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1、期末考试经过控制计算题计算及问答题1某换热器温度控制系统设定值为100，在阶跃扰动作用下的过渡经过曲线如下图。分别求出衰减比、最大偏差、余差、过渡时间和振荡周期按3稳态值来确定过渡时间。温度解：衰减比=8.011)105110()105130(12=-=-BB最大偏差A，即超调量=%8.23%100%100105105130)()()(=?=?-yytyp余差C=yy0=105100=5过渡时间ts=27min，计算稳态值的3，即102或108，用尺子量后估算出时间振荡周期，时间作衰减振荡，所以振荡周期T=208=12min，两个波峰的时间差2已知某被控经过的数学模型为1)()(+=TsKsE
2、sU应用前向差分法，求关于u(k)和e(k)的差分方程。参考计算控制课本p129解：)()1()(sEKTssU?=+?)()()(sEKsUsUTs?=+?)()()(tKetuTdttdu=+设采样周期为TS，代入STkukudttdu)()1()(-+=第页)()()()1(kKekukukuSTT=+-+)()1()(kKekukuTTTTTTSSS-+=3一台仪表的测温范围为100550，绝对误差的最大值为2，求这台仪表的相对误差。解：=%44.0%1001005502=?-4某一标尺为0500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：1求出仪表最大绝对误差值；2确定仪表
3、的允许误差及准确度等级；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8，问该仪表能否还符合出厂时的准确度等级。解：(1)最大绝对误差值为6。(2)仪表精度=%5.1%2.1%10005006=?-所以允许误差为%，仪表精度等级为级。(3)使用一段时间后的精度为=%5.1%6.1%10005008=?-所以不符合出厂时的准确度等级。5如下列图所示液位控制系统中，被控经过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Q26图所示液位经过的输入量为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
4、，求：1列出液位经过的微分方程组；2画出液位经过的框图；3求液位经过的传递函数W0(s)=H(s)/Q1(s)q2q3(2) (3)做拉氏变换)()(32)()(1sCsHsQRsHRsH=-3232321)()(0)(RRsRCRRRsQsHsW+=7用动态特性参数法整定单回路控制系统调节器参数时，测得经过的8s，T=80s，自平衡率1，当调节器分别采用P、PI、PID控制规律时，求，调节器整定的参数解：由于1.0808=T，故应用表中2.0T时的公式计算。1比例调节比例度1.01=T(2)比例积分调节比例度11.01.11=T积分时间sTI4.263.3=3比例积分微分调节比例度085.0
5、85.01=T积分时间sTI162=微分时间sTD45.0=某热交换器图所示，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t1，试设计一个单回路控制系统，并讲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。8.某前馈控制系统框图如下图，试通过推导分析，前馈控制器W1(s)、经过扰动通道传递函数W2s和经过控制通道传递函数W3(s)知足什么关系时，能够实现对扰动的全补偿9.某液位经过的阶跃响应实验测得如下数值当其阶跃扰动量为=20%时，求：1画出液位经过的阶跃响应曲线；2该经过用一阶加滞后环节近似描绘，确定液位经过的K0，T0，。参考
6、课本p136，作业2-13，一模一样解：(1)由实验数据，液位经过的阶跃响应曲线如下图： (2)取()6.19=y，则()98%206.190=?YK取()39.01=*ty，()63.02=*ty，由()()()*=ytyty在图上得到1261t，1952t代入式中，得138)(2120=-=ttT57221=-=tt校验数据：当10、在蒸汽锅炉运行经过中，必须知足汽-水平衡关系，汽包水位是一个特别重要的指标。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，并讲明原因。3确定调节器的正、反作用方
7、式，必须有具体的分析经过。4画出该控制系统的方框图。11、在某生产经过中，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，必须有具体的分析经过。5确定两台调节器应选择什么调节规律。12、右图为一个加热器控制系统，通过将进料(流体)与蒸汽进行换热到达对物料(流体)进行q)为最主要的干扰。1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(v试选
8、用适宜的的控制方案,讲明理由,并画出控制系统框图和构造图。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。13、右下列图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度液位串级控制。1)此串级控制系统的主副被控变量各是什么2)试设计一温度液位串级控制系统，完成该控制方案的构造图即将图示的氨冷器控制系统示意图补充完好；3)试画出温度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，并讲明原因；5)确定主副调节器的正反作用。14、一个如下图的换热器，用蒸汽将进
9、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1。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TTTCLCLT铜液液氨气氨15.某台测温仪表的测温范围为200700，仪表的最大绝对误差为4，试确定该仪表的允许误差和精度等级。%1%8.0%1002007004=?=-所以允许误差为%，仪表精度等级为级。16.某被测参数的测量范围要求为01000kPa，根据工艺要求，用来测量的绝对误差不能超过8kPa，问选用何种精度等级的压力测量仪表才能知足要求。%1%8.0%10010008=?=所以允许误差为%，仪表精度等级为级