计算机控制复习习题.docx

某化学反应器，工艺规定操作温度为200±10°C,考虑安全因素，调

节过程中温度规定值最大不得超过15°Co现设计运行的温度定值调

节系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示，试求:

该系统的过渡过程品质指标(最大偏差、余差.衰减比、振荡周期和

参考答案：

最大偏差 A = 230-200 = 30°C

余差C= 205-200 = 5°C

衰减比n = yl: y3 = 25:5 = 5:1

振荡周期T 二20 - 5 = 15 (min)

设被控变量进入稳态值的土2%,就认为过渡过程结束，则误差区域二205 X (± 2%) = ± 4. 1°C

在新稳态值(205°C )两侧以宽度为土4. 1°C画一区域(阴影线)。曲线进入时间点Ts = 22min

工艺规定操作温度为200土10°C,考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15°C,而该调节系统A二30°C,不满足工艺要求。

最大偏差 A = 230-200 = 30 °C

余差C= 205-200 = 5°C

衰减比n 二yl: y3 二25:5 = 5:1

请判定图所示温度控制系统中，调节阀和调节器的作用型式。

3. 当物料为温度过低时易析出结晶颗粒的介质，调节介质为待加热的软化水

时； （C ）

4. 当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为待加热的软化水

对于图示的加热器串级控制系统。

要求：

（1） 画出该控制系统的方框图，并说明主变量、副变量分别是什么？主控制器、 副控制器分别是哪个？

（2） 若工艺要求加热器温度不能过高，否则易发生事故，试确定控制阀的气开 气关型式；

（3） 确定主、副控制器的正反

作用；

（4）当蒸汽压力突然增加时,

简述该控制系统的控制过程;

（5）当冷物料流量突然加大时

,

时； A. 气关调节阀, B. 气开调节阀, C. 气开调节阀, D. 气关调节阀, （D ）

正作用调节器;

反作用调节器;

正作用调节器;

反作用调节器

.

(A )

2.当物料为温度过高时易结焦或分解的介质，调节介质为过热蒸汽时;

简述该控制系统的控制过程；

(注：要求用各变量间的关系来阐述) 解:(1)该控制系统的方框图

扰动1 扰

动2

(2)由于工艺要求加热器温度不能过高，否则易发生事故，所以控制阀应选用气开型式，一但气源故障断气，控制阀自动关闭，蒸汽不再进入加热器，以避免介质温度过高发牛事故。

(3)确定主、副控制器的正反作用：

在副回路屮，由于流量对彖是“ + ”作用(阀开大，流量增加)的(Ko2>0), 控制阀也是“ + ”作用(气开式)的(Kv>0),故副控制器FC是“ + ”特性

(Kc2>0),选反作用，这样才起到负反馈的控制作用；

在主回路中，由于主对象是“ + ”作用(副变量蒸汽流量增大，主变量出口温度

也增大)的(Kol>0),故主控制器TC是“ + ”特性(Kcl>0),选反作用，这样才起到负反馈的控制作用。

(4)当蒸汽压力突然增加时，该控制系统的控制过程如下：蒸汽压力增加，则蒸汽流量增加，由于FC为反作用，故其输出降低，因而气开型的控制阀关小，蒸汽流量减少以及时克服蒸汽压力变化对蒸汽流量的影响，因而减少以致消除蒸汽压力波动对加热炉岀口物料温度的影响，提高了控制质量。

(5)当冷物料流量突然加大时，该控制系统的控制过程如2冷物料流量加大, 加热炉出口物料温度降低，反作用的TC输出增加，因而使FC的给定值增加，FC 为反作用，故其输出也增加，于是气开型的控制阀开大，蒸汽流量增加以使加热炉出口物料温度增加，起到负反馈的控制作用。

图示的热交换器中，物料与蒸汽换热，要求出口温度达到规定的要求。

试分析下述情况下应采取何种控制方案为好。画出系统的结构图与方

块图。

物料流量F比较稳定，而蒸汽压力波动较大。

物料流量F比较稳定，而蒸汽压力波动较大。可设计出口温度为主变量，蒸汽压

力为副变量的的串级控制系统。

测量、变送

y2 测量、变送yl

控制系统方块图

"冷凝水 *冷凝水 设定值 + 温度控 制器TC 压力控 制器PC ＞执行器 ＞压力对象 丁*温度对象 温度T