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第1章过程控制系统概述

习题与思考题

1.1什么是过程控制系统，它有那些特点？

1.2过程控制的目的有那些？

1.3过程控制系统由哪些环节组成的，各有什么作用？过程控制系统有那些分类方

法？

1.4图1.11是一反应器温度控制系统示意图。A、B两种物料进入反应器进行反应，

通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器的温度保持不变。试画出该温度控制系统的方

框图，并指出该控制系统中的被控过程、被控参数、控制参数及可能影响被控参数变化的扰

动有哪些？

1.5锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安

全的一个十分重要的参数。水位过高，会使蒸汽带液，降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损

坏后续设备；而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。因此，必须对

汽包水位进行严格控制。图1.12是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求：

1）画出该控制系统方框图。

2）指出该控制系统中的被控过程、被控参数、控制参数和扰动参数各是什么。

3）当蒸汽负荷突然增加，试分析该系统是如何实现自动控制的。

蒸汽

汽

TT包

LTLC

B

A

TC

加热室

冷却水

V-1

图1.11反应器温度控制系统图1.12锅炉汽包水位控制示意图

1.6评价过程控制系统的衰减振荡过渡过程的品质指标有那些？有那些因素影响这些

指标？

1.7为什么说研究过程控制系统的动态特性比研究其静态特性更意义？

1.8某反应器工艺规定操作温度为80010℃。为确保生产安全，控制中温度最高不得

超过850℃。现运行的温度控制系统在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图1.13所示。

1）分别求出稳态误差、衰减比和过渡过程时间。

2）说明此温度控制系统是否已满足工艺要求。

T/℃

845

810

805

800

2025t/min

图1.13某反应器温度控制系统过渡过程曲线

1.9简述过程控制技术的发展。

1.10过程控制系统与运动控制系统有何区别？过程控制的任务是什么？设计过程

控制系统时应注意哪些问题？

第3章过程执行器

习题与思考题

3.1试简述气动和电动执行机构的特点。

3.2调节阀的结构形式有哪些？

3.3阀门定位器有何作用？

3.4调节阀的理想流量特性有哪些？实际工作时特性有何变化？

3.5已知阀的最大流量qvmin=50m3h，可调范围R=30。

1)计算其最小流量qvmin，并说明qvmin是否就是阀的泄露量。

2）若阀的特性为直线流量特性，问在理想情况下阀的相对行程h/L为0.3及0.9时的

流量值qv。

3）若阀的特性为等百分比流量特性，问在理想情况下阀的相对行程h/L为0.3及0.9

时的流量qv。

3.6某台调节阀的流量系数C=100。当阀前后压差为200k