过程工程基础作业(1、2章)

１－２与其它自动控制相比，过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？问题一：过程控制的特点是与其它自动控制系统相比较而言的，大致可归纳如下：一、连续生产过程的自动控制二、过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两部分组成三、被控过程是多种多样的、非电量的四、过程控制的控制过程多属慢过程，而且多半为参量控制五、过程控制方案十分丰富六、定值控制是过程控制的一种常用形式问题二：因为被控过程具有大惯性、大滞后（大时延）等特性，因此决定了过程控制的控制过程多属慢过程。１－５试说明图１－２ｂ供氧量控制系统框图中被控“过程”包含哪些管道设备以及图中各符号的含义。过程：节流装置到氧气流量调节阀之间的管道设备。x(t)代表设定值；e(t)表示偏差信号；u(t)表示控制器控制作用信号；q(t)表示调节阀的流量信号；f(t)过程受到的干扰信号；y(t)过程的输出信号；z(t)测量信号2－1何谓被控过程及其数学模型？模型一般分为哪几类？它与过程控制有何关系？1：被控过程是指正在运行中的多种多样的被控制的生产工艺设备。被控过程的数学模型是指过程在各输入量（包括控制量与扰动量）作用下，其相应的输出量（被控量）变化函数关系的数学表达式。2：过程的数学模型有两种，一是参数模型，如阶跃响应曲线等用曲线表示的；二是参数模型，如微分方程等用数学方程式或函数表示的。3：过程控制系统的品质是由组成系统的各个环节的结构及其特性所决定的。过程数学模型是过程控制系统设计和应用的重要资料。2－3从阶跃响应曲线看，大多数被控过程有何特点？答：从阶跃响应曲线来看，大多数被控过程的特点是：被控量的变化往往是不振荡的、单调的、有滞后和惯性的。2－2什么是过程通道？什么是过程的控制通道和扰动通道？它的数学模型是否相同？问题一：被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道。问题二：过程的控制通道：控制作用与被控量之间的信号联系。过程的扰动通道：扰动作用与被控量之间的信号联系。问题三：他们的数学模型不一样，因为过程通道、控制通道和扰动通道所表示的环节不是同一个。2－6下图所示液位过程的输入量q1，流出量为q2

、q3，液位h为被控参数，C为容量系数，并设R1、R2、R3为线性液阻。要求：(1)列出液位过程的微分方程图；(2)画出液位过程的框图；(3)试求液位过程的传递函数W0(s)=H(s)/Q1(s)解：列出液位过程的微分方程组：2－7什么是过程的滞后特性？过程滞后包含哪几种？有何特点？问题一：当被控过程受到扰动作用，被控量没有马上随着扰动的变化而变化，而是经过一段滞后时间之后，才以较大的速率发生变化称过程的滞后特性。问题二：过程滞后包含容量滞后和纯滞后。问题三：容量滞后所引起的被控量在容量滞后时间内是有变化速率的，而纯滞后所引起的被控量在纯滞后时间内的变化速率等于零。画出液位过程的框图：求出液位过程的传递函数：→解：(1)：液位过程的阶跃响应曲线（2）液位过程参数：2－53什么是无平衡无扰动切换？DDZ－Ⅲ型调节器是如何实现这种切换功能的？什么叫硬手动操作和软手动操作？在调节器中怎样实现这种功能操作的？答：问题一：在DDZ－Ⅲ型调节器中存在无平衡无扰动和有平衡无扰动两种切换。如果在自动和手动相互切换时，不需经事先平衡，可以随时切换到所需要的位置，并且在切换的瞬间整机的输出不发生变化，对生产过程无扰动，则称为无平衡无扰动切换。问题二：Ⅲ型调节器“自动－软手动”、“硬手动切换到软手动”或“硬手动切换到自动”都是无平衡无扰动切换，因为这几种切换过程，放大器A3的反馈通路上有电容CM在起着保持输出信号不发生突变的作用。问题三：硬手动操作就是调节器的输出电流与手动输入电压信号成比例关系；软手动