过程控制系统试题库 Microsoft Word 文档(10)

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流量特性的定义：被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系称为调节阀的流量特性。

固有（理想）流量特性：在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。

Ql?f()QmaxL调节阀的工作流量特性：实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时流量特性会发生畸变。

常用的调节阀的理想流量特性有：（1）快开特性，（2）直线特性，（3）抛物线特性，（4）等百分比（对数）特性。

3．为什么说百分比特性又叫对数特性？与直线特性比较，它有什么特点？

简答：

等百分比（对数）流量特性：单位相对行程变化所引起的相对流量变化与此点的相对开度成对数关系：

等百分比（对数）流量特性曲线斜率（放大系数）随行程的增大而增大。流量小时，流量变化小；流量大时，流量变化大。等百分比阀在各流量点的放大系数不同，但对流量的控制力却是相同的。直线阀的

Q?RQmaxl(-1)L流量放大系数在任何一点上都是相同的，但其对流量的控制力却是不同的。

4．什么叫调节阀的可调范围？在串联管道中可调范围为什么会变化？

简答：

控制阀的可调范围或可调比R，为调节阀所能控制的最大流量与最小流量的比值。

R?Qmax/Qmin ，其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控制的最小流量，约为最大流量的2～4%。一般阀门的可调比R=30。

在串联管道中，因为随着流量的增加，管道上的压力损失增加，使得阀全开时的流量

Qmax降低、可调范围降低。

5．什么是串联管道中的阀阻比S？S值的变化为什么会使理想流量特性发生变化？

简答：

阀阻比S表示存在管道阻力的情况下，阀门全开时，阀门前后的最小压差

?pmin与系统总压差p0之比：S??pmin/p0。

存在管道阻力的情况下，

S?1，可调范围减小。随着S的减小，直线特性渐渐趋近于快开特性，等百分比特性渐渐趋近于直线特性。阀阻比S的值愈小，流量特性变形的程度愈大。实际使用中，一般S

的值不低于0.3。

6．什么是控制阀的流量系数C（KV）？如何选择控制阀的口径？

简答：

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控制阀的流量系数C（KV）的大小直接反映了流体通过控制阀的最大能力！

流量系数C的定义：在阀两端压差100kPa，流体为水（1000Kg／m）的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（m /h）。

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选择控制阀口径的步骤：

⑴根据生产能力、设备负荷，决定控制阀最大流量

qVmax；

⑵根据所选定的流量特性及系统特点选定

S??pmin/p0的值，然后计算阀门全开时的压差；

⑶根据流通能力计算公式，求得最大流量时的流量系数Cmax

⑷根据求得的流量系数Cmax，在所选用的产品型号的标准系列中选用大于 Cmax并最接近Cmax

的C值，从而选取阀门口径。

⑸验证控制阀门的开度与可调比；

7．什么叫气动调节阀的气开式与气关式？起选择的原则是什么？

简答：

气动调节阀在气压信号中断后阀门会复位。

无压力信号时阀全开，随着信号增大，阀门逐渐关小的称为气关式。

反之，无压力信号时阀全闭，随着信号增大，阀门逐渐开大称的为气开式

阀门气开气关式的选择原则：

当控制信号中断时，阀门的复位位置能使工艺设备处于安全状态

8．电动仪表怎样才能用于易燃、易爆场所？安全火花是什么概念？

简答：

电动仪表存在电路打火的可能。如果从电路设计就开始考虑防爆，把电路在短路、开路及误操作等各种状态下可能发生的火花都限制在爆炸性气体的点火能量之下，则此仪表称为安全火花防爆仪表

煤矿井下用电气设备属Ⅰ类设备；

有爆炸性气体的工厂用电气设备属Ⅱ类设备；

有爆炸性粉尘的工厂用电气设备属Ⅲ类设备。

对于Ⅱ类电气设备，电路电压限制在30VDC时，各种爆炸性混合物按最小引爆电流分为三级。

30V、70mA

第五章 被控过程的数学模型

5．0．引言

1．控制系统的控制过程品质主要取决于系统的结构和系统中各组成环节的特性

2．前几章的讨论中，我们已知变送器和执行器的特性是比例关系、控制器的特性由控制规律决定。本章讨论被控对象的特性

5．1．被控过程数学模型的作用与要求

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1．在经典控制理论中，被控对象的特性一般用单输入、单输出的数学模型描述。最常用的是传递函数。

2．传递函数是指用拉氏变换式表示的对象特性。

5．2．建立被控过程数学模型的基本方法

1．求对象的数学模型有两条途径：机理法、测试（实验）法

2．机理法：根据生产过程的内部机理，列写出有关的平衡方程，从而获取对象的数学模型。

3．测试法：通过实验测试，来识别对象的数学模型。

由于影响生产过程的因素较多，单纯用机理法建模较困难，一般用机理法的分析结论，指导测试结果的辨识。

5．3．机理法建模

5．3-1．机理法建模的基本原理

5．3-2．单容过程建模

1．当对象的输入输出可以用一阶微分方程式来描述时，称为单容过程或一阶特性对象。 大部分工业对象可以用一阶特性描述。2．单容过程是指只有一个储蓄容量的被控过程。

3．单容贮液箱液位过程I

⑴机理建模步骤：

从水槽的物料平衡关系考虑，找出表征h与Q1关系的方程式。

?h写成标准形式

Tddt??h?K??1

进行拉氏变换

H(s)K传递函数为：

?)?T?s?1

1(s?Q⑵

K?K1?1?Rs?????h?Q；T?A?Rs

12⑶阶跃响应：

?h?K????t/T1(1?e)

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⑷对象的特性参数K、T反映了对象的物理本质。

容量系数（液容）A——反映对象存储能量的能力；如水槽面积A，它影响时间常数 T 的大小。

阻力系数（液阻）RS——反映对象对物料或能量传递的阻力；如阀门阻力系数 RS ，它影响放大系数 K 的大小。

4．被控过程的自衡特性与单容贮液箱液位过程II

⑴从一阶惯性特性曲线可以看出，对象在扰动作用下，其平衡状态被破坏后，在没有人工干预或调节器干预（外部干预）下，能自动达到新的平衡状态，这种特性称为“自衡特性”。

⑵用自衡率ρ表征对象自衡能力的大小

????11??h(?)K

⑶并不是所有被控过程都具有自衡特性。同样的单容水槽如果出水用泵抽出，则成为无自衡特性。

K?1H（s）K ?Q2?0；???（s）T?sA?s15．（潘例4-2）单容热力过程理论建模：加热装置采用电能加热，给容器输入电能加热的热流量

qi，容器的热容为C，容器中液体的比热容为cp，流量为q的液体以Ti的入口温度流入，以Tc的出口温度流出（ …… 此处隐藏：2276字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……