境溫度的變化而引起連接導線電阻的

變化，可以互相抵消一部分，從而減少對儀表的影響。

4. 自動電子平衡電橋與自動電子電位差計的比較

項目 （電子電位差計）熱電偶系統 自動電子平衡電橋熱電阻系統

輸入信號 電動勢 電阻

電橋輸出 E 0

冷端溫度補償 有 無

接線方式 雙補償線，橋中 三線，橋臂

電源 直流 直流或交流

CH5

1. 比例放大系數Kp與比例度σ的關系

比例放大系數Kp決定了比例控制作用的強弱，Kp越大，比例控制作用越強；比例度σ是指

控制器輸入的變化相對值與相應的輸出變化相對值之比的百分數，用公式表示為：

?

?(/)?100%

ep

x?xp?p

maxminmaxmin

x?x輸入的最大變化量，即儀表的量程；

maxmin

p?p

maxmin

輸出的最大變化量，即控制器輸出的工作范圍。

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K?e

p

p?p

maxmin

e

?

?(/)?100%??100%

x?xp?pK?(x?x)

maxminmaxminpmaxmin

因儀表的量程和控制器輸出的工作范圍一定，增大Kp（即減小比例度δ），可以減小余差，

但這樣會使系統穩定性變差。

2. 為什么比例作用會產生余差？

余差的產生是由比例控制本身的特性所決定的，這是由于比例控制器的p與e成一一對應關

系（p=Kp·e），當負荷改變后，需要產生一定的控制作用p，與之對應必然要有一定的偏差e存在。

CH6

1. 控制閥的流量特性(理想和工作)P143

控制閥的流量特性是指被控介質流過閥門的相對流量與閥門的相對開度（相對位移）間的關

系：

Ql

Q

?f()

，相對流量控制閥某一開度時流量，全開時流量，相對開度

Q

Q

max

lL

Q

max

QL

max

控制閥某一開度行程，全開行程L。

l

在不考慮控制閥前后壓差變化時得到的流量特性稱為理想流量特性。

在實際生產中，控制閥前后壓差總是變化的，這時的流量特性稱為工作流量特性。串并聯管

道后的流量特性分析：

① 畸變，串聯尤為嚴重。

② 可調范圍降低，并聯尤為嚴重。

③ 串聯使總流量減少，并聯使總流量增加。

④ 對放大系數的影響。

2. 控制閥的理想流量特性有幾種？各有什么特點？

①.直線流量特性：指控制閥的相對流量與相對開度成直線關系，即單位位移變化所引起的流

量變化是常數。當閥門在小開度是控制作用太強；而在大開度時控制作用太弱，這是不利于控制

系統的正常運行的。因此，希望整個行程范圍之內，控制作用強弱相等，有利于控制系統的正常

運行。

②.等百分比（對數）流量特性：是指單位相對行程變化所引起的相對流量變化與此點的相對

流量成正比關系，即控制閥的放大系數隨相對流量的增加而增大。在同樣的行程變化下，流量小

時，流量變化小，控制平穩緩和；流量大時，流量變化大，控制靈敏。

③.拋物線流量特性：之間成拋物線關系，在直角坐標上為一條拋物線，它介于直

Ql

與

QL

max

線及對數曲線之間。

④.快開特性：在開度較小時就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達到最大。

3. 執行器的分類，應用特點

執行器的分類根據動作能源的不同，執行器可以分為以下三類：

①氣動執行器：以氣壓為動力，推動機構動作。結構簡單、動作可靠、平穩、輸出推力大、

維修方便、防火防爆和價格較低。（應用廣泛）

②電動執行器：以電動機作為動力源，推動機構動作。能源取用方便，信號傳遞快速，結構

復雜，防爆性能差。（少用）

③液動執行器：以液壓站提供的流體（液壓油）高壓為動力源，推動機構動作。（化工很少

使用）

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CH7()

綜合

1. 簡單控制系統的概念

簡單控制系統：是指由一個測量元件、變送器、一個控制器、一個控制閥和一個對象所構成

的單閉環控制系統。

2. 被控變量選擇應遵循的原則(指導意義)

被控變量是生產過程中希望借助自動控制保持恒定值（或按一定規律變化）的變量。原則：

a. 被控變量應是關鍵變量。

b. 被控變量在工藝操作過程中經常需要較頻繁的調節。

c. 盡量采用直接指標作為被控變量。當無法獲得直接指標信號，或其測量和變送信號滯后

很大時，可選擇與直接指標有單值對應關系的間接指標作為被控變量。

d. 被控變量應能被測量出來，并具有足夠大的靈敏度。

e. 選擇被控變量時，必須考慮工藝合理性和國內儀表產品現狀。

f. 被控變量是獨立可控的，否則需用復雜控制系統，且需增加解藕裝置。

3. 被控對象、執行器、控制器的正、反作用方向各是怎樣規定的？如何根據工藝要求來確定？

測量元件及變送器：作用方向一般是“正”的；被控對象：操縱變量增加時，被控變量也增加

的對象屬于“正作用”的；隨操縱變量的增加而降低的對象屬于“反作用”；執行器：作用方向取決

于是氣開閥還是氣關閥；氣開閥是“正”方向；氣關閥是“反”方向。執行器的氣開或氣關形式主要

從工藝安全角度來確定——原則是：信號壓力中斷時，應保證設備和操作人員的安全。當給定值

不變，被控變量測量值增加時，控制器的輸出也增加，稱為“正作用”方向，或者當測量值不變，

給定值減少時，控制器的輸出增加的稱為“正作用”方向。反之，如果測量值增加（或給定值減

小）時，控制器的輸出減小的稱為“反作用”方向。

4. 各控制器的特點？各使用在什么場合？

P控制規律：最基本的控制規律，抗干擾能力強，控制及時，過渡時間短，但有余

p?Ke

P

差。

適合控制通道滯后較小、負荷變化不大、控制要求不高、被控變量運行在一定范圍內允許有

余差的場合。

PI控制規律：在工程上應用最為廣泛的一種控制規律。積分能消除余

p?K(e?edt)

p

1

T

I

?

差，但會導致穩定性降低。增大比例度可保證穩定性，但超調量和振蕩周期會相應增大；

適用于控制通道較小、負荷變化不大、被控參數不允許有余差的場合，如某些流量、液位要

求無余差的場合。

PD控制規律微分具有超前控制作用，對具有容量滯后的過程控制通道，：

p?K(e?T)

PD

de

dt

引入微分控制規律對改善系統的動態性能指標，有顯著的效果。

適用于控制通道的時間常數大或者容量滯后較大的場合，如溫度和成分控制等。但對于純滯

后較大，測量信號有噪聲或周期性干擾的系統，則不宜采用微分作用。

PID控制規律：是一種最理想的控制規律，它在比例的基礎上

p?K(e?edt?T)

PD

1de

Tdt

I

?

引入積分，可以消除余差，再加入微分作用，能提高系統的穩定性。

適用于容量滯后較大、負荷變化大、控制質量要求較高的場合。如溫度控制、成分控制。

5. 各控制器的輸出與輸入之間的關系式，理解其含義并進行相關

計算

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6. 確定控制系統的被控變量、操縱變量、被

干擾變量

控對象及干擾變量，控制通道和干擾通道

由對象的輸入變量至輸出變量的信號聯

系稱為通道，控制變量至被控變量的信號聯系

控制變量

通道稱控制通道，干擾至被控變量的信號聯系

通道稱干擾通道。

被控對象

干擾通道

被控變量

控制通道

7. 描述系統的控制過程及各信號的變化情況

測量元件及變送器檢測被控變量的變化并將它轉換成輸出信號進入比較機構與工藝上需要

保持的設定值相比較得出偏差信號送往控制器，根據偏差的大小及變化趨勢，按預先設計好的控

制規律進行運算后，輸出信號至執行器，執行器自動地根據控制器送來的信號值相應地被控變量

的流量或能量，克服擾動的影響，最終實現控制要求。

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例.

例題是個人認為較有代表性

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