《过程控制复习要点与习题答案(3-4)...doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《过程控制复习要点与习题答案(3-4)...doc（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、优质文本第三章 调节器1 掌握P、，调节的特点，各调节规律定义公式，其阶跃响应。积分时间的大小相应的积分作用怎样？微分时间的大小其作用怎样？比例度如何求取？ 2 无扰动切换是指什么？3 了解微分先行的算法主要用于解决什么问题？对什么有微分作用？4 了解比例先行的算法有什么特点？5 掌握微分方程及差分方程？ 6 掌握调节器的正反作用判断。执行器7 掌握解执行器的作用、类型、由哪两局部组成？各局部的作用是什么？8 了解气动执行器和电动执行器各有什么特点？9 掌握什么是气开阀，什么是气关阀。按什么原那么、如何来选择气开或气关方式？10 掌握调节阀流量特性的定义；理想流量特性的定义、分类和特点；11
2、工作流量特性的定义，串联管道中调节阀流量特性的变化12 S值是指什么？S值的大小对流量特性的影响？13 掌握选择调节阀的流量特性的三原那么？14 了解电气转换器起什么作用？为什么要用阀门定位器？ 15 掌握构成一个平安火花型防爆系统的充要条件是什么？平安火花型防爆系统的组成结构。16 了解防爆栅有哪几种类型？ 17 了解危险场所分为哪几类？危险程度最高的是哪一类？第一类危险场所又分为哪几级？ 第四章 控制对象的特性测试1. 掌握利用机理法建立单容/双容对象的数学模型。2. 掌握什么是具有自衡能力的对象？具有滞后的一阶二阶特性的表示式；什么是无自衡能力的对象？具有滞后的一阶二阶特性的表示式。3.
3、 掌握什么是飞升曲线？单容对象或多容对象的飞升曲线可用哪些参数来表征？4. 掌握如何测定飞升曲线和方波响应曲线？测得方波响应曲线后如何获得飞升曲线(获取飞升曲线的原理和方法)。5. 掌握由飞升曲线来确定一阶对象，了解确定二阶对象的传递函数的方法。6. 掌握测定对象动特性的方法分类第三次作业P10812某比例积分调节器的输入，输出范围均为420 ，假设设=100%，T1=2，稳态时其输出为6，假设在某一时刻输入阶跃增加1，试求经过4后调节器的输出。解： =1100% =1U(t)(e(t)+1e(t)= e(t)+1e(t)=1+0.51=1+0.54=3 那么4后调节器的输出为9 (5)什么叫
4、无平衡无扰动切换？全刻度指示调节器是这样保证由自动到软手动，由软手动到硬手动，再由硬手动到软手动，由软手动到自动之间的无扰动切换的？ 解：当调节器由硬手动切换到软手动是，由于切换后的积分器具有保持特性，即能保持切换前的硬手动输出状态，故由硬手动切向软手动，无需平衡即可做到输出无扰动 6调节器的正反作用是如何规定的？ 答：随着测量信号的增加，调节器的输出也增加，那么为正作用；随着测量信号的增加，调节器的输出减少，那么为反作用。 15什么是调节阀的流量特性？调节阀的理想流量特性有哪几种？它们各是怎样定义的？调节阀的工作流量特性和阻力系数有关，而阻力系数又是怎样定义的？它的大小对流量特性有何影响？
5、答：调节阀的流量特性，是指控制介质流过阀门的相对流量与阀门相对开度之间的关系。理想的流量特性有直线流量特性，对数流量特性和快开流量特性。直线流量特性是指流过调节阀的相对流量和阀门的相对开度成直线关系对数流量特性是指单位行程变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比关系快开流量特性是指在小开度时就有较大的流量，随着开度的增大，流量很快到达最大，故称为快开特性。阻力系数S定义为阀全开时阀前后压差与系统总压差P的比值。当1时，管道压降为零，调节阀前后压差等于系统总压差，故工作流量特性即为理想流量特性；当S1时，由于串联管道阻力的影响，使流量特性产生两个变化：一个是阀全开时流量减少；另一个是使阀在
6、大开度工作时控制灵敏度降低。随着S值减少，直流特性趋向于快开特性，对数特性趋向于直线特性，S值越小，流量特性的变形程度愈大。25如下列图，冷物料通过加热器用蒸汽对其加热。在事故状态下，为了保护加热器设备的平安，即耐热材料不被损坏，现在蒸汽管道上有一个气动执行器，试确定其气开，气关形式，并画出由调节器构成的控制系统结构框图。 解：为了保护加热设备的平安，应该选择气开阀。 6现测得三种流量特性的有关数据见表。试分别计算其相对开度在10%，50%，80%各变化10%时的相对流量的变化量，并据此分析它们对控制质量的影响和一些选用原那么。 (%) ()0102030405060708090100直线流量
7、特性3.313.022.732.342.051.761.371.080.690.3100对数流量特性3.34.676.589.2613.018.325.636.250.871.2100快开流量特性3.321.738.152.665.275.884.591.396.1399.03100调节阀的相对开度()()和相对流量() (%) 30解：直线流量特性：相对开度在10%，50%，80%各变化10%的相对流量变化量为74.6%，18.6%，12%对数流量特性：相对开度在10%，50%，80%各变化10%的相对流量变化量为41%，40%，40%快开流量特性：相对开度在10%，50%，80%各变化10
8、%的相对流量变化量为76%，11%，3%由上述数据可知，直线特性的调节阀在开度变化相同的条件下，当流量小时，流量的变化值相对较大，调节作用强，容易产生超调和引起振荡；当流量大时，流量变化值相对较小，调节作用进行缓慢，不够灵敏。适合于符合稳定的场合。 对数流量特性的调节阀在同样的开度变化值下，当流量小小开度时，流量的变化也小调节阀的放大系数小，调节平稳缓和；流量大大开度时，流量的变化也大调节阀的放大系数大，调节灵敏有效。无论大开度还是小开度，相对流量的变化率都是相等的，说明流量变化的百分比是相同的。适用于符合变化的场合。快开流量特性的调节阀在开度很小时，就已经将流量放大，随着开度的增加，流量很快
9、就到达最大饱和值，以后再增加开度，流量几乎没有什么变化。这种流量特性适合于迅速开闭的切断阀或双位控制系统。补充作业：1. 如下列图，用差压变送器测敞口容器液位，其最低液位和最高液位到仪表的距离分别为h1=1m，h2=3m,假设被测介质的密度为9803,求： 1该变送器的量程为多少？ 2是否需要迁移？迁移量为多少？2： 某负作用理想调节规律， ， 20,在0时刻参加一幅值为1的阶跃信号，假设调节器的起始工作点为6，试画出调节器的输出波形。3. 某正作用理想调节规律， 300,试画出在如下列图输入方波作用下的调节器输出波形初始工作点6。在阶跃输入作用下，即调节器的输出为：因此，可以从阶跃响应曲线上
10、确定，1 ，那么0, 1 22(1) P1=1/0.5=2=200%, T1=0.5 P2=1/2=50%, T2=1(2) 14*201600%, 10.25, 10.12524* 50200%, T2=0.5 , 20.5 (2号线变为1号线 )(3)比例、积分作用减弱，影响比例的是P，影响积分作用的是P和5 某电动比例调节器的测量范围为100200 ，其输出为010。当温度从140 变化到160 时，测得温度调节器的输出从3变化到7，试求该调节器的比例带。6 图示锅炉生产情况，冷水进入气鼓，经燃烧加热产生蒸汽，在生产过程中，工艺要求气鼓里的水不能烧干，不然将产生事故，甚至发生爆炸。为了保
11、证锅炉的平安生产，试确定冷水进水管道上调节阀的气开，气关形式。气关阀7、图示，冷物料通过加热器用蒸汽对其加热，在事故状态下，为了保护加热器设备的平安，即耐热材料不损坏，现在蒸汽管道上有一只调节阀，确定其气开，气关形式。气开阀第四、五章习题1、水槽如下列图。其中F为槽的横截面积，R1、R2、R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2 、Q3为流出量。要求： (1) 写出以水位H为输出量，Q1为输入量的对象动态方程； 2写出对象的传递函数，并指出其增益K和时间常数T的数值。2、有一液位对象，其矩形脉冲响应实验结果见下表。矩形脉冲幅值 阀门开度变化，矩形脉冲宽度 。(1)试将矩形脉冲响应曲线转换为阶跃响应
12、曲线。(2)假设将它近似为带纯延迟的一阶惯性对象，试用不同的方法确定其特性参数K、T和 的数值。xt= x1t+ x2tx2t= - x1t -tyt= y1t+ y2t = y1t- y1tt020406080100120140160180200220240260280h100.20.82.03.65.47.49.31112.613.614.415.115.816.43003203403603804001717.417.617.817.9518.1画图并求得 0:20:400; h1=0, 0.2,0.8,2.0,3.6,5.4,7.4,9.3,11,12.6,13.6,14.4,15.1,
13、15.8,16.4, 17, 17.4,17.6,17.8,17.95,18.1; 1/0.2; 0:0.5:400; (); x0=100,139,51; (0) (); 1().2) x2=90.5,180,40; y2= (x2); 2(2).2) (,r*,k2,b); ;90.5,180,40100.7384 138.9393 50.66273.求无自平衡能力的双容水槽液位与输入流量的对应关系解：根据动态平衡关系，列出以下增量方程 进行拉普拉斯变换，整理，得到传递函数、数学模型 为槽1的时间常数为槽2的时间常数 4.求有自平衡能力的双容水槽液位与输入流量的对应关系5. 如下列图简单水
14、槽对象，进水流量为20m3，液位h稳定在10m处，现在我们人为地将进水流量突然加大到30m3，液位h的反响曲线如下列图，试求出该水槽对象的特性参数并写出对象传函。液位h为输出变量，进水流量为输入变量6.12 干扰通道特性对控制质量的影响, 当干扰是幅值为F的阶跃信号1. 调节通道特性对控制质量的影响，当给定是幅值为R的阶跃信号3比例度越大，余差越大。47通常情况下，如图系统阀门气开气关型式和调节器正反作用应选 C 。A. 气开阀 正作用调节器B. 气开阀 反作用调节器C. 气关阀 正作用调节器D. 气关阀 反作用调节器8.试设计控制系统被控参数选择，控制参数选择，调节阀及调节器调节规律，正反作用的选择，画出控制系统框图 参考书上奶粉加工过程控制系统的设计