过程控制习题.doc

T1.6 （1）最大偏差A—被控变量偏离给定值的最大数值 （给定值为800） A=843-800=43 超调量B—第一个波峰值与新稳定值之差 B=843-808=35 衰减比B1：B2 — 相邻两个波峰值之比 ( 843-808)/(815-808)=5 余差值 被控变量的新稳定值与给定值之偏差C=808-800=8 振荡周期 过渡过程同向两个波峰间间隔时间为周期T=20-5=15min 工艺规定的操作温度为800±9），表示给定值为800，余差为9,由（1）得出的最大偏差A=4350，余差C=89，所以该系统满足要求。 T2.8 （1） 由图可知： （阶跃扰动为稳态值的10%，即k=10） （P36）计算法：阶跃响应表达式 （1.1） 选取t1=140s,t2=250s对应，其中t2t1 由式（1.1）可得， 取自然对数并联立求解，得； （1.2) (1.3) 为计算方便，选取代入式（1.2）和（1.3）则 T=2（t2-t1)=; ; 。 T3.9 影响物料出口温度的主要因素有：蒸汽压力、流量，冷物料温度、压力、流量。 被控参数选热物料的出口温度，因为它直接决定着产品的质量；调节参数选蒸汽流量，因为它可以控制。 从工艺安全和经济性的角度考虑，应该保证在系统发生故障时，调节阀处于闭合状态，避免因换热器温度过高而发生损坏和不必要的浪费。所以选择气开式。 被控参数为热物料的出口温度，因此调节规律选择PID。温度变送器Km为+；调节阀为气开，即Kv为+；对于被控对象，当阀门开度增大时，热物料的出口温度升高，即K0为+。由于组成系统的各个环节的静态系数相乘为+，所以调节器的Kp为+，即为反作用。 (5) T3.10 大修后变送器的量程由500℃变为300-200=100℃，变送器的放大倍数将发生变化，从而导致广义对象特性放大倍数发生变化： ， 系统的过渡过程将会发生变化，系统可能不稳定，此时，应该减小PID调节器的比例放大系数，使，以保证开环放大倍数 T3.11 由广义对象特性试验可知， 根据表3.8可得 ， T3.12 由于工艺上不允许塔釜的液位被抽空，所以从安全角度考虑，调节阀应该选择气开式，这样当发生事故时调节阀处于闭合状态。 液位变送器Km为+；调节阀为气开式，即Kv为+；被控对象：当阀门开度增大时，塔釜液位下降，所以Ko为-；由于组成系统的各个环节的静态系数相乘为+，所以调节器的Kp为-，即调节器应采用正作用方式。 T4.3 控制系统的框图 因工艺要求加热温度不能过高，所以选择调节阀为气开式，这样就避免了发生故障时还会有蒸汽进入，造成危险和浪费。 主调节器：温度 PID；副调节器： 流量 P或PI 副调节器：流量变送器Km为+；调节阀为气开式，即Kv为+；当阀门开度变大时，进入加热器的蒸汽增多，即副对象的系数Ko2为+；由于组成系统的各个环节的静态系数相乘为+，所以副调节器的Kp为+，即副调节器应采用反作用方式。 主调节器：温度变送器Km为+；调节阀为气开式，即Kv为+；当蒸汽增多时，热物料的出口温度升高，即副对象的系数Ko1为+；由于组成系统的各个环节的静态系数相乘为+，所以主调节器的Kp为+，即主调节器应采用反作用方式 。 当蒸汽流量突然增加时，加热器的蒸汽会增多，FC测量值增加，又因为FC为反作用，所以FC的输出减小，即阀门开度减小，从而通过改变蒸汽流量来稳定加热器的温度。 当冷物料突然增加时，热物料的出口温度降低，此时温度调节器TC的测量值减小，又因为TC为反作用，所以TC的输出值增大，也就是流量调节器的测量值减小。因为流量调节器是反作用方式，即调节阀的开度增加，从而通过改变蒸汽流量使加热器的出口温度上升，直至稳定状态。 T4.4 （1）流程图 系统框图 （2）为了保证清水的处理质量，调节阀应选择气开形式，当清水处理的质量不合格时，调节阀处于全闭的状态，以免污染环境。 （3）主调节器：由于工艺要求清水池水位稳定在某一高度上，因此应该选择PI调节规律。 副调节器：副被控参数为流量，调节规律可以选择P调节。 （4）副环：流量变送器Km为+；调节阀为气开式，即Kv为+；副对象：当阀门开度变大时，污水流量增多，即副对象的系数Ko2为+；由于组成系统的各个环节的静态系数相乘为+，所以副调节器的Kp为+，即副调节器应采用反作用方式。 主环：当副对象流量增多时，主对象的液位升高，所以主对象的放大系数为+，主调节器的Kp为+，即副调节器应采用反作用方式。 T4.5 （1）串级系统能够抑制主要干扰，控制参数应该为蒸汽流量，而不是冷水流量 (2) 以蒸汽压力为副变量,物料的出口温度为主变