常州大学过程装备控制技术及应用重点(删减版).docVIP

过程装备控制技术及应用习题及参考答案 第一章 控制系统的基本概念 9.试画出衰减比分别为n1,n=1,n1,n→∞ 时的过度过程曲线？ 答：如图所示： 第二章 过程装备控制基础 6.什么是调节器的控制规律？调节器有哪几种基本控制规律？ 答：调节器的控制规律是指调节器的输出信号随输入信号变化的规律或是指控制器的输出信号P与输入偏差信号e之间的关系。 常用的基本调节规律有：位式，比例，积分，微分等，以及它们的组合控制规律如PI，PD，PID。 15．调节器控制规律选择的依据是什么？ 答：关于控制规律选取可归纳为以下几点： ①? 简单控制系统适用于控制负荷变化较小的被控变量，如果负荷变化较大，无论选择哪种调节规律，简单控制系统都很难得到满意的控制质量，此时，应设计选取用复杂的控制系统。 ②? 在一般的控制系统中，比例控制是必不可少的，当广义对控制通道时间常数较少，负荷变化较小，而工艺要求不高时，可选择单纯的比例规律，如贮罐液位，不太重要的压力等参数控制。 ③? 当广义对象控制通道时间常数较，负荷变化较小，而工艺要求无余差时，可选用比例积分调节规律，如管道压力，流量等参数的控制。 ④? 当广义对象控制通道时间常数较大或容量滞后较大时，应引入微分作用，如工艺充许消除余差，可选用比例微分调节规律；如工艺要求无余差时，则选用PID调节规律，如温度，成分，PH等参数控制。 ⑤? 如果被控对象传递参数可用 近似，则可根据对象的可控比t/T选择哪个调节器的调节规律。当t/T 时，选用P或PI；当 时，选PD或PID；当 时，采用简单控制系统往往不能满足控制要求，这时应选用复杂控制系统。 第三章 过程检测技术 13用两只分度号为K的热电偶测量A区与B区的温差，连接方法如图3－79所示。若 （1） ， （2）， 试分别求两种情况下的示值误差,并解释为何与实际温差不同. 解:查热电偶分度号表: K型热电偶:20℃ 200℃ 220℃ 500 E: 0.798mv 8.137mv 8.937mv 20.640mv (1) ΔE=8.938-0.798=8.140mv 反查K热电偶分度号表: 201℃-----8.177mv 内析求得: Δt=200.075℃ (2) ΔE=20.640-8.137=12.503℃ 反查K分度号表:307----12.498℃; 308----12.539℃ 内析求得: Δt=307.12℃ 分析原因:低温度下热电势与温度线性关系较好,高温时误差较大。 14.用分度号为S的热电偶与动圈仪表构成的测温系统,冷端补偿器的平衡点温度在20℃ .图3-80中,t=1300℃, t1=80℃ ,t2=25℃,t0=30℃；动圈仪表的机械零位为0℃,试求： (1)仪表的示值温度是多少; (2)如何处理可使示值与实际温度相符; (3)把补偿导线改为铜线时,示值变为多少? 解:如图所示: (1)查S型热电偶的分度号表: t/℃ 1300 30 25 E/mv 13.155 0.173 0.142 由E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0) 即 E(1300,30)＝E(1300,0)-E(30,0) =13.155-0.173=12.982mv 查表,12.982mv时对应的温度为t=1286℃, 即仪表显示的温度为1286 ℃ 。 （2）由于补偿电桥是在20℃时平衡的，因此须将仪表的机械零位预先调到20 处，即可使示值与实际温度相符。 （3）若将补偿导线改为铜线，则 , 则E(1300,80)=E(1300,0)-E(80,0)=13.155-0.502=12.653mv 查表12.653mv时对应的温度为t=1258.5℃, 即示值变为1258.5℃。 22．标准节流装置有哪几部分组成，对各部分有哪些要求？ 答：标准节流装置有：节流元件，取压装置和前、后管道三部分组成。标准节流装置的设计、加工、安装和使用都有规定的技术要求，规定和数据，可参见GB/T 2624 第四章 过程控制装置 1．单杠杆式气动差压变送器式由哪些部分组成的？各部分由何作用？试说明其工作原理。 答：单杠杆式气动差压变送器电气动转换部分和测量部分组成，测量部分的作用是将被测量的压力信号转换成力的形式；气动转换部分的作用，是将被测差压Δpi转换成为作用于主杠杆下端的输入力Fi。其工作原理为：①正负压容的输入压力经敏感元件转换成输入力Fi。即 。②Fi作用于主杠杆的下端，对支点产生一个顺时针方向的输入力