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文档简介
1、过程控制系统试题(A)答案、(20分)答:(5分)1.影响物料出口温度的主要因素有:物料的入口温度和流量;蒸汽的入口温度、流量和压力;搅拌速度。温度控制系统原理框图如下:物料出(5分)2.当要求出口温度准确控制时,应选择比例积分控制规律。比例作用可以减小余差;积分作用可以消除误差,使出口温度准确。(5分)3.当控制器的积分时间常数增大时,积分作用变弱,系统稳定性变好,控制精度下降,调节速度变快。原理:积分作用是当有误差时不断累加,其过程比较缓慢,积分时间常数增大,积分作用减弱,则积分作用的过程要相对加快,对系统的控制作用要变得相对及时,因此调节速度快,系统稳定性加强;但是积分作用的减弱将使得余
2、差变大,则控制精度降低。(5分)4.比例增益应增加,而积分时间常数要减小。原因:由于微分作用的加入使系统稳定性增加,动态响应过程缩短,因此可以适当提高比例增益,加强积分作用,即减小积分时间常数。、(20分)答:(5分)1.控制方案见工艺流程图。(5分)2.系统的主要干扰量有燃料气流量和压力波动、原油入口的流量和温度。其中燃料气流量和压力波动的干扰在副回路中,当燃料气压力出现波动时,可通过副回路及时调整,克服干扰。(5分)3.控制阀采用气开阀:当燃烧气压力增大时,出口温度升高,因此主控制器为反作用;当阀开大时,压力增大,为满足负反馈,副控制器为反作用。(5分)4.在系统稳定的情况下,燃料气压力突
3、然升高时,造成PC输入量增大,因为PC为反作用,所以PC输出量减小,因控制阀为气开阀,所以阀开度减小,燃料气压力降低。同时当燃料气压力升高时,在副回路还没有来得及调整时,原油出口温度有较小升高,TC输入量增大,因为TC为反作用,所以TC输出量下降,控制阀开度减小,同样使燃料压力下降,从而使原油出口温度降低。、(15分)答:原油(5分)1.控制方案见工艺流程图(5分)2.欲使干扰对系统无影响,则:F(s)Gpd(s)+F(s)GffGv(s)G0(s)=0即:Gff=一Gpd(s)_Gv(s)G0(s)(5分3.申级控制系统和前馈反馈控制系统克服干扰方式的优缺点:前馈反馈控制系统需要“专用”控制
4、器,专门设计,而审级控制系统使用常规控制器即可;前馈反馈控制系统的前馈模型精度依赖于干扰对象特性的模型精度,必须是针对“可测”的干扰;前馈反馈控制系统适用于干扰量可测但不可控,而审级控制系统是可测也要可控;一个前馈控制通道只针对具体一个干扰量,用级控制中的副回路可以包含多个干扰量。四、(10分)答:(5分)1.控制原理图见方块图。Fa4Fb,FamaxK=K=Fbmax2.54290x-0.742.5625(5分)2.K=J上五、(10分)答:(5分)1.阀为气开阀,当阀开度变大时,燃料压力增大,所以PC为反作用;当燃料压力增大时,蒸汽流量增加,所以FC为反作用;当燃料压力低于脱火压力时,PC
5、输入为负偏量,输出为高信号,FC输出相对为低信号,此时构成蒸汽流量控制系统,选择器为低选器。(5分)2.该控制系统的工作过程:在系统稳定时,当燃料压力高于脱火压力时,PC感受到正偏量,输出为低信号,此时低选器选通PC,构成燃料压力控制系统,此时PC输出低信号,阀开度减小,燃料压力降低;当燃料压力低于脱火压力时,重新选通FC,构成蒸汽流量控制系统。六、(15分)答:(5分)1.若确定A为气开阀,A开大时罐压力升高,所以PC为反作用;若确定B为气闭阀,B开大时,罐中压力降低,因PC为反作用,构成负反馈。所以,选才A阀为气开阀,B阀为气闭阀,PC为反作用是合理的。当控制器信号为0.020.06MPa
6、时,B阀工作;当控制器信号为0.060.1MPa时,A阀工作。(5分)2.控制器为反作用控制原理方块图如下:(5分)3.系统工作过程:储罐向外抽取物料时,罐中压力下降,PC的输入量减小,因PC为反作用,所以PC输出升高,B阀开度减小,当达到分程点时,B阀关闭,A阀打开,补充氮气,保证储罐压力正常七、(10分)答:(4分)1.Sm此补偿器优点:可以克服大滞后对系统的影响,使系统控制及时准确,控制速度加快,过渡时间缩短,并且结构简单。缺点:依赖于对象模型的精度,控制器不容易实现。(3分)2.相对增益距阵可以判断多输入多输出系统的关联程度,通过相对增益矩阵的元素加j来判断。九ij越接近1,则表明系统之间的关联程度越弱;制越偏离1,表明系统之间的关联程度越强。(3分)3.对于PH值中和控制的非线性控制系统,在PH值接近7这
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