过程控制工程第一章答案(孙洪程著).docVIP

第一章 思考题及习题 1.1何谓控制通道?何谓干扰通道?它们的特性对控制系统质量有什么影响? 答：所谓“通道”，， 一般的理解应当是控制器输出 U s 对被控参数Y s 的影响通路 一般的理解是控制作用通过执行器影响控制变量，， 。同理，F s 对被控参数Y s 的影响通路。干扰通道的特性对控制系统质量影响如下表所示。 控制通道的特性对控制系统质量影响如下表所示 1.2如何选择控制变量? 答：① 所选控制变量必须是可控的。 ， ③ 所选控制变量应使扰动通道时间常数越大越好，， ④ 所选控制变量其通道纯滞后时间应越小越好。 ⑤ 所选控制变量应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀。 ⑥ 在选择控制变量时还需考虑到工艺的合理性。一般来说，，，，1.3控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响?对控制系统的动态质量有何影响? 答：当Gc s Kc时，，，，，Kc增大、δ减小，控制精度提高 余差减小 ，1.4 4：1? 答：衰减曲线法是在系统闭环情况下，Ti放在最大，Td放在最小， 一般为100% ，，，，4：1，，4：1，4：14：1，Ts。，4：1。 约20% 的数值上，，4：1，，1.5 图1.41为一蒸汽加热设备，： 答：影响物料出口温度的主要有：蒸汽流量、物料流量为影响物料出口温度的主要因素。 ② 如果要设计一温度控制系统，?为什么? 答：被控变量为物料出口温度，控制变量为蒸汽流量。因为物料出口温度表征了系统的质量指标，蒸汽流量是可控的，无纯滞后，靠近控制阀，控制通道时间常数较小。 ③ 如果物料在温度过低时会凝结，? 答：为防止在气源供气中断，1.6 图1.42为热交换器出口温度控制系统，： ③ 如果控制变量为冷却水流量，0℃以下， 1.7单回路系统方块图如图1.43所示。试问当系统中某组成环节的参数发生变化时，?为什么? 答：当KC、KV、K0增加时，系统的余差减小，但系统稳定性下降。T0增加时， 系统的工作频率降低，，，，，，1.8有一如图1.44所示的加热器，200℃，150~250℃，1%时，3%，1%，0.2℃。又在正常操作情况下，1%，l℃。假定所采用的是纯比例式控制器，100%，200℃提高到220℃时，200℃提高到220℃时，30%，液体流量不变，槽内温度将上升0.2×30℃ 6℃，所以待系统稳定后，槽内温度是206℃。 1.9在Δu 50阶跃干扰作用下，： PI控制器参数。 答：从响应数据得干扰起作用点为0.6min，227℃，即τ 0.6min，拐点为1.0min，280℃，即T0 2.0min-0.6min 1.4 min，设采用Ⅲ型仪表，测量范围为100～250℃，所以， K0 Δu /ΔP 50/ 341.0-200.1 50/140.9 0.355 ∵δ 1.1K0τ/ T0 ×100% 1.1×0.355×0.6×1.4 ×100% 32.8% Ti 3.3τ 3.3×0.6 1.98 min 3