过程控制系统与仪表习题答案 第三章.pdf
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生
产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连
小草也长不出来的。
第3章习题与思考题
3-1什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？
解答：
1）控制规律：是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。
2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和
比例积分微分控制。
3-2双位控制规律是怎样的？有何优缺点？
解答：
1）双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负，控制器的输出为最大或最
小。
2）缺点：在位式控制模式下，被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡，
无法稳定在设定值上。这是由于双位控制器只有两个特定的输出值，相应的控制
阀也只有两个极限位置，总是过量调节所致。
3）优点：偏差在中间区内时，控制机构不动作，可以降低控制机构开关的
频繁程度，延长控制器中运动部件的使用寿命。
3-3比例控制为什么会产生余差？
解答：
产生余差的原因：比例控制器的输出信号y与输入偏差e之间成比例关系：
yKe
p
为了克服扰动的影响，控制器必须要有控制作用，即其输出要有变化量，而
对于比例控制来讲，只有在偏差不为零时，控制器的输出变化量才不为零，这说
明比例控制会永远存在余差。
3-4试写出积分控制规律的数学表达式。为什么积分控制能消除余差？
解答：
1人生的磨难是很多的，所以我们不可对于每一件轻微的伤害都过于敏感。在生活磨难面前，精神上的
坚强和无动于衷是我们抵抗罪恶和人生意外的最好武器。
真理惟一可靠的标准就是永远自相符合。土地是以它的肥沃和收获而被估价的；才能也是土地，不过它生
产的不是粮食，而是真理。如果只能滋生瞑想和幻想的话，即使再大的才能也只是砂地或盐池，那上面连
小草也长不出来的。
1
1）积分控制作用的输出变化量y是输入偏差e的积分：yedt
T
1
2）当有偏差存在时，输出信号将随时间增大（或减小）。当偏差为零时，输
出停止变化，保持在某一值上。因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。
3-5什么是积分时间？试述积分时间对控制过程的影响。
解答：
1
1）yedt
T
1
积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时
间增大（或减小）。只有当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。
2）在实际的控制器中，常用积分时间Ti来表示积分作用的强弱，在数值
上，T=1／K。显然，T越小，K就越大，积分作用就越强，反之亦然。
iiii
3-6某比例积分控制器输入、输出范围均为4～20mA，若将比例度设为100%、
积分时间设为2min、稳态时输出调为5mA，某时刻，输入阶跃增加0.2mA，试
问经过5min后，输出将由5mA变化为多少？
解答：
11
由比例积分公式：yeedt分析：
PT1
1
依题意：p