期末考试过程控制计算题Word格式.docx
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(Ts1)K?
E(S)
Ts?
U(s)U(s)K?
E(s)
T讐u(t)Ke(t)
du(t)u(k1)u(k)
设采样周期为Ts,代入TS
吉(u(k1)u(k))u(k)Ke(k)u(k)天u(k1)严Ke(k)
4.某一标尺为0〜500C的温度计出厂前经校验,其刻度标尺各点测量结果值分别为:
被校表读数
100
200
300
400
500
标准表读数
103
198
303
406
495
(1)求出仪表最大绝对误差值;
(2)确定仪表的允许误差及精确度等级;
(3)仪表经过一段时间使用后,重新校验时,仪表最大绝对误差为土8C,问该仪表是否还符合出厂时的精确度等级。
(1)最大绝对误差值为6。
所以允许误差为土1.5%,仪表精度等级为1.5级。
(3)使用一段时间后的精度为3
所以不符合出厂时的精确度等级。
5•如下图所示液位控制系统中,被控过程物料的输入量和输出量是什么?
控制系统的
(1)
被控变量、
(2)操纵变量、(3)主要扰动、(4)输入信号、(5)输出信号各是什么?
6.图所示液位过程的输入量为q1,流出量为q2、q3,液位h为被控参数,C为容量系数,
设R1、R2、R3为线性液阻,求:
(1)列出液位过程的微分方程组;
(2)画出液位过程的框图;
(3)求液位过程的传递函数W°
(s)=H(s)/Q1(s)
⑶做拉氏变换
R2&
7•用动态特性参数法整定单回路控制系统调节器参数时,测得过程的t=8s,T=80s,自平
衡率p=1,当调节器分别采用P、PI、PID控制规律时,求0.75,调节器整定的参数
由于t100.1,故应用表中〒0.2时的公式计算。
(1)比例调节
比例度—T0.1
(2)比例积分调节
比例度1-1±
?
0-11
积分时间TI3.326.4s
(3)比例积分微分调节
比例度0.85丄t0.085
积分时间TI216s
微分时间Td0.54s
某热交换器图5.1所示,用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定的温度,生产工艺要求热水温度保持定值(t±
1C),试设计一个单回路控制系统,并说明该控制系统的基本工作原理,系统的被控变量、控制量和主要扰动量是什么及选用的控制算法。
”基津工作庫理:
当泠水洗量究熾地丸时,骚嘔元件说戏到热水出口開度送恆.于逼琲泄虽值与諳定馆的莖绘,iStra,購帘器控制邇莘质憧菇慕汽ift量in大,从“僮埜忒出口的蛊度上升,当热水出口的溫]豐达到设楚值”对.系變再次稳.定.”
:
專毓的被拒勇是小玄的返及.•,
”羟划量热癡汽的流量“》
»
主要扰壬是冷水的疏至-
[选用円控制葺法…
8•某前馈控制系统框图如图所示,试通过推导分析,前馈控制器Wi(s)、过程扰动通道传递
函数W2(S)和过程控制通道传递函数W3(s)满足什么关系时,能够实现对扰动的全补偿?
参考计算机控制p38。
求传递函数Y(s)/F(s),然后令分子等于0,即
Y(s)W2W1W3
F(s)1?
w2w1w30
9•某液位过程的阶跃响应实验测得如下数值
t/s
10
20
40
60
80
140
180
250
600
h/mm
0.2
2.0
3.6
5.4
8.8
11.8
14.4
16.6
18.4
19.2
19.6
当其阶跃扰动量为△卩=20%时,求:
(1)画出液位过程的阶跃响应曲线;
(2)该过程用一阶加滞后环节近似描述,确定液位过程的Ko,To,t
参考课本p136,作业2-13,(一模一样)
(1)由实验数据,液位过程的阶跃响应曲线如图所示:
19.6,则KoJ號98
t1126,t?
195代入式中,得
To2(t2ti)138
2tit257
校验数据:
当t3
时,即t357,yt30.0930
当七4(0.8To
)167.4时,yt40.5420.55
当t5(2T0
)333时,yt50.8770.865
所以该液位过程近似为:
W°
(s)
K°
s
T°
s1e
98
138s1
e57s
10、在蒸汽锅炉运行过程中,必须满足汽-水平衡关系,汽包水位是一个十分重要的指标。
当液位过低时,汽包中的水易被烧干引发生产事故,甚至会发生爆炸。
(1)试设计一个液
位的简单控制系统,在图中画出控制方案图。
(2)确定调节阀的气开、气关形式,并说明
原因。
(3)确定调节器的正、反作用方式,必须有详细的分析过程。
(4)画出该控制系统
的方框图。
11、在某生产过程中,通过加热炉对冷物料加热,根据工艺要求,需对热物料出口温度进行
严格控制。
对系统分析发现,主要扰动为燃料压力波动。
(1)试设计一个热物料出口温度的
串级控制系统,在图中画出控制方案图。
(2)画出该控制系统方框图。
(3)为保证设备安全,炉温不能过高,确定调节阀的气开、气关形式。
(4)确定两台调节器的正反作用方式,必须
有详细的分析过程。
(5)确定两台调节器应选择什么调节规律。
气开式剧调节黔作用
主调节器反作川
副调节器采用P或PI调节规律
主调廿器采用PI或PID调节规律
12、右图为一个加热器控制系统,通过将进料(流体)与蒸汽进行换热达到对物料(流体)进行
加热的目的,希望出料(流体)温度恒定。
其中已知进料(流料)流量(qv)为最主要的干扰。
(1)试选用合适的的控制方案,说明理由,并画出控制系统框图和结构图。
(2)为保证设备安全,
出料温度不能过高,确定调节阀的气开、气关形式。
确定调节器的正反作用以及应选择什么调节规律。
气开式
反作用
前馈调节器采用静态前馈
反锻调节器采用PI或PID控制
13、右下图所示的氨冷器,用液氨冷却铜液,要求出口铜液温度恒定。
为保证氨冷器内有
定的汽化空间,避免液氨带入冰机造成事故,采用温度一一液位串级控制。
1)此串级控制系统的主副被控变量各是什么?
2)试设计一温度一一液位串级控制系统,完成该控制方案的结构图(即将图示的氨冷器控
制系统示意图补充完整);
3)试画出温度一一液位串级控制系统控制框图;
4)确定气动调节阀的气开气关形式,并说明原因;
5)确定主副调节器的正反作用。
气氨
15.某台测温仪表的测温范围为允许误差和精度等级。
主参数为铜液温度孩副参数为液氨液位
结构阁(略)
方框图(略)
别调节器反作用
主调节器正作用°
副调节器采用P调节规律
主调疔器采用PI或FID调节规律
14、一个如图所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定温度,生产工艺要求热水温度维持恒定(土1C)。
试设计一简单温度控制系统,画出其方框图,并确定调节
阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用方式,指出调节器应选择什么调节规律?
解’
气开式反作用
PID控制规律
200~700C,仪表的最大绝对误差为土4C,试确定该仪表的
所以允许误差为土1.0%,仪表精度等级为1.0级。
16.某被测参数的测量范围要求为0~1000kPa,根据工艺要求,用来测量的绝对误差不能超
过土8kPa,
问选用何种精度等级的压力测量仪表才能满足要求。
8
1000
100%0.8%1%
所以允许误差为土1.0%,仪表精度等级为1.0级
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