過程控制系統(tǒng)試題A答案

1、過程控制系統(tǒng)試題 （A ） 答案、（20分）答:（5分）1.影響物料出口溫度的主要因素有：物料的入口溫度和流量；蒸汽的 入口溫度、流量和壓力；攪拌速度。溫度控制系統(tǒng)原理框圖如下：（5分）2.當(dāng)要求出口溫度準(zhǔn)確控制時，應(yīng)選擇比例積分控制規(guī)律。比例作用可 以減小余差；積分作用可以消除誤差，使出口溫度準(zhǔn)確。（5分）3.當(dāng)控制器的積分時間常數(shù)增大時，積分作用變?nèi)?，系統(tǒng)穩(wěn)定性變好， 控制精度下降，調(diào)節(jié)速度變快。原理：積分作用是當(dāng)有誤差時不斷累加，其過程 比較緩慢，積分時間常數(shù)增大，積分作用減弱，貝U積分作用的過程要相對加快， 對系統(tǒng)的控制作用要變得相對及時， 因此調(diào)節(jié)速度快，系統(tǒng)穩(wěn)定性加強(qiáng)；但是積 分作

2、用的減弱將使得余差變大，則控制精度降低。（5分）4.比例增益應(yīng)增加，而積分時間常數(shù)要減小。原因：由于微分作用的加入使系統(tǒng)穩(wěn)定性增加， 動態(tài)響應(yīng)過程縮短，因此可以 適當(dāng)提高比例增益，加強(qiáng)積分作用，即減小積分時間常數(shù)。二、（20分）答：（5分）1.控制方案見工藝流程圖。（5分）2.系統(tǒng)的主要干擾量有燃料氣流量和壓力波動、 原油入口的流量和溫度。其中燃料氣流量和壓力波動的干擾在副回路中，當(dāng)燃料氣壓力出現(xiàn)波動時，可通過副回路及時調(diào)整，克服干擾。（5分）3.控制閥采用氣開閥：當(dāng)燃燒氣壓力增大時，出口溫度升高，因此主控制器為反作用；當(dāng)閥開大時，壓力增大，為滿足負(fù)反饋，副控制器為反作用。（5分）4.在系統(tǒng)穩(wěn)

3、定的情況下，燃料氣壓力突然升高時，造成PC輸入量增大， 因為PC為反作用，所以PC輸出量減小，因控制閥為氣開閥，所以閥開度減小， 燃料氣壓力降低。同時當(dāng)燃料氣壓力升高時，在副回路還沒有來得及調(diào)整時，原 油出口溫度有較小升高，TC輸入量增大，因為TC為反作用，所以TC輸出量下 降，控制閥開度減小，同樣使燃料壓力下降，從而使原油出口溫度降低。三、（15分）答：爐膛溫度(5分)1.控制方案見工藝流程圖。(5分)2.欲使干擾對系統(tǒng)無影響，貝F (s) G pd (s) + F( s)G ff G v (s) G 0 (s) =0即：gff= Gpd (s)=丄Gv (s) GO (s)12(5分3.串

4、級控制系統(tǒng)和前饋反饋控制系統(tǒng)克服干擾方式的優(yōu)缺點： 前饋反饋控制系統(tǒng)需要“專用”控制器，專門設(shè)計，而串級控制系統(tǒng)使用常規(guī)控制器即可； 前饋反饋控制系統(tǒng)的前饋模型精度依賴于干擾對象特性的模型精度，必須是針對“可測”的干擾； 前饋反饋控制系統(tǒng)適用于干擾量可測但不可控，而串級控制系統(tǒng)是可測也要可控； 一個前饋控制通道只針對具體一個干擾量， 串級控制中的副回路可以包含多個 干擾量。四、（10分）答:（5分）1.控制原理圖見方塊圖（5分）2. K= = Fb 2.5Famax4 2900.74K =K=-Fbmax2.5 625五、（10分）答： （5分）1. 閥為氣開閥，當(dāng)閥開度變大時，燃料壓力增大，

5、所以 PC 為反作用； 當(dāng)燃料壓力增大時，蒸汽流量增加，所以 FC 為反作用；當(dāng)燃料壓力低于脫火壓力時，PC輸入為負(fù)偏量，輸出為高信號，F(xiàn)C輸出相對為 低信號，此時構(gòu)成蒸汽流量控制系統(tǒng)，選擇器為低選器。（ 5分）2. 該控制系統(tǒng)的工作過程： 在系統(tǒng)穩(wěn)定時， 當(dāng)燃料壓力高于脫火壓力時，PC感受到正偏量，輸出為低信號，此時低選器選通PC，構(gòu)成燃料壓力控制系統(tǒng)， 此時PC輸出低信號，閥開度減小，燃料壓力降低；當(dāng)燃料壓力低于脫火壓力時， 重新選通FC,構(gòu)成蒸汽流量控制系統(tǒng)。六、（15分）答：（5分）1.若確定A為氣開閥，A開大時罐壓力升高，所以PC為反作用；若確 定E為氣閉閥，B開大時，罐中壓力降低，

6、因PC為反作用，構(gòu)成負(fù)反饋。所以， 選擇A閥為氣開閥，B閥為氣閉閥，PC為反作用是合理的。當(dāng)控制器信號為0 .020 .06MPa時，E閥工作；（5分）2 .控制器為反作用控制原理方塊圖如下：（5分）3 .系統(tǒng)工作過程：儲罐向外抽取物料時，罐中壓力下降，PC的輸入量減小，因PC為反作用, 所以PC輸出升高，E閥開度減小，當(dāng)達(dá)到分程點時，E閥關(guān)閉，A閥打開，補(bǔ) 充氮?dú)?，保證儲罐壓力正常。七、（10分）答:（4分）1 . Smith補(bǔ)償器優(yōu)點：可以克服大滯后對系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)控制及 時準(zhǔn)確，控制速度加快，過渡時間縮短，并且結(jié)構(gòu)簡單。缺點：依賴于對象模型的精度，控制器不容易實現(xiàn)。（3分）2.相對增益距陣可以判斷多輸入多輸出系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)程度， 通過相對增益 矩陣的元素ij來判斷。ij越接近1則表明系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)程度越弱； ij越 偏離1表明系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)程度越強(qiáng)。（3分）3.對于PH值中和控制的非線性控制系統(tǒng)，在 PH值接近7