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文檔簡介
.z.過程控制考試試卷一、填空題〔此題共計(jì)10分,包括3小題,10個填空,每空1分〕1、簡單控制系統(tǒng)由〔控制器〕、〔執(zhí)行機(jī)構(gòu)〕、〔被控對象〕和〔檢測變送儀表〕四個環(huán)節(jié)組成。2、對象數(shù)學(xué)模型是指對象的〔輸入輸出〕特性,是對象在各輸入量〔控制量和檢測變送量〕作用下,其相應(yīng)輸出量〔被控量〕變化函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。3、獲取對象數(shù)學(xué)模型的方法參方法有:〔機(jī)理法〕和〔測試法〕。4、氣動執(zhí)行器由〔調(diào)節(jié)〕機(jī)構(gòu)和〔執(zhí)行〕機(jī)構(gòu)兩局部組成,常用的輔助裝置有〔閥門〕定位器和手輪機(jī)構(gòu)。5、流通能力C的定義是:調(diào)節(jié)閥全開,閥前后壓差為〔0.1Mp〕,流體重度為〔1g/m3〕,每〔小時〕所通過的流體〔系〕數(shù)。6、被調(diào)介質(zhì)流過閥門的〔相對〕流量與閥門〔相對〕行程之間的關(guān)系稱為調(diào)節(jié)閥的流量特性;假設(shè)閥前后壓差保持不變時,上述關(guān)系稱為〔理想流量〕特性,實(shí)際使用中,閥門前后的壓差總是變化的,此時上述關(guān)系為〔工作流量〕特性。7、動態(tài)前饋控制的設(shè)計(jì)思想是通過選擇適當(dāng)?shù)摹睬梆仭晨刂破鳎垢蓴_信號經(jīng)過〔前饋〕控制器致被控量通道的動態(tài)特性完全復(fù)制對象〔干擾〕通道的動態(tài)特性,并使它們符號〔相反〕〔正、反〕,從而實(shí)現(xiàn)對干擾信號進(jìn)展完全補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)。8、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)常用參數(shù)整定方法〔動態(tài)特性參數(shù)法〕,〔穩(wěn)定邊界法〕,〔衰減曲線法〕,〔經(jīng)歷法〕。9、調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正、反作用確實(shí)定依據(jù)是:〔保證控制系統(tǒng)成為負(fù)反應(yīng)〕。4、模糊控制器的設(shè)計(jì)〔不依賴〕被控對象的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型。二、選擇題〔此題共計(jì)10分,包括5小題,每題2分〕由于微分調(diào)節(jié)規(guī)律有超前作用,因此調(diào)節(jié)器參加微分作用主要是用來〔C〕:A.克制調(diào)節(jié)對象的慣性滯后〔時間常數(shù)T〕,容量滯后τc和純滯后τ0.B.克制調(diào)節(jié)對象的純滯后τ0.C.克制調(diào)節(jié)對象的慣性滯后〔時間常數(shù)T〕,容量滯后τc.定值調(diào)節(jié)是一種能對〔A〕進(jìn)展補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。A.測量與給定之間的偏差B.被調(diào)量的變化C.干擾量的變化D.設(shè)定值的變化定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)是〔*〕環(huán)調(diào)節(jié),前饋系統(tǒng)是〔*〕環(huán)調(diào)節(jié)(B)。A.開,閉B.閉,開C.開,開D.閉,閉調(diào)節(jié)系統(tǒng)在純比作用下已整定好,參加積分作用后,為保證原穩(wěn)定度,此時應(yīng)將比例度〔A〕。A.增大B.減小C.不變成分、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律,通常選用〔C〕。A.PIB.PDC.PID.流量、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律,通常選用〔A〕。A.PIB.PDC.PID液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律,通常選用〔D〕。A.PIB.PDC.PIDD.P調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正、反作用確實(shí)定是根據(jù)(B):A.實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回路的正反應(yīng)。B.實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回路的負(fù)反應(yīng)。C.系統(tǒng)放大倍數(shù)恰到好處D.生產(chǎn)的平安性。單純的前饋調(diào)節(jié)是一種能對〔C〕進(jìn)展補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。A.測量與給定之間的偏差B.被調(diào)量的變化C.干擾量的變化定值調(diào)節(jié)是一種能對〔A〕進(jìn)展補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。A.測量與給定之間的偏差B.被調(diào)量的變化C.干擾量的變化熱電偶溫度計(jì)〔C〕A)是利用兩個相互接觸金屬導(dǎo)體的溫差電動勢特性進(jìn)展測溫的。B)是利用兩個相互接觸金屬導(dǎo)體的接觸電動勢特性進(jìn)展測溫的。C)是利用兩個相互接觸金屬導(dǎo)體的溫差電動勢和接觸電動勢特性進(jìn)展測溫的。D)是利用兩個非接觸金屬導(dǎo)體的溫差電動勢和接觸電動勢特性進(jìn)展測溫的。下面的表達(dá)中哪一個是最為合理的〔D〕A)控制系統(tǒng)的時間滯后現(xiàn)象主要是由于被控對象的慣性特性引起的。B)控制系統(tǒng)的時間滯后現(xiàn)象主要是由于檢測裝置的安裝位置引起的。C)控制系統(tǒng)的時間滯后現(xiàn)象對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性無影響。D)以上三種表達(dá)都不完整。DCS的中文含意是:〔B〕A)比例、積分、微分控制。B)分布式控制系統(tǒng)。C)可編程序控制器。D)以上三個都不正確。三、判斷題:判斷以下陳述的對錯。你認(rèn)為正確的,在每道題后面的括號里打√,否則打×〔此題共計(jì)20分,包括10題,每題2分〕與DCS相比,F(xiàn)ieldbus的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)之一是實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)徹底的分散[√]熱電阻溫度計(jì)需要進(jìn)展冷端補(bǔ)償才能正常工作。[×]PID的含義是比例、積分和微分。 [√]前饋控制系統(tǒng)是一種定值控制,一般情況下前饋控制可以單獨(dú)使用。 [×]用Smith補(bǔ)償器來處理大時延控制對象時,不必要提供準(zhǔn)確的對象數(shù)學(xué)模型。[×]被控對象特性是指被控對象輸入與輸出之間的關(guān)系。 [√]串級控制系統(tǒng)中的副控制器給定值是由主控制器的輸出決定的,所以副控制器相當(dāng)于一個閉環(huán)定值控制系統(tǒng)。 [×]衰減比n表示系統(tǒng)過渡過程曲線變化兩個周期后的衰減快慢。 [×]熱電阻溫度計(jì)和熱電偶溫度計(jì)一樣,測溫時需要進(jìn)展溫度補(bǔ)償。 [×]一個單回路控制系統(tǒng)由控制器、執(zhí)行器、檢測變送裝置和被控對象組成。[√]在比值控制系統(tǒng)中,一般選擇易調(diào)節(jié)的量為主變量,易測量的量為副變量。[×]DDC的中文含義是直接數(shù)字控制。 [√]被控對象的動態(tài)特性是描述被控對象輸入輸出關(guān)系動態(tài)特征的。 [√]串級控制系統(tǒng)適用于容量滯后較小的生產(chǎn)工藝過程。 [×]前饋控制系統(tǒng)一般可單獨(dú)使用,因?yàn)槠淇刂凭雀撸也皇芡饨绺蓴_影響。[×]前饋控制與定值控制的原理一樣,都是以偏差進(jìn)展調(diào)解的。 [×]被控對象的存滯后時間常數(shù)是由于其自身的慣性特性引起的。 [×]在串級控制中,副控制器的輸入值為主控制器的輸出。 [√]四、簡答題〔此題共計(jì)15分,包括5小題,每題3分〕什么是定值控制系統(tǒng)?答案:定值控制系統(tǒng)是指設(shè)定值恒定不變的控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)的作用是克制擾動對被控變量的影響,使被控變量最終回到設(shè)定值或其附近.以后無特殊說明控制系統(tǒng)均指定值控制系統(tǒng)而言。什么是隨動控制系統(tǒng)?答案:隨動控制系統(tǒng)的設(shè)定值是不斷變化的,隨動控制系統(tǒng)的作用是使被控變量能夠盡快地,準(zhǔn)確無誤地跟蹤設(shè)定值的變化而變化。什么是程序控制系統(tǒng)?答案:程序控制系統(tǒng)的設(shè)定值也是變化的,但它是一個的時間函數(shù),即設(shè)定值按一定的時間程序變化。什么是調(diào)節(jié)(被控)對象,給定值和偏差?答案:自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備叫做調(diào)節(jié)對象或簡稱對象,而生產(chǎn)中要求保持的工藝指標(biāo),稱為給定值。對于自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,習(xí)慣采用給定值R減去測量值Y作為偏差e,即e=R-Y,給定值R大于測量值Y時為正偏差,而給定值R小于測量值Y時為負(fù)偏差。什么叫絕對壓力、表壓及真空度"它們的相互關(guān)系是怎樣的"答案:絕對壓力:絕對真空下的壓力稱為絕對零壓,以絕對零壓為基準(zhǔn)來表示的壓力叫絕對壓力。表壓力:當(dāng)絕對壓力大于大氣壓力時,絕對壓力高于大氣壓力的數(shù)值稱為表壓力,簡稱表壓。真空度:當(dāng)絕對壓力小于大氣壓力時,絕對壓力低于大氣壓力的數(shù)值稱為真空度或負(fù)壓。絕對壓力、大氣壓、表壓、真空度之間的相互關(guān)系如下圖。簡述PID調(diào)節(jié)器、和的作用是什么?答案:在PID調(diào)節(jié)器中,越大,表示調(diào)節(jié)作用越強(qiáng),值越大,表示積分作用減弱,值越大表示微分作用增強(qiáng)。有一流量調(diào)節(jié)系統(tǒng),信號傳輸管線很長,因此,系統(tǒng)產(chǎn)生較大的傳送滯后。有人設(shè)想給調(diào)節(jié)器后加微分器來改善系統(tǒng)特性,試問這種設(shè)想合理否?為什么?假設(shè)不合理,應(yīng)采取什么措施合理?答案:這種設(shè)想不合理,因?yàn)樾盘杺魉蜏笫羌儨?,而微分作用不能克制純滯后。解決這一問題合理的措施是采用1:1繼動器加在信號傳輸線之間,以增大信號流速,從而減小傳輸滯后,改善系統(tǒng)特性。利用微分作用來克制控制系統(tǒng)的信號傳遞滯后的設(shè)想是否合理與正確?答案:這種設(shè)想不合理,因?yàn)樾盘杺魉蜏笫羌儨?,而微分作用不能克制純滯后。合理的措施是采?:1繼動器加在信號傳輸線之間,以增大信號流速,從而減小傳輸滯后,改善系統(tǒng)特性。通常在什么場合下選用比例〔P〕,比例積〔PI〕,比例積分微分〔PID〕調(diào)節(jié)規(guī)律?答案:比例調(diào)節(jié)規(guī)律適用于負(fù)載變化較小,純滯后不太大而工藝要求不高又允許有余差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于對象調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)較小,系統(tǒng)負(fù)載變化不大〔需要消除干擾引起的余差〕,純滯后不大〔時間常數(shù)不是太大〕而被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于容量滯后較大,純滯后不太大,不允許有余差的對象。試簡述臨界比例度法及其特點(diǎn)。答案:臨界比例度法是在純比例運(yùn)行下通過試驗(yàn),得到臨界比例度靠和臨界周期Tk,然后根據(jù)經(jīng)歷總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。這種方法比擬簡單、易于掌握和判斷,適用于一般的控制系統(tǒng)。但是不適用于臨界比例度小的系統(tǒng)和不允許產(chǎn)生等幅振蕩的系統(tǒng),否則易影響生產(chǎn)的正常進(jìn)展或造成事故。試簡述衰減曲線法及其特點(diǎn)。答案:衰減曲線法是在純比例運(yùn)行下通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減震蕩,得到衰減比例度和衰減周期〔或上升時間〕,然后根據(jù)經(jīng)歷總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。這種方法比擬簡便,整定質(zhì)量高,整定過程平安可靠,應(yīng)用廣泛,但對于干擾頻繁,記錄曲線不規(guī)則的系統(tǒng)難于應(yīng)用。簡述熱電偶溫度計(jì)組成局部及各部件的功能?!泊祟}每寫出1個組成局部得1分,每寫出1個組成局部功能得1分〕答案:熱電偶溫度計(jì)的根本組成局部有:熱電偶、測量儀表、連接熱電偶和測量儀表的導(dǎo)線。如以下圖所示圖題4〔2〕熱電偶是系統(tǒng)中的測溫元件,測量儀表是用來檢測熱電偶產(chǎn)生的熱電勢信號的,可以采用動圈式儀表或電位差計(jì),導(dǎo)線用來連接熱電偶與測量儀表。為了提高測量精度,一般都要采用補(bǔ)償導(dǎo)線和考慮冷端溫度補(bǔ)償。串級控制系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)"主要使用在哪些場合"答案:串級控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)為:〔每寫出1個應(yīng)用場合的得2分〕在系統(tǒng)構(gòu)造上,它是由兩個串接工作的控制器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng);系統(tǒng)的目的在于通過設(shè)置副變量來提高對主變量的控制質(zhì)量;由于副回路的存在,對進(jìn)入副回路的干擾有超前控制的作用,因而減少了干擾對主變量的影響;系統(tǒng)對負(fù)荷改變時有一定的自適應(yīng)能力。串級控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于:對象的滯后和時間常數(shù)很大、干擾作用強(qiáng)而頻繁、負(fù)荷變化大、對控制質(zhì)量要求較高的場合。簡述建立對象的數(shù)學(xué)模型兩種主要方法:〔每寫出1種方法的得2分〕答案:一是機(jī)理分析法:機(jī)理分析法是通過對對象內(nèi)部運(yùn)動機(jī)理的分析,根據(jù)對象中物理或化學(xué)變化的規(guī)律(比方三大守恒定律等),在忽略一些次要因素或做出一些近似處理后推導(dǎo)出的對象特性方程。通過這種方法得到的數(shù)學(xué)模型稱之為機(jī)理模型,它們的表現(xiàn)形式往往是微分方程或代數(shù)方程。二是實(shí)驗(yàn)測取法:實(shí)驗(yàn)測取法是在所要研究的對象上,人為施加一定的輸入作用,然后,用儀器測取并記錄表征對象特性的物理量隨時間變化的規(guī)律,即得到一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)曲線。然后對這些數(shù)據(jù)或曲線進(jìn)展必要的數(shù)據(jù)處理,求取對象的特性參數(shù),進(jìn)而得到對象的數(shù)學(xué)模型。復(fù)合前饋控制中的兩種典型形式是什么?〔4〕答案:前饋-反應(yīng)控制和前饋-串級控制。熱電偶有哪幾種冷端補(bǔ)償方法?〔6〕答案:冷端溫度冰浴法計(jì)算修正法補(bǔ)償電橋法寫出任意三種常用的控制器參數(shù)整定方法〔6〕答案:經(jīng)歷法穩(wěn)定邊界法衰減曲線法響應(yīng)曲線法衰減頻率特性法〔答出其中任意三種者得6分,每答出1種得2分〕什么是串級控制,它由哪些根本環(huán)節(jié)組成?答案:將兩臺控制器串聯(lián)在一起,使被控量的控制器的輸出作為輔助控制量控制器的給定值,而輔助控制器輸出控制一臺控制閥的控制系統(tǒng)就是串級控制系統(tǒng)。串級控制系統(tǒng)一般由主被控對象、副被控對象、控制閥、主控制器、副控制器、主變送裝置、副變送裝置組成。簡述大時延控制系統(tǒng)Smith預(yù)估補(bǔ)償方案的特點(diǎn)。答案:Smith預(yù)估補(bǔ)償方案的特點(diǎn)是預(yù)估出過程在根本擾動下的動態(tài)特性,然后由預(yù)估器進(jìn)展補(bǔ)償,力圖使被延遲了時間的被調(diào)量超前反映到控制器,使控制器提前動作,從而明顯的減小超調(diào)量和加速調(diào)節(jié)過程,改善控制系統(tǒng)的品質(zhì)。簡述什么是有自衡能力的被控對象。答案:當(dāng)被控對象受到干擾作用,平衡狀態(tài)被破壞后,不需要外加控制作用,能依靠自身到達(dá)新的平衡狀態(tài)的能力稱為有自衡能力,這種對象稱為有自衡能力的被控對象。前饋控制適用于什么場合?答案:前饋控制是按擾動而進(jìn)展控制的,因此,前饋控制常用于的場合:一是擾動必須可測,否則無法實(shí)施控制;二是必須經(jīng)常有比擬顯著和比擬頻繁的擾動,否則無此必要。三是存在對被控參數(shù)影響較大且不易直接控制的擾動。分別說明比例、積分、微分控制對控制系統(tǒng)的作用。答案:比例控制影響系統(tǒng)的動態(tài)特性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性;積分控制的作用是可以消除系統(tǒng)余差;微分控制可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度,克制對象容量滯后的影響。前饋控制適用于什么樣的場合?前饋控制是按擾動而進(jìn)展控制的,因此,前饋控制常用于以下場合:1)擾動必須是可測的,否則無法實(shí)施控制;2)必須經(jīng)常有比擬明顯和頻繁的擾動,否則沒有必要;3)存在對被控參數(shù)較大而且不易直接控制的擾動。為什么前饋控制常與反應(yīng)控制構(gòu)成前饋—反應(yīng)控制系統(tǒng)?答案:前饋控制是一種補(bǔ)償控制。一般來講,前饋控制無法全部補(bǔ)償擾動對被控變量所產(chǎn)生的影響。因此,單純的前饋控制系統(tǒng)在應(yīng)用中就會帶來一定的局限性。為克制這一弊端,前饋控制常與反應(yīng)控制聯(lián)用,構(gòu)成前饋—反應(yīng)控制系統(tǒng)。對最主要的、顯著的、頻繁的無法直接控制的擾動,由前饋來進(jìn)展補(bǔ)償控制;對無法完全補(bǔ)償?shù)臄_動影響,由反應(yīng)控制根據(jù)其對被控變量所產(chǎn)生的偏差大小來進(jìn)展控制??刂破鞯恼醋饔檬侨绾未_定的?五、計(jì)算題〔此題共計(jì)15分,包括2小題〕〔5分〕*控制系統(tǒng)用穩(wěn)定邊界法分別整定控制器參數(shù),臨界比例度,,試分別確定用PI和PID作用時的控制器參數(shù)。穩(wěn)定邊界法計(jì)算表如下。控制參數(shù)控制作用控制參數(shù)控制作用P2--PI-PID解:對于PI控制器查表得:對于PID控制器查表得:〔5分〕*控制系統(tǒng)用4:1衰減曲線法分別整定控制器參數(shù)。將積分時間調(diào)至最大,微分時間調(diào)至最小,對系統(tǒng)施加階躍信號,經(jīng)過調(diào)節(jié)后系統(tǒng)的衰減比為4:1,此時記錄下來的比例度和時間參數(shù)。試分別確定用PI和PID作用時的控制器參數(shù)。4:1衰減曲線整定經(jīng)歷參數(shù)表如下。控制參數(shù)控制作用控制參數(shù)控制作用P--PI0.5-PID解:對于PI控制器查表得:對于PID控制器查表得:〔10分〕一個流量雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)如題5.2圖所示。其比值用DDZ-Ⅲ型乘法器實(shí)現(xiàn)。,。求:畫出控制系統(tǒng)的構(gòu)造圖。當(dāng)時,比值控制系統(tǒng)的比值及比值系數(shù)分別為多少。待比值系統(tǒng)穩(wěn)定時,測得,試計(jì)算此時的為多大。題5.2圖流量雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)原理圖解:1)由于 得 ②所以①②2)由儀表的比例系數(shù)定義,①得:②即:②一個比值流量控制系統(tǒng)用DDZ-Ⅲ型乘法器來進(jìn)展比值運(yùn)算,其原理圖如題3圖所示。流量用孔板配差壓變送器來測量,但沒有開方器,kg/h,kg/h。試畫出比值控制系統(tǒng)的構(gòu)造圖。如果要求比值為,應(yīng)如何設(shè)置乘法器的設(shè)定值?!渤朔ㄆ鞯妮敵觥愁}3圖單閉環(huán)乘法比值控制系統(tǒng)原理圖解:流量的最大量程分別為,。流量與檢測電流的關(guān)系為,,,流量比值為,乘法器的輸出為。穩(wěn)態(tài)時有,即:,,。不加開方器情況,要進(jìn)展非線性處理:乘法器的設(shè)置值:①②③④⑤六、應(yīng)用題〔15〕為了獲得被控對象的動態(tài)特性,常用的實(shí)驗(yàn)方法之一是給被控對象施加一個階躍擾動信號,觀察其響應(yīng),從而有觀察到的信息分析其特性。但由于*些生產(chǎn)過程的被控對象不允許長時間施加這樣的干擾信號,所以人們采用矩形脈沖信號取代階躍擾動,獲得觀測數(shù)據(jù),再將脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成階躍響應(yīng)曲線,以便于特性提取。題圖6為一個矩形擾動脈沖*〔寬度為t0,高度為A〕施加到被控對象上的響應(yīng)曲線y。用所學(xué)過的控制理論知識,將該脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成高度為A的階躍信號響應(yīng)曲線。要求分析轉(zhuǎn)換機(jī)理,寫出轉(zhuǎn)換步驟。題6圖矩形脈沖輸入/輸出曲線答:設(shè)被控對象特性為線性特性,由疊加原理,輸入一個矩形脈沖信號,相當(dāng)于施加兩個階躍信號,一個在t=0處,另一個在t=t0處。⑤設(shè)階躍響應(yīng)為y1,將所測繪的響應(yīng)曲線按時間間隔t0等分。在第一區(qū)間,y1(t0)=y1(t0)。在第二區(qū)間y1(2t0)=y(2t0)+y1(t0)。第三區(qū)間,y1(3t0)=y(3t0)+y1(2t0)。以此類推,將前一區(qū)間的階躍響應(yīng)曲線疊加到本區(qū)間的脈沖響應(yīng)曲線上,即可得到本區(qū)間的階躍響應(yīng)曲線。⑤其響應(yīng)曲線見以下圖。階躍響應(yīng)曲線⑤為了獲得被控對象的動態(tài)特性,常用的實(shí)驗(yàn)方法之一是給被控對象施加一個階躍擾動信號,觀察其響應(yīng),從而有觀察到的信息分析其特性。但由于*些生產(chǎn)過程的被控對象不允許長時間施加這樣的干擾信號,所以人們采用矩形脈沖信號取代階躍擾動,獲得觀測數(shù)據(jù),再將脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成階躍響應(yīng)曲線,以便于特性提取。題圖6為一個矩形擾動脈沖*〔寬度為t0,高度為A〕施加到被控對象上的響應(yīng)曲線y。用所學(xué)過的控制理論知識,將該脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成高度為A的階躍信號響應(yīng)曲線。要求分析轉(zhuǎn)換機(jī)理,寫出轉(zhuǎn)換步驟。在*一蒸汽加熱器的控制系統(tǒng)中,用響應(yīng)曲線法進(jìn)展參數(shù)調(diào)整。當(dāng)電動單元組合控制器的輸出從6mA改變到7mA時,溫度記錄儀的指針從85℃升到℃,從原來的穩(wěn)定狀態(tài)到達(dá)新的穩(wěn)定狀態(tài)。儀表的刻度為50100℃,并測出純滯后時間0=1.2min,時間常數(shù)T0。如采用PI和PID控制規(guī)律,試確定出整定參數(shù)〔響應(yīng)曲線法控制器參數(shù)整定經(jīng)歷公式見附表〕。解: 輸入增量為:mA 輸出增量為:℃ 輸入量程差為:mA 輸出量程差為:℃所以, 由查表得:在選用PI控制器時,min在選擇PID控制器時,minmin用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度,在沒有采取冷端溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下,顯示儀表指示值為500℃,而這時冷端溫度為60℃。試問:實(shí)際溫度應(yīng)為多少?答:如果熱端溫度不變,設(shè)法使冷端溫度保持在20℃,此時顯示儀表的指示值應(yīng)為多少?解:顯示儀表指示值為500時,查表可得此時顯示儀表的實(shí)際輸入電勢為20.64mV,由于這個電勢是由熱電偶產(chǎn)生的,即同樣,查表可得:由23.076mV查表可得:t=557℃。即實(shí)際溫度為557℃。當(dāng)熱端為557℃,冷端為20℃時,由于E〔20,0〕=0.798mV,故有:℃。〔12〕*生產(chǎn)過程需要甲乙兩種液體,甲液體的正常流量為1250m3/h,儀表量程為0-1350m3/h;乙的正常流量為150m3/h,儀表量程為0-240m3/h。如果選甲為主變量,乙為副變量,設(shè)計(jì)一個控制乙的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng),畫出流程圖并計(jì)算引入開方運(yùn)算與不引入開方運(yùn)算所分別設(shè)置的比值系數(shù)。答:采用乘法器的單閉環(huán)比值控制流程框圖如下圖?!财渲蠶1為甲流量,Q2為乙流量〕:Q1的量程上限,:Q2的量程上限,:Q1的量程下限,:Q2的量程下限。引入開方器時,比值系數(shù)為:2不引入開方器時:設(shè)計(jì)一個比例、積分(PI)調(diào)節(jié)器,控制一個溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)??刂破鞯恼{(diào)節(jié)范圍為:0-3000℃,控制器的輸出為4-20mA。當(dāng)給定被控對象一個如圖(a)所示的階躍輸入時,測定的被控對象響應(yīng)曲線如圖(b)所示〔響應(yīng)曲線法控制器參數(shù)整定經(jīng)歷公式見下表〕。要求:計(jì)算出控制器的控制參數(shù),畫出控制系統(tǒng)方框圖。響應(yīng)曲線法控制器參數(shù)整定經(jīng)歷公式表調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)參數(shù)比例度δ%積分時間TI微分時間TDP(K0τ0/T0)╳100%PI1.1(K0τ0/T0)╳100%τ0PID0.85(K0τ0/T0)╳100%2τ0τ0答:由條件得:控制器的調(diào)節(jié)范圍上下限為:℃和℃,控制器的輸入上下限為mA和mA,由測試數(shù)據(jù)得,當(dāng)輸入信號從4mA變化到18mA時,被控對象輸出信號從0℃變化到2500℃。由此得廣義
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