工业过程与过程控制4单元课后习题

第4章、基本练习题目前研究过程数学模型的主要方法有哪几种？Q：1）被控过程的特性：被控过程输入量与输出量之间的关系。2）被控过程的数学模型：被控过程的特性的数学描述，即过程输入量与输出量之间定量关系的数学描述。3）研究过程的数学模型的意义：是控制系统设计的基础；是控制器参数确定的重要依据；是仿真或研究、开发新型控制策略的必要条件；是设计与操作生产工艺及设备时的指导；是工业过程故障检测与诊断系统的设计指导。）主要方法：机理演绎法、试验辨识法、混合法。（2）响应曲线法辨识过程数学模型时，一般应注意哪些问题？Q：试验测试前，被控过程应处于相对稳定的工作状态；相同条件下应重复多做几次试验；分别作正、反方向的阶跃输入信号进行试验；每完成一次试验后，应将被控过程恢复到原来的工况并稳定一段时间再做第二次试验；输入的阶跃幅度不能过大也不能过小。（4）图4-30所示液位过程的输入量为q，流出量为q、q，液位h为被控参数，C为容量123系数，并设R、R、R均为线性液阻。要求：1）列写该过程的微分方程组。2）画出该过123程框图。3）求该过程的传递函数G(s)=H(s)/Q(s)。10dhdtqqqC123hqR22hqR331）传递函数：0111G(s)H(s)/Q(s)CsRR23（5t/s1020406080100150200300⋯0h/mm09.51833455563788695⋯u为10%。982KT。y(t)y(t)，图略。Q：10y()98y(t)K，又u=10%*h(∞)=9.8，放大系数2）一阶惯性环节传递函数：G(s)01Ts0y()98u9.8T=100s63%所用的时间。10（0.01MPa解：方法一：作图得，T1=5.2S;方法二：T1.5(t-t)1.5*(5.2-1.9)4.950.6320.2832我们用两种方法求平均：TT1.64.95TK5.751222Q1800Q50003.5Q00.100.10.02K3.5G(S)传递函数：5.0751STS1（7）、综合练习题（1）如图4-32q为过程的流入量，q为流出量，h为液位高度，C为容量系数。若12以q为过程的输入量，h为输出量（被控量），设R、R为线性液阻，求过程的传递函数112G(s)=H(s)/Q(s)。01dhdtqqC(1)112dhqqC(2)hdh2(6)(7)dt1hqCQ：列写微分方程组：q和q(3)(4)231RRdt2322hhhdhdtqq2222CRRR3233hhh(5)122hhdhdtdhdt2h进而得：，得：2qC231，代入（7）消去中间h（Cq+）1RRR2232dh2Rdh1）dq变量，得：h2312CR（hq+CR，3dt213RdtRdt221传递函数：GsHs/QsCRs0132R1223CRsC(1)s3RR22（2）已知两个水箱串联工作，其输入量为q，流出量为q、q，h、h分别为两个水箱的水12312位，h为被控参数，C、C为其容量系数，假设R,R,R,R2为线性液阻。要求：1212123）列出该液位过程的微分方程组。）画出该过程的框图）求该液位过程的传递函数G(s)=H(s)/Q(s)。210dhqqqC(1)(2)(3)1dt1212dhdtqqqC232hQ：1）液位过程的微分方程组：1R2hhqq(4)(5)1R23h2R3）框图：）求过程传递函数：微分方程组中消去中间变量得：q,q,q2312hhhdhdt(6)(7)1121qCdhR得：，再消去有：h11231RRhRC(1)h2122dtRhhhdhdt1222C22RR3dhCRCRdhRRR212223CCR(CC)hq1221221dtRRdtRR3223对上式进行拉氏变换得：Hs1GsQsCRCRRRR20121223CCRs(CC)s1212RRRR3223（3）1.7;__年房屋租赁合同出租方（甲方）：XXX，男/女，XXXX年XX月XX日出生，身份证号码XXXXXXXX承租方（乙方）：XXX，男/女，XXXX年XX月XX日出生，身份证号码XXXXXXXX甲、乙双方就房屋租赁事宜，达成如下协议：XX二、本房屋月租金为人民币XX元，按月/季度年结算。每月月初每季季初/每年年初X日内，乙方向甲方支付全月/季年租金。三、乙方租赁期间，水费、电费、取暖费、燃气费、电话费、物业费以及其它由乙方居住而产生的费用由乙方负担。租赁结束时，乙方须交清欠费。四、乙方不得随意损坏房屋设施，如需装修或改造，需先征得