过程控制期末考试试卷

1、什么是比值控制系统它有哪几种类型画出它们的结构原理图。

答：比值控制系统：用来实现两个或者两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。四种类型：开环比值控制，单闭环比值，双闭环比值，变比值。

画图

Pic1开环比值控制

Pic2单闭环比值

Pic3双闭环比值

主流量

设定值

主流量

副流量

主测量变送

副测量变送

副控制器副控制阀副流量对象

F M

KF M

F S

K

-

主流量对象

主控制阀

主控制器

-

副流量

设定值

Pic4变比值

F M

测量变送

比值控制器

执行器副流量对象

-

主对象

(变换炉)

测量变送

除法器

主控制器

-

主、测量变送

F S

2、如图所示的反应釜进行的是放热反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。

（1）当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。

（2）当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。

（3）对上述两种不同控制方案选择控制阀的气开、闭形式及主、副控制器的正、反作用。

答：（1）

（2）

（3

）选择气闭，上述两种情况均为主控制器反作用，副控制器正作用。 3、某前馈-串级控制系统如图所示。已知：

;1

23)(;1)()(;2)(;9)()(012121+=

=====s s G s G s G S G S G S G m m V C C ;1

25

.0)(;123)(02+=+=

s s G s s G f

要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。3）假定控制阀为气开式，试确定各控

制器的正/反作用。

答：（1）

)

(s G f )

(1s G c )

(s H )

(s R )

(2s G p )

(2s G c )

(s G d )

(1s G p )

(s Y )

(s D

(2) )()()()

()(1)()(1)()

()(112222s G s G s H s G s G s G s G s G s D s Y p c p c p c d ++=

)()()()()(1)()(1)

()()(1)

()()

(11222212

222s G s G s H s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G p c p c p c p p c p c ff ++

++=0 求的，Gff （s ）=

（3）主为正作用，副为反作用。

3、有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似. 请问如何区分它们 试分析图3所示的两个系统各属于什么系统 说明其理由.

答：串级控制系统的副控制回路在主控制回路中间串联，而前馈-反馈控制系统是虽然有负反馈，但不是串进主回路的。前馈-反馈控制系统的前馈是对输入通道的扰动进行直接克服，而不是产生影响之后才进行克服。

a是前馈-反馈，b是串级。

理由:因为a图中有直接对原料油的控制回路，可以提前消除原料油的扰动，所以是前馈。b图是串级控制系统。