过程控制试题库

#/28-4答：由于输入为单位阶跃输入，被控对象的放大系数为K=13.5。0T和T的确定步骤如下：1 21）过响应曲线的拐点A作切线；2）分别交B、C、D和E点，并求得CD和BE值；B=5.5，C=5，D=9.5，E=4.5CD=9.5—5=4.5，BE=5.5—4.5=13）从附表中求得与BE值对应的m值。4）由CD=T—T，m=T/T解得2 1 1 2

9.对于一个热交换系统设计一套前馈-反馈复合控制装置，系统的管道仪表流程图如图所示。已知被控对象和执行装置的传递函数近似为W(s)=aaTOC\o"1-5"\h\z(其中，K=3,T=5min,工=2.5min)，反馈通道检测变送装置的传递函a a a数为W(s)=K (其中K=0.5),扰动通道的传递函数近似为m m mW(s)=-d^—e-Tds(其中，K=0.5，T=3min，t=3min)前馈通道检测d Ts+1 d d dd变送装置的传递函数为W(s)=K(其中K=0.5)。试在反馈通道上设计一个Q Q QPID控制器W(s)，在前馈通道上设计一个前馈控制器W(s)。要求：设计控制C f器，计算出各控制器的控制参数，并画出可实施的控制系统方框图。注：响应曲线法控制器参数整定经验公式见下表P

PI

PID调节参数比例度8%P

PI

PID调节参数比例度8%积分时间TI微分时间TD(Kt/T)X100%00 01.1(Kt/T)X100%00 03.3t00.85(Kt/T)X100%00 02T00.5T0调节规律图题6解：2反馈通道主控制器的设计用响应曲线法设计反馈通道的PID主控制器，系统被控对象的广义传递函数可近似为W(s)=W(s)=W(s)W(s)=K a—e-tTs+1a其中K=KK=3x0.5=1.5,0am由查表可得：nKKsK=_a_me-tasmTs+1aT=T=5min,0aK e—e一，sTs+10t=t=2.5min0a6%=0.85Kt/Tx100%=0.851525/5-100%=63.75%00 0K=1/6%=1/0.675=1.57cT=2t=2-2.5=5I0T=0.5-2.5=1.25DPID控制器W(s)的方框图为：cR⑻ ri、 3。 ―一 iL571+—+L25j ——

i- I JF(f)3前馈通道的前馈控制器设计由不变性条件W(s)W(s)W(s)+W(s)=0faQ d得：K KKW(s)=-W(s)W(s)W(s)=-de-tdS/aQe-tasf d-aQTs+1 ;Ts+1d 'aKTs+1 0.55s+1=- d a e-(td-t)s=- e-(3-2.5)sKKTs+1a 3x0.53s+1aQd15s+1=- e-0.5s33s+1W(s)是一个具有超前性质和纯滞后的前馈补偿器。fTOC\o"1-5"\h\zKTH=1空1的物理实现方框图见下图，其中：K=0.33，T=5，TfTs+133s+1 f 1 22、一T5 2计算K=t—1=——1=—=0.67T3 32

5s的物理实现就本系统来讲，T=