热工控制系统模拟题

热工控制系统模拟题

一、名词解释（每个3分，共30分）

1.最大动态偏差：指在定值控制系统中，调节过程中被调量偏离给定值的最大暂时偏差。

2.衰减率：指每经过一个波动周期，被调量波动幅值减少的百分数。、

3.传递迟延：被调量变化时刻落后于扰动发生时刻的现象称为对象的传递迟延。

4.飞升速度：单位阶跃扰动下，被调量的最大变化速度。

5.自平衡率：被调量变化一个单位所能克服的扰动量。

6.比值控制系统：使两个或两个以上参数维持一定比值关系的控制系统

7.协调控制系统：使机组对外保证有较快的负荷响应和一定的调频能力，对内保证主要运参数稳定的系统

8.干扰通道：扰动与被控量之间的信息通道叫扰动通道。

9.炉烟含氧量：代表烟气中的过剩空气系数，是保证经济燃烧的重要指标。

10.纯迟延：由于信号传递产生的滞后。

二、填空题（每空1分，共20分）

1简单控制系统是由一个被调量，一个控制量，一个调节器，一个调节阀组成的一个闭合回路。

2.在定值控制系统中，静态偏差是指被调量的稳定值与给定值之间的长期偏差；随动控制系统中，静态偏差是指被调量的稳态值与新给定值之间的长期偏差。

3.衡量控制系统调节品质优劣的性能指标可以归纳为三个：稳定性，准确性，快速性。其中稳定性是对控制系统最基本的要求。

4.锅炉燃烧过程自动控制相对应的调节量是燃料量、送风量、引风量，对应的控制量是汽压、烟气含氧量、炉膛负压。

5.主蒸汽压力反应机炉内部压力是否平衡，实发功率表征发电机组与外部电网是否平衡。

6.炉膛漏风严重时，送风系统会自动减少送风量，以维持最佳含氧量。

三、判断题（每题1分，共10分）

1、生产过程中被调节的生产过程或设备称为被调量（×）应是被控对象

2、控制就是根据被调量偏离给定值的情况，适当的动作调节机构，改变控制量，最后抵消扰动的影响，是被调量恢复到给定值。（√）

3、反馈控制系统与前馈控制系统均存在稳定性分析问题。（×）前馈控制不存在

4、控制过程的准确性是指被调量的实际值与给定值之间的动态偏差和静态偏差。（√）

5、容量系数是衡量一个对象存储物质或能量的能力的物理量。（√）

6、由于容积增多而产生的容积滞后称为纯迟延（×）是容积迟延

7、给水控制系统中是以蒸汽流量为信号的前馈控制来消除虚假水位

的影响。（√）、

8、在燃烧控制系统中，为维持炉膛中的含氧量，应把送风量作为调节量。（√）

9、在协调控制系统的运行方式中负荷调节反应最快的方式是汽轮机跟随锅炉方式（×）锅炉跟随汽轮机方式

10、单元机组机跟炉控制方式时，锅炉调负荷，汽机调汽压（√）

简答题（每题10分，共30分）

1.（1）什么是对象动态特性？

答：指对象的某一输入量变化时，其被控参数随时间的变化规律。

（2）图2-2、2-3各属于什么动态特性？

答：图2-2是有自平衡能力对象的动态特性图，图2-3是无自平衡能力对象的动态特性图。

（3）影响动态特性的的主要参数有哪些？

答：容量系数，阻力，传递迟延。

（4）描述有自平衡能力、无自平衡能力单容对象的动态特性的特征参数?

答：有自平衡能力单容对象动态特性的特征参数：时间常数、放大系数

无自平衡能力单容对象动态特性的特征参数：飞升时间或飞升速度

（5）2-2、2-3这两个图的主要区别？

答、无自平衡单容对象的流出水量Q2由水泵强行打出。

图2--3单容水箱示意图

2什么是“虚假水位”现象？简述产生此种现象的原因？

答：当锅炉蒸汽负荷变化时，汽包水位变化具有特殊的形式：在负荷突然增加时，虽然锅炉的给水流量小于蒸发量，但开始阶段的水位不仅不下降，反而迅速上升，反之，当锅炉负荷突然减少时，水位反而先下降，此现象为虚假水位现象。

原因：因为在负荷变化的初始阶段，水面下汽包的体积变化很快它对水位的变化起主要影响作用的缘故，因此水位随汽包体积增大而上升。随体积减小而下降。

3影响过热蒸汽温温度变化的因素有哪些？其中最主要的影响因素有哪些，是如何影响其变化的？

答：（1）影响过热器出口蒸汽温度变化的因素有：蒸汽流量变化、燃烧工况变化、锅炉给水温度变化、进入过热器的蒸汽温度变化、流经过热器的烟气温度和流速变化、锅炉受热面结垢等。

（2）主要的影响因素有：蒸汽流量变化，蒸汽流量的变化使沿着整个过热器管路长度上各点的蒸汽流速几乎同时改变，从而改变过热器对流放热系数，使过热器各点的蒸汽温度几乎同时改变；

流经过热器的烟气温度和流速变化，沿着整个过热器同时改变，因而烟气传热量也同时改变；

减温水量，减温水量扰动时，改变了高温过热器的入口气温，从而影响过热器的出口气温。

五．计算题（共10分）

1已知某锅炉过热汽温控制对象的动态特性为：

导前区)201(2028)(s s W +=

主汽温3

202010)251()201(12)()()(s s s W s W s W ++== 采用导前汽温微分信号的双回路控制系统，调节器的传递函数为)11(1)(s T s W i T +=

δ；微分器的传递函数为s

T s T K s W D d D D +=1)(，两个测量变送器的斜率为)/(1.021C V ==θθγγ,执行器和阀门的传递函数1==μK K Z ,

(1)画出导前气温微分信号双回路过热气温控制系统原理图，以及相应的等效框图？（共4分）

答

图3-3双回路系统的等效方框图

（2）利用补偿法整定系统，试求使系统衰减率75.0=ϕ时，调节器和微分器的整定参数值。(共6分)

解：1先确定微分器参数D K 和D T

对象惰性区传递函数为302001)251(5.1)()()(s s W s W s W +==

K1=1.5，n1=3,T1=25S

25.213325.11211112

=+⨯⨯=+=n n K K D θγγθ s T n T D 50252

132111=⨯+=+= 可得补偿对象的近似传递函数为

2220020)201(12812)201(8)()(s s K K s W s W +=⨯+=≈*

（2）确定调节器参数δ和i T

求出补偿对象的传递函数之后，可得系统的特征方程式为

0)

201(121.0112=+⨯++s s T s T i i δ 令s T i 20=，使系统降为二阶，

当75.0=ϕ时，对应的阻尼比为0.216 可得8.020)2(20222

⨯=ζδD

K 336.0=δ

因此调节器的整定参数为s T i 20,336.0==δ