過程控制習題參考答案華農(nóng)

1、0第一章第一章單回路控制系統(tǒng)單回路控制系統(tǒng)1.11.1何謂控制通道？何謂干擾通道？它們的特性對控制系統(tǒng)質(zhì)量有什么影響？何謂控制通道？何謂干擾通道？它們的特性對控制系統(tǒng)質(zhì)量有什么影響？控制通道——是指操縱變量與被控變量之間的信號聯(lián)系；干擾通道——是指干擾作用與被控變量之間的信號聯(lián)系。（1）控制通道特性對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響：（從K、T、τ三方面）控制通道靜態(tài)放大倍數(shù)越大，系統(tǒng)靈敏度越高，余差越小。但隨著靜態(tài)放大倍數(shù)的增大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。

2、控制通道時間常數(shù)越大，經(jīng)過的容量數(shù)越多，系統(tǒng)的工作頻率越低，控制越不及時，過渡過程時間越長，系統(tǒng)的質(zhì)量越低，但也不是越小越好，太小會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，因此應該適當小一些?？刂仆ǖ兰儨蟮拇嬖诓粌H使系統(tǒng)控制不及時，使動態(tài)偏差增大，而且還還會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。（2）干擾通道特性對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響：（從K、T、τ三方面）干擾通道放大倍數(shù)越大，系統(tǒng)的余差也越大，即控制質(zhì)量越差。干擾通道時間常數(shù)越大，階數(shù)越高，或者說干擾進入系統(tǒng)的位置越遠離

3、被控變量測量點而靠近控制閥，干擾對被控變量的影響越小，系統(tǒng)的質(zhì)量則越高。干擾通道有無純滯后對質(zhì)量無影響，不同的只是干擾對被控變量的影響向后推遲一個純滯后時間τ0。1.21.2如何選擇操縱變量？如何選擇操縱變量？1）考慮工藝的合理性和可實現(xiàn)性；2）控制通道靜態(tài)放大倍數(shù)大于干擾通道靜態(tài)放大倍數(shù)；3）控制通道時間常數(shù)應適當小一些為好，但不易過小，一般要求小于干擾通道時間常數(shù)。干擾動通道時間常數(shù)越大越好，階數(shù)越高越好。4）控制通道純滯后越小越好

4、。1.3控制器的比例度δ變化對控制系統(tǒng)的控制精度有何影響？對控制系統(tǒng)控制器的比例度δ變化對控制系統(tǒng)的控制精度有何影響？對控制系統(tǒng)的動態(tài)質(zhì)量有何影響？的動態(tài)質(zhì)量有何影響？比例度δ越小，系統(tǒng)靈敏度越高，余差越小。隨著δ減小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。1.51.5圖142142為一蒸汽加熱設備，利用蒸汽將物料加熱到所需溫度后排出。為一蒸汽加熱設備，利用蒸汽將物料加熱到所需溫度后排出。試問：試問：?影響物料出口溫度的主要因素有哪些？影響物料出口溫度的主

5、要因素有哪些？?如果要設計一溫度控制系統(tǒng)，你認為被控變量與操縱變量應選誰？為什如果要設計一溫度控制系統(tǒng)，你認為被控變量與操縱變量應選誰？為什么？么？?如果物料在溫度過低時會凝結(jié)，應如何選擇控制閥的開閉形式及控制器如果物料在溫度過低時會凝結(jié)，應如何選擇控制閥的開閉形式及控制器的正反作用？的正反作用？答：?影響物料出口溫度的因素主要有蒸汽的流量和溫度、攪拌器的攪拌速度、物料的流量和入口溫度。?被控變量應選擇物料的出口溫度，操縱變量應選擇蒸汽

6、流量。物料的出口溫度是工藝要求的直接質(zhì)量指標，測試技術成熟、成本低，應當選作被控變量?？蛇x作操縱變量的因數(shù)有兩個：蒸汽流量、物料流量。后者工藝不合理，因而只能選2節(jié)無關？節(jié)無關？主環(huán)內(nèi)包括有主控制器副回路主對象和主變送器.而副回路可視為一放大倍數(shù)為“1”的環(huán)節(jié)主變送器放大倍數(shù)一般為正所以主控制器的正反作用只取決于主對象放大倍數(shù)的符號。如果主對象放大倍數(shù)的符號為正則主控制器為反作用反之則主控制器為正作用。25試說明為什么整個副環(huán)可視為一放

7、大倍數(shù)為正的環(huán)節(jié)來看？試說明為什么整個副環(huán)可視為一放大倍數(shù)為正的環(huán)節(jié)來看？副回路所起的作用是使副變量根據(jù)主調(diào)節(jié)器輸出進行控制，是一隨動系統(tǒng)。因此整個副回路可視為一放大倍數(shù)為正的環(huán)節(jié)來看。26試說明在整個串級控制系統(tǒng)中主、副控制器之一的正、反作用方式選錯會造成怎樣的危害？試說明在整個串級控制系統(tǒng)中主、副控制器之一的正、反作用方式選錯會造成怎樣的危害？當主、副控制器有一個正反作用方式選錯時就會造成系統(tǒng)的主回路或副回路按正反饋控制當被控變量出

8、現(xiàn)偏差時系統(tǒng)不僅不向著消除偏差的方向校正反而使被控變量遠離給定值。27圖220220所示的反應釜內(nèi)進行的是化學放熱反應，所示的反應釜內(nèi)進行的是化學放熱反應，，而釜內(nèi)溫度過高會發(fā)生事故，因此采用夾套通冷，而釜內(nèi)溫度過高會發(fā)生事故，因此采用夾套通冷卻水來進行冷卻，以帶走反應過程中所產(chǎn)生的熱量。由于工藝對該反應溫度控制精度要求很高，單回路卻水來進行冷卻，以帶走反應過程中所產(chǎn)生的熱量。由于工藝對該反應溫度控制精度要求很高，單回路滿足不了要求，需

9、用串級控制。滿足不了要求，需用串級控制。⑴當冷卻水壓力波動是主要干擾時，應怎樣組成串級？畫出系統(tǒng)結(jié)構圖。當冷卻水壓力波動是主要干擾時，應怎樣組成串級？畫出系統(tǒng)結(jié)構圖。⑵當冷卻水入口溫度波動是主要干擾時，應怎樣組成串級？畫出系統(tǒng)結(jié)構圖。⑵當冷卻水入口溫度波動是主要干擾時，應怎樣組成串級？畫出系統(tǒng)結(jié)構圖。⑶對以上兩種不同控制方案選擇控制閥的氣開、氣關形式及主、副控制器的正、反作用方式。對以上兩種不同控制方案選擇控制閥的氣開、氣關形式及主、副