过程控制系统试题库 Microsoft Word 文档(12)

⑶求出传递函数

H(s)/Q1(s)，并写出放大倍数K和时间常数T的表达式。

解：

Q1?Q2?Q3?A?dhdtd?hdt?Q1??Q2??Q3?A??Q2??h?h、?Q3?R2R3?Q1?A?R?R3d?h11??h（?）??h（A?s?2）dtR2R3R2R3RR（/R2?R3）?hR?23?RR?Q1AR?s?1A23?s?1R2?R3H（s）K?Q（1s）T?s?1K?R?T?AR2．（王5-10）下图液位过程，输入量为

R2R3R2?R3

Q1，液位h2为被控参数，⑴列写液位过程的微分方程组；⑵求出传递函数H2(s)/Q1(s)。

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（厉：例题2-5）下图液位过程，

Q1的变化量为输入量，液位h2的变化量为被控参数，⑴列写液位过程的微分方程组；⑵求出传递函数H2(s)/Q1(s)。

C1dh1?q1?q2dth?h2q2?1R2

dhC22?q2?q3dthq3?2R3R3H2(s) ?2Q1(s)C1R2C2R3?s?(C1R2?C2R3?C1R3)?s?13．（王：习题5-15，完善课题）某单容液位过程，如下图。贮罐中液位高度h为被控参数,流入贮罐的体积流量为q1，过程的输入量可通过阀门1的开度来改变；流出贮罐的体积流量q2为过程的干扰，其大

小可以通过阀门2的开度来改变。当阶跃

???20%时，实验测得响应数据如下

t/s h/cm 0 0 10 0 20 0．2 40 0．8 60 2．0 80 3

100 6 140 5．4 180 11．8 250 14．4 300 16．6 400 18．4 500 19．2 600 19．6 ⑴画出液位阶跃响应曲线

⑵用一阶惯性环节加滞后近似描述该过程的动态特性，确定

K、T、?

解：

系统

G(s)?K?e???s

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K?200.2?100；??60s；T?300?60?240s

第六章 简单控制系统的设计与参数整定

6．1．简单控制系统的结构与组成

1．指由一个测量变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统。

2．控制系统工艺流程图

3．控制系统原理方框图

4．过程控制系统施工图

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6．2．简单控制系统的设计

6．2-1．过程控制系统方案设计的基本要求、主要内容与设计步骤

1．过程控制系统方案设计的基本要求：生产过程对过程控制系统的要求可简要归纳为安全性、稳定性和经济性三个方面。

2．过程控制系统设计的主要内容：过程控制系统设计包括控制系统方案设计、工程设计、工程安装和仪表调校、调节器参数整定等四个主要内容。其中控制方案设计是控制系统设计的核心。

3．过程控制系统设计的步骤

⑴掌握生产工艺对控制系统的技术要求

⑵建立被控过程的数学模型

⑶确定控制方案：——包括控制方式和系统组成结构的确定，是过程控制系统设计的关键步骤。

⑷控制设备选型

⑸实验（或仿真）验证

6．2-2．被控参数与控制变量的选择

1．被控变量：生产过程中希望借助自动控制保持恒定值（或按一定规律变化）的变量；合理选择被控变量，关系到生产工艺能否达到稳定操作、保证质量、保证安全等目的。2．当不能用直接工艺参数作为被控变量时，应选择与直接工艺参数有单值函数关系的间接工艺参数作为被控变量。

3．控制变量选择：

把用来克服干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量称为控制变量或操纵变量。最常见的操纵变量是介质的流量，也有以转速、电压等作为操纵变量的。

过程（通道）：

KK广义对象GO(s)?OfT?s?1；调节器为比例调节器：Gc(s)?Kc；扰动通道：Gf(s)?T

Of?s?1⑴K0越大，被调参数对控制作用的反应越灵敏，系统的闭环稳定性越低。

Kf越大，干扰作用越强，稳态误差越大。

K0越大，控制作用越强，稳态误差越小；

故应选放大系数大的变量作为控制变量。

⑵干扰通道的惯性因子（Tf s+1）使干扰作用的影响缓慢。

Tf 越大，干扰对被控变量的影响越缓慢，越有利于控制。

干扰进入系统的位置离被控变量检测点越远，则Tf 越大，控制时最大偏差越小。

6．2-3．检测环节、执行器及调节器正负作用选择

1．执行器的选择

⑴调节阀工作区间的选择：正常工况下，调节阀的开度应在15%～85%区间。据此原则计算、确定控制阀的口径尺寸。

⑵调节阀的流量特性选择：按补偿对象特性的原则选取。

⑶调节阀的气开、气关作用方式选择：按控制信号中断时，保证生产设备安全的原则确定。

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