《自动化仪表与过程控制》习题及思考题.docx
- 文档编号:12475890
- 上传时间:2023-04-19
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:161.09KB
《自动化仪表与过程控制》习题及思考题.docx
《《自动化仪表与过程控制》习题及思考题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《自动化仪表与过程控制》习题及思考题.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
《自动化仪表与过程控制》习题及思考题
《自动化仪表与过程控制》习题及思考题
习题一
1、设有一温度测量仪表,量程为0%~1100。
g精度为0.5级,试求该仪表允许的最大绝对误差、分格值的下限值和灵敏限的上限值?
2、为什么热电偶测温时要进行冷端温度补偿?
如何进行补偿?
3、用热电偶测温时,为什么要用补偿导线?
补偿导线能起冷端温度补偿的作用吗?
4、用镖铭-镖硅(分度号:
K)热电偶工作时,冷端温度TO=30%,测得热电偶的电势:
E(T,T0)=39.29mv,求被测介质的实际温度?
5、热电偶冷端温度补偿桥路如下图所示。
已知∕∣=∕2=0∙5"zA,热电偶为镖铭-
铜银热电偶。
试求补偿电阻扁,在基准温度"=20%时的阻值。
习题二
1、已知粕错-伯、铜-康铜热电偶具有下图所示温度特性,其中&<&<(<储,试设计一个非线性反馈电路,并简述其工作原理。
2、DDZ-IIl型热电阻温度变送器的线性化器原理图及热电阻非线性特性如下两
图所示。
求,,与用的关系表达式,并简述其线性化原理.
3、有两只DDZ-Ill型温度变送器,一只变送范围为IoOo°c,另一只变送范围为
1500°c,这两只表的精度等级均为0.5级,若用这两只表去测量500°C~15OOoc的温度,试问用哪只表测量时误差小些?
(配合热电偶使用)
习题三
1、什么是绝对压力、表压力和真空度?
其关系如何?
2、为什么一般工业上的压力计都做成测表压或真空度,而不做成测绝对压力的形式?
3、某压力表的测量范围为O-IPa,精度等级为1级,试问此压力表允许的最大绝对误差是多少?
若采用标准压力计来校验该压力表,在校验点为0∙5Pa时,标准压力计的读数为0,508Pa,试问被校压力表在这一点是否符合1级精度?
为什么?
4、若测量某容器压力,工艺要求压力为:
L5±0∙05VPα,现可供选择的弹簧管压力表的精度有:
LO、1.5、2.5X及4.0,可供选择的量程有:
0~1.6,0-2.5,及0~4.0(MPa),试选择弹簧管压力表的量程及精度等级?
5、现有一只测量范围在0~L6MPa,精度为1.5级的普通弹簧压力表,校验后,其结果如下:
标准表
MPa
0
0.385
0.79
1.21
1.595
上行程
MPa
0
0.4
0.8
1.2
1.6
下行程
MPa
0
0.38
0.78
1.195
1.59
试问这只表是否合格?
6、液位检测系统如图所示。
已知差压变送器的量程为IOOOmm水柱,要求液体h从0到50OnIm变化,差压变送器的输出电流为4mA~20mA,问这只差压变送器是否需要零点迁移?
正迁移还是负迁移?
迁移量是多少?
(假设
pl=2g/cmi;p2=Ig/Cmi)
7、根据下图所示的曲线特性,说明各曲线所表示的迁移情况,并写出曲线的迁移量和仪表的量程。
8、使用差压变送器测量锅炉液位(如下图所示),差压变送器的量程为O〜3KPa°要求液位从O到300mm变化,差压变送器相应的输出电流为4〜20MA。
设被测介质水的密度夕=lg∕o√,问:
(a)这只差压变送器是否需要迁移?
迁移量是多少?
是正迁移还是负迁移?
(b)变送器实际量程范围为多少?
习题四
K画出调节器接收下列输入信号后,输出随时间变化的曲线。
2、实际PID调节器用于自动控制系统中,调节结果能否完全消除静差?
为什么?
3、如图所示调节器,求其传递函数。
并说明其有何种调节规律?
(设IC为理想组件)
4、为什么自动调节系统中,一般不单独使用微分调节规律?
5、校验调节器微分时间时,各开关位置如下:
P=100%,(=∞,T;置于被测挡,
给定值=0,测得输入-输出关系曲线如图所示,求此时实际的微分时间q=?
习题五
1\有一台控制液面的比例调节器,当液面高度由0.5m到0.6m时,调节器的输出压力相应地从0.6底/7c病到0.68依Ac/试问这台调节器的实际比例度和比例放大倍数是多少?
已知液面高度变化范围从0~lm,调节器输出压力变化范围为0.2~1依/75?
.
2、何谓积分时间?
如何测定它?
3、在自动控制系统中,为什么一般不单独使用积分作用?
4、设DTLI21调节器(II型)为正作用理想调节器,P=IOo%,(=305,7;=0,在
该调节器输入下图所示波形时,求:
(1)该调节器在给定输入下,调节器输出的函数表达式;
(2)绘出该调节器在此输入作用下的输出响应曲线,并标注出各关键点的数值。
(1。
(0「)=0向0。
5、检验调节器积分时间时,各开关位置如下:
Tcl=O,正作用,给定值=0,经测量得输入-输出关系曲线如下图所示。
求此时实际比例度P和积分时间%.(已
知f=CT时,I0=QmA)
6、为什么DDZ-IIl型调节器要用偏差差动电平移动输入电路?
7、为什么DDZ-Ill型调节器可以不改变积分电容的大小,就能改变积分时间的大小?
8、DDZ-Ill型调节器有哪两种手动操作电路?
这两种手动操作与自动之间的切换(共6种切换)能否实现无平衡、无扰动切换?
哪些是“双无”切换?
哪些不是?
9、设有一温度调节系统,温度变送器的量程为6OO~HOOoc,调节器采用DTL-121(DDZ-Il型),处于PlD工作状态。
系统稳定时,测得被调温度为850°c,调节器输出电流为4mAo在扰动作用下,被调温度偏离给定值,经过一段时间的调节,系统又重新稳定下来,此时调节器的输出已从4mA增加到8mA,问调节结果,被调温度应为多少?
(调节器正反作用开关置'正',温度变送器误差不计)。
10、某反作用理想Pl电动调节器(0~10πιA),P=50%,4=2(min),试画出调节
器输入下图所示波形时,该调节器的输出响应曲线,并标注出各关键点的数值。
(l(00=5mA)
习题六
1、电子电位差计测量电路如下图所示。
已知
E=W,Ii4mA,I22mA,Rp=90Q。
若采用镶铭-镶硅热电偶配合此电子电位差计测量某炉温,测量范围在400~900°c°试计算桥路中各电阻阻值。
2、如下图所示为电子电位差计线路图,其中凡为冷端温度补偿电阻,25C。
时的阻值为5。
,平均电阻温度系数为:
a=4×10-3∕C0,下支路电流I=2mA°假定热电偶的热电势是每IOOCo是4mV,并设温度与热电势呈线性关系,问室温从25C0变化到50C°时电阻与能否补偿?
习题七
1、某一控制系统中,有一台直通双座调节阀,被控介质为水,最大流量为:
QmaX=100«3//?
其最小压差为:
Mnm=0.05"Pa,最小流量为:
Qm-m=20m3∕h,最大压差为:
MnaX=O∙5MPα,S=Q.5,试决定调节阀的流量
特性,并求调节阀的口径与,4?
2、如图所示系统,已知介质过热时,易结焦。
(1)画出系统方框图;
(2)调节阀应选气开阀还是气关阀?
(3)调节器TC和调节器PC应该是正作用还是反作用?
3、如下图所示反应器温度控制系统。
要求:
(1)画出控制系统方框图;
(2)巳知反应器温度不能过高,否则会发生事故,试确定调节阀的气开、气关型式;(3)确定主调节器与副调节器的正、反作用。
京应器
习题八
1、描述对象数学模型的特征参数有哪些?
哪些被称为动态参数?
哪些被称为静态参数?
为什么?
2、如图所示液位系统,其输入量为Q,输出量为2(0为被调参数),G,C2为容
量系数,并设串用均为线性液阻,试求:
(1)对象的微分方程组;
(2)画出对象的方块图;
(3)利用方框图的简化,求其传递函数:
GO(S)=号学.
3、一液位对象,其阶跃响应特性实验结果为:
t(sec)
0
10
20
40
60
80
100
140
180
250
300
400
500
600
h(cm)
0
0
0.2
0.8
2
3.6
5.4
8.8
11.8
14.4
16.6
18.4
19.2
19.6
19.6
阶跃扰动量为:
∆t∕=20%,试用一阶纯滞后近似计算法求取对象的数学模型。
4、某一对象在阶跃扰动1.5mA作用下,其响应的变化情况为:
t(sec)
O
1
2
3
4
5
6
7
8
9
_10
h(cm)
4
4.2
4.5
_418
_5Λ
5.34
_5.6
5.75
5.85
5.9
6
6
试用两点法求该对象的数学模型。
5\图示液位对象的输入量为Qi,流出量为2,。
3,液位h为被控参数。
设C为
容量系数,并设串凡,为均为线性液阻,试求
a)对象的微分方程组;
b)画出对象的方框图;
c)对象的传递函数:
GO(S)=黑.
6、某液位对象,其输入量为2为20m3∕h,液位h稳定在IOm处,现进水流量突
然加大到30m3∕h(如图所示),液位h的反应曲线如下图所示,试求:
(2)该对象的特性参数有哪些?
其值为多少?
哪些是动态特性参数?
哪些是静态特性参数?
习题九
1`对象的控制通道和扰动通道对系统的控制质量有何影响?
2、怎样选择被控参数和控制参数?
3、一热交换器(如图所示),用蒸汽将其中冷水加热到一定温度的热水,生产工艺要求热水温度应保持定值("±1°C),试设计一个单回路反馈控制系统,要求:
(1)画出工艺流程图并标明选用仪表名称;
(2)确定调节阀的气开、气关形式;(3)确定调节器的正反作用。
蒸汽
->7wU→
冷水Γ热水
4、在生产过程中,要求控制水箱液位,故设计了图示液位定值控制系统。
如果水箱受到一个阶跃扰动f的作用,试求:
d)当调节器为比例作用时,系统的稳态误差?
e)当调节器为比例积分作用时,系统的稳态误差?
5、如图所示为一盘管式换热器,工艺要求物料出口温度要稳定,试设计一单回路控制系统。
要求:
(1)确定被调参数和调节参数;
(2)确定可能的调节方案,画出其控制系统流程图和方框图;(3)确定最佳调节方案,并说明理由。
加热剂
习题十
1、某温度控制系统的给定值为200C。
,在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示,试分别求出该过程的各项品质指标(最大动态偏差、超调量、衰减比、余差)。
2、调节系统中采用PD调节器时的余差为什么比纯比例作用时小?
3、在达到相同控制质量的前提下,为什么系统采用PI作用时,其放大系数KC比
采用纯比例作用的KC小?
4、某单回路调节系统采用Pl调节器,在阶跃扰动作用下,被调参数的波动若为下面三种情况,问应将比例度和积分时间作如何调整后,调节过程才比较好?
为什么?
习题十一
1、为什么要整定调节器参数?
其实质是什么?
2、某一控制系统,已知调节器的α=L7,用4:
1衰减曲线法测得:
Kι=50%K=5(m⅛),试求:
(1)当调节器采用Pl控制规律时的P和Z;
(2)当调节器采用PID控制规律时的P,TiTd.
3、某自动控制系统采用DDZ-IIl型调节器。
=1),用临界比例度法整定调节器
参数,已测得:
2=30%,("3(min),试求:
(1)当调节器采用PI控制规律时的P和Z;
(2)当调节器采用PID控制规律时的P,TiTd.
采用比例作用。
求〃=0.75时,调节器的整定参数P。
Go(S)=ɪ
°(S+l)(S+5)
5、在单回路调节系统,采用比例积分调节器,已知控制对象的传递函数为:
求〃=0.75时,调节器的整定参数P和Z的值。
习题十二
1、某化工厂的石油裂解气冷却系统中,通过液态丙稀的汽比来吸收热量,以保持裂解气出口温度的恒定。
已知主要干扰为丙稀气化压力P不稳定,为此,希望设计以裂解气出口温度T为主要参数,丙稀气化压力P为付参数的串级调节系统。
标明信号传递方向和调节器的正反作用,并画出系统方框图。
2、液位对象如图所示。
工艺要求液箱4的液位高度保持恒定。
主扰动为输入介质压力波动较大。
希望设计一个自动调节系统,使系统具有较为满意的品质指标。
要求:
(1)画出控制系统原理图;
(2)确定调节阀和调节器的形式。
习题十三
1、在生产硝酸的过程中,要求氨气量和空气量保持一定的比值关系。
在正常情况下,工艺指标规定氨气流量为:
210077?
/〃;空气流量为:
22007,/〃。
氨气
流量表的量程为:
0~3200,///?
空气流量表的量程为:
0~2500z√∕∕z,求仪表的比值系数。
画出可实现上述比值关系的控制系统原理图和方框图。
2、工艺规定A、B两物料的流量成L2的固定比值关系,即K=&/JFB=L2。
巳知KmaX=5.28根3/自F13max=4Am3Zh;其中A物料是不可控的。
试确定调节方案,画出控制系统流程图和方框图,并求出比值器上的比值系数。
3、图所示的锅炉三冲量液位控制系统中,三冲量是指哪三个冲量?
简述蒸汽负荷增大时和供水压力增加时系统分别如何进行调节?
4、单闭环比值调节系统如下图所示,分别简述当Ql有波动和Q受扰动时系统如何进行调节?
系统稳定后,调节的结果将是怎样?
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自动化仪表与过程控制 自动化 仪表 过程 控制 习题 思考题