过程控制工程第一章答案(孙洪程著)_第1页
过程控制工程第一章答案(孙洪程著)_第2页
过程控制工程第一章答案(孙洪程著)_第3页
过程控制工程第一章答案(孙洪程著)_第4页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、第一章 思考题及习题1.1何谓控制通道?何谓干扰通道?它们的特性对控制系统质量有什么影响?答:所谓“通道”,就是某个参数影响另外一个参数的通路,这里所说的控制通道就是控制作用(一般的理解应当是控制器输出)U(s)对被控参数Y(s)的影响通路(一般的理解是控制作用通过执行器影响控制变量,然后控制变量通过被控对象再影响被控参数,即广义对象上的控制通道)。同理,干扰通道就是干扰作用F(s)对被控参数Y(s)的影响通路。干扰通道的特性对控制系统质量影响如下表所示。控制通道的特性对控制系统质量影响如下表所示1.2如何选择控制变量?答: 所选控制变量必须是可控的。 所选控制变量应是通道放大倍数比较大者,最

2、好大于扰动通道的放大倍数。 所选控制变量应使扰动通道时间常数越大越好,而控制通道时间常数应适当小一些为好,但不易过小。 所选控制变量其通道纯滞后时间应越小越好。 所选控制变量应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀。 在选择控制变量时还需考虑到工艺的合理性。一般来说,生产负荷直接关系到产品的产量,不宜经常变动,在不是十分必要的情况下,不宜选择生产负荷作为控制变量1.3控制器的比例度变化对控制系统的控制精度有何影响?对控制系统的动态质量有何影响?答:当Gc(s)=Kc时,即控制器为纯比例控制,则系统的余差与比例放大倍数成反比,也就是与比例度成正比,即比例度越大,余差也就越大。Kc增大、减小,控制精

3、度提高(余差减小),但是系统的稳定性下降。1.4 4:1衰减曲线法整定控制器参数的要点是什么?答:衰减曲线法是在系统闭环情况下,将控制器积分时间Ti放在最大,微分时间Td放在最小,比例度放于适当数值(一般为100%),然后使由大往小逐渐改变,并在每改变一次值时,通过改变给定值给系统施加一个阶跃干扰,同时观察过渡过程变化情况。如果衰减比大于4:1,应继续减小,当衰减比小于4:1时应增大,直至过渡过程呈现4:1衰减时为止。找到4:1衰减振荡时的比例度s,及振荡周期Ts。再按经验公式,可以算出采用不同类型控制器使过渡过程出现4:1振荡的控制器参数值。依次将控制器参数放好。不过在放积分、微分之前应将多

4、放在比计算值稍大(约20%)的数值上,待积分、微分放好后再将放到计算值上。放好控制器参数后可以再加一次干扰,验证一下过渡过程是否呈4:1衰减振荡。如果不符合要求,可适当调整一下值,直到达到满意为止。1.5 图1.41为一蒸汽加热设备,利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。试问: 影响物料出口温度的主要因素有哪些?答:影响物料出口温度的主要有:蒸汽流量、物料流量为影响物料出口温度的主要因素。 如果要设计一温度控制系统,你认为被控变量与控制变量应选哪些参数?为什么?答:被控变量为物料出口温度,控制变量为蒸汽流量。因为物料出口温度表征了系统的质量指标,蒸汽流量是可控的,无纯滞后,靠近控制阀,控制通道时

5、间常数较小。 如果物料在温度过低时会凝结,应如何选择控制阀的开、闭形式及控制器的正、反作用?答:为防止在气源供气中断,或控制器出故障而无输出时出现物料凝结,应选气闭式。当出口温度降低时,要求蒸汽流量加大,即控制阀输入减小,控制器输出减小,此时控制器输入由于测量值减小而减小,控制器选正作用。1.6 图1.42为热交换器出口温度控制系统,要求确定在下面不同情况下控制阀开、闭形式及控制器的正、反作用: 被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚。答:控制阀气闭式,控制器的反作用。 被加热物料在温度过低时会发生凝结。答:控制阀气开式,控制器的正作用。 如果控制变量为冷却水流量,该地区最低温度在0以下,如何

6、防止热交换器被冻坏。答:控制阀气闭式,控制器的反作用。1.7单回路系统方块图如图1.43所示。试问当系统中某组成环节的参数发生变化时,系统质量会有何变化?为什么?答:当KC、KV、K0增加时,系统的余差减小,但系统稳定性下降。T0增加时, 系统的工作频率降低,控制速度变慢。这样就不能及时地克服干扰的影响,因而,系统的控制质量会越差。0增加时,使系统控制不及时,使动态偏差增大,而且还会使系统的稳定性降低。Kf增加时,系统的余差也变大,即控制静态质量变差。Tf增加时,控制过程的品质会提高。f增加时,质量没有影响。1.8有一如图1.44所示的加热器,其正常操作温度为200,温度控制器得测量范围是15

7、0250,当控制器输出变化1%时,蒸汽量将改变3%,而蒸汽量增加1%,槽内温度将上升0.2。又在正常操作情况下,若液体流量增加1%,槽内温度将会下降l。假定所采用的是纯比例式控制器,其比例度为100%,试求当设定值由200提高到220时,待系统稳定后,槽内温度是多少摄氏度?答:当设定值由200提高到220时,控制器输出变化 20/200=10%,蒸汽量增加30%,液体流量不变,槽内温度将上升0.230=6,所以待系统稳定后,槽内温度是206。1.9在u=50阶跃干扰作用下,测得某温度对象控制通道得响应数据如下:根据上述数据用反应曲线法计算PI控制器参数。答:从响应数据得干扰起作用点为0.6min,227,即=0.6min,拐点为1.0min,280,即T0=2.0min-0.6min=1.4 min,设采用型仪表,测量范围为100

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论