自动调节知识介绍

1.电厂热工过程自动控制主要包含哪些内容？

答：发电厂热工过程自动控制主要包含以下内容：

（1）自动检测

检测仪表能自动地检测反映生产过程或设备运行情况的各种参数，以监视生产过程的进行情况和发展趋势，为自动操作、统计、管理提供依据。

（2）自动调节

利用仪表自动地维持生产过程在规定的工况下进行。

（3）顺序控制

根据预先拟订的程序和条件，自动地对生产过程进行一系列操作。

4）自动保护

当设备运行情况发生异常事故时，保护装置发生报警信号或自动采取保护措施，以防止事故出现或扩大，保护设备不受破坏及保证人身安全。

（5）控制计算机:

用来进行数据处理和实现控制调节的设备，随着科学技术的发展，计算机在自动调节里用途越来越广泛。

2.什么叫自动调节？

答：在生产过程中，为了保持被调量恒定或在某一范围内变动，采用一套自动化装置来代替运行人员的操作，这个过程叫做自动调节。

3.什么是调节机构？

答：在生产上用来改变调节对象的物质或能量的装置，称为调节机构。

4.什么叫调节对象？

答：任何一个调节系统，总是有一个或几个被调量，被调量所在的生产设备的局部或全部叫做调节对象。

5.自动调节装置由哪几部分组成？各部分各起什么作用？

答：自动调节装置由以下三部分组成：

（1）测量部分（变送器）用来测量被调量的大小，并把原始的物理量（如压力、水位、温度、流量等）转变成便于远距离传送的与被调量成比例的测量信号。

（2）运算部分（调节单元）能够接受测量部件来的被调量信号，并把它与规定值进行比较，当被调量与测量值有偏差时，就发出一个反映偏差量方向、大小的信号。同时，这个信号按照预先设定的规律（比例、积分、微分、限幅或非线性）进行运算，按照运算结果发出一连串信号。

（3）执行机构 根据运算部件发出的信号方向、大小去动作调节机构。

6.什么叫环节？

答：代表调节对象或自动调节装置中的一个部件或一个设备，或几个设备的组合体，称之为环节。

7.什么是“扰动”？

答：除调节作用外，引起被调量变化的其它所有因素统称为“扰动”。

8.调节的任务是什么？

答：运行人员或自动调节装置通过调节机构的动作产生调节作用来抵消扰动对被调量的影响，使被调量能等于或接近于规定值的过程，就是调节要完成的任务。

9.什么是调节过程？

答：原来处于平衡状态时的调节对象，一旦受到扰动，就会使被调量偏离规定值。通过运行人员或者是自动调节装置的调节作用，使被调量重新稳定在规定值的过程称之为调节过程。调节过程可以衡量运行人员的操作水平或者自动调节装置的好坏。

10.自动调节系统中，为什么要研究“环节”？环节有哪些特性？

答：由于自动调节系统是由环节组成的，是通过各个环节间的信号传递和转换来实现自动调节的，因此，要研究和分析调节系统，就必须首先要研究在输入信号作用下每个环节的输出信号的变化，也就是要研究环节的输入信号和输出信号之间的关系。环节的特性有静态特性和动态特性之分。还有线性和非线性之分、稳定和不稳定之分。

11.什么是环节的静态特性？

答：环节的静态特性是指环节的输入量和输出量不随时间变化时，输入量和输出量之间的变化关系。环节的静态特性可以用输入量和输出量在平衡状态时的关系曲线或数学方程式来描述。任何生产过程都是在相对平衡过程中工作的，各项设备的静态特性起决定作用，不了解设备的静态特性，就不能好好的使用。因此，静态特性不好的环节对调节会造成不利影响。

12.什么是环节的动态特性？

答：当调节系统工作时，系统中的各个环节都处在变动中，每个环节的输入量和输出量都随时间而变化，是时间的函数，这时输入量和输出量之间也存在着必然的关系，这个关系就是该环节的动态特性。环节的动态特性可以用输入量和输出量的微分方程来描述。

13.什么是调节器的动作规律？目前发电厂中普遍应用的主要有哪几种调节规律？

答：调节器在动态中输入变化量Δe与输出量Δu之间的关系即为调节器的调节规律，也叫调节器的动态特性。

目前电厂中，普遍应用的主要有以下几种调节规律：

（1）比例；（2）比例积分；（3）比例积分加微分。

14.自动调节系统由哪两部分组成？组成自动调节系统zui常见的基本环节是什么？

答：自动调节系统由调节对象和自动装置两部分组成。

组成自动调节系统zui常见的基本环节有一阶惯性环节、比例环节、积分环节、微分环节和迟延环节。

15.反馈控制系统由哪些基本元件组成？答：反馈控制系统由以下元件组成）

测量元件，其职能是检测被控制的物理量，如果这个物理量是非电量，一般要转换成电量；

给定元件，其职能是给出与期望的被控量相对应的系统输入量；

比较元件，其职能是把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的参据量进行比较，求出它们的偏差；

放大元件，其职能是将比较元件给出的偏差信号进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象；

执行元件，其职能是直接推动被控对象，使其被控量发生变化；

校正元件，也叫补偿元件，它是结构或参数便于调整的元件，用串联或反馈的方式连接在系统中，以改善系统的性能。

1.自动调节系统的基本要求有哪些？

答：自动调节系统的基本要求有稳定性、快速性、和准确性。

2.为什么调节系统要把稳定性作为调节系统的首要？

答：稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。一个稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差应随时间的增长逐渐减小或趋于零。具体来说，对于稳定的恒值控制系统，被控量因扰动而偏离期望值后，经过一个过渡过程时间，被控量应恢复到原来的期望值状态；对于稳定的随动系统，被控量应能始终跟踪参据量的变化。反之，不稳定的控制系统，其被控量偏离期望值的初始偏差将随时间的增长而发散，因此，不稳定的控制系统无法实现预定的控制任务。

3.什么是有自动平衡能力的对象？

答：在干扰作用破坏了系统的平衡状态后，对象能自动地恢复平衡而进入新的平衡状态的调节对象。

4.为什么要整定调节器的参数？什么叫调节器的参数整定？

答：因为不同的调节对象对调节器的特性要求不同，改变调节器整定参数的大小，就可以改变调节器的特性，使其与调节对象能更好地配合而取得*的调节效果。通过改变整定参数的大小，使调节器与对象配合好的过程，叫做调节器的参数整定。

5.为什么积分环节容易引起被调量的振荡？

答：积分调节规律能消除被调量的静态偏差，这是它的zui大优点。但是积分调节规律与被调量变化速度的大小和方向无关，只要有偏差，调节器就动作，这是积分作用在调节过程中造成过调现象的根本原因，因此容易产生过调。过调的结果扩大了被调量与给定值的差值，此偏差反过来又使积分作用进一步进行，引起振荡。

试说明PD调节器的特点？为什么PD调节系统的抗*力较差？答：PD调节器的调节效果较好，被调量的动态偏差较小，稳态偏差也不大，调节过程结束快。但PD调节器有时也受到限制，主要是不允许被调量的信号含有干扰成分。因为微分作用对干扰的反应很灵敏，容易造成调节机构的误动，因此PD调节系统的抗*力差，它适用于迟延较大的温度调节系统。

6.为什么不能用微分调节器单独构成闭环调节系统？

答：这是由微分调节规律自身所决定的，即微分环节的输出与输入量的变化速度成正比。如果用微分调节器单独构成调节系统，则：

（1）调节过程结束后，被调量的速度变化为零，这时不论被调量与给定值的误差有多大，调节器都不动作，因而无法满足定值调节器的需求。. _0 v# i" n7 T0 `/ m$ `6 ?

（2）因为实际的调节都有一定的不灵敏区，在这种情况下，如果调节对象只受到很小扰动，被调量则以极小的而为调节器不能察觉的速度“爬行”，这种微小速度又不象偏差那样可以叠加起来由小变大，所以调节器不会动作。但经过相当长的时间后，被调量的偏差却可以积累达到相当大的数值而得不到矫正。对于较快的对象，微分器起恶化调节品质的作用。

7.为什么实际的PID调节规律中包含有一个惯性环节？

答：这是因为在实际的调节系统中，往往存在着高频干扰信号，惯性作用可以对高频信号起阻尼作用，而对惯性较大的对象具有微分调节作用。

8.什么是调节器的积分饱和？调节器积分饱和会引起什么不良后果？

答：具有积分作用的模拟量调节器，当处于备用状态而又无自动跟踪时，调节器可能对偏差信号进行长时间的积分而有zui大或zui小的输出量，称作积分饱和。这时如从其它控制回路切换到调节器回路，执行器将产生较大的扰动，这在生产工艺上是不允许的，必须采取措施加以防止。比例积分调节器积分饱和时的输出超限信号，可能造成以下两种不良后果

（1）执行机构中造成阀门开足并使执行机构电动机处在制动状态，可能使电动机过热；对电磁调速电动机系统，其控制器将输出zui大电压使电磁离合器过热甚至烧毁。

（2）产生调节滞后现象，即当偏差改变符号时，处于积分饱和的调节器不能马上改变调节方向，从而造成调节的迟延。

9.防止积分饱和的方法有哪几种？

答：防止积分饱和的方法有下列几种：

（1）在调节器后装设上限限幅器，这种方法的优点是可以同时得到越限报警信号，不影响调节器的恒流性能；缺点是未能克服调节器滞后现象，设备也较多。

（2）对于组装仪表或DDZ  -Ⅲ型仪表，选用带输出限幅/积分限制的调节器，可得到输出限幅和积分限制两种结果。

（3）选用带上限限幅的调节器，这种方式的优点是设备简化，并能克服调节滞后现象；缺点是调节器的恒流性能变坏，并且无越限报警信号。