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文檔簡介

千里之行,始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦過程控制系統(tǒng)習題和答案習題

一、單回路系統(tǒng)方框圖如圖1所示,試問當系統(tǒng)中某組成環(huán)節(jié)的參數(shù)分離發(fā)生以下四種變化時,系統(tǒng)

控制性能會有何變化?為什么?

(1)若0T增大;(2)若0τ增大;(3)若fT增大(4)若fτ增大。

c

Kv

Ks

T

eKs0010+-τs

Te

Kfs

ff+-1τ+

-

)

(sX)

(sF)

(sY

圖1單回路系統(tǒng)方框圖

二、在生產(chǎn)過程中,要求控制水箱液位,故設計了如圖2所示的液位定值控制系統(tǒng)。假如水箱受到一

個單位階躍擾動f作用,試求:

(1)當調(diào)整器為比例作用時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。(2)當調(diào)整器為比例積分作用時,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。

圖2液位定值控制系統(tǒng)

答案:

(1)建立對象(單容自衡過程)的數(shù)學模型:1

sTK1CsRR)s(q)

s(H)s(W002210+=+==

;(2)建立擾動通道模型:1

sTK1CsRR)s(f)s(H)s(Fff22+=+==

(3)控制系統(tǒng)方框圖:

(4)擾動和控制系統(tǒng)輸出之間的閉環(huán)傳遞函數(shù):

)

s(W)s(W1)s(W)s(F)s(H0cf+=(5)當控制器分離為比例、比例積分控制律時,在階躍干擾作用下,應用終值定理,可求得系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值(即穩(wěn)態(tài)誤差)sH(s)lim)h(0

s→=∞

三、單回路控制系統(tǒng)如下圖3所示。Wc(S)為控制器的傳遞函數(shù),Wo(S)=Ko/(ToS+1)為被控對象的傳

遞函數(shù),Wd(S)=Kd/(TdS+1)為干擾通道的傳遞函數(shù)。

(1).設D(S)是幅值為A的階躍擾動,證實當控制律為PI時,控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)偏差(余差)為0。(2).若D(S)為可測擾動,且控制器Wc(S)=Kc。試設計一個控制系統(tǒng),使其能徹低補償?shù)腄(S)擾

動的影響。請給出系統(tǒng)方框圖,并寫出設計過程。

Wc(S)

Wo(S)

Wd(S)

R(S)D(S)Y(S)

--

圖3單回路控制系統(tǒng)方框圖

答案:

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

()1()()11111111d

dIoddco

IodcoIdocIoKKTsTsWSTsYsDsWSWSTsTsTsKKTsTsKKTsTs++===++++++????++

??+????

()

()()()()

1()*

1111dIoIodcoIdKTsTsA

YsTsTsTsKKTsTss+=

+++++

應用終值定理,可求得系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值0)(lim)(0

==∞→ssYys,即該系統(tǒng)的余差為零。

2)設計前饋反饋控制系統(tǒng)如下圖:

按照肯定不變性原理,應有()()0YsDs=,從而可知,前饋模型為:

()(1)

()()(1)

ddof

oodWsKTsWsWsKTs+=-

=-+

4.某鍋爐氣包水位流程如下圖4示。按照工藝要求,需將水位控制在某希翼值上,在運行中發(fā)覺給水

壓力波動較大,同時負荷(蒸汽流量)也常常變化。試設計一個控制系統(tǒng),使其有效克服上述兩種

主要擾動,要求:

(1)畫出控制原理圖。(2)畫出系統(tǒng)方框圖。(3)簡述設計的理由或分析系統(tǒng)功能。

圖4鍋爐氣包水位流程暗示圖

答案:

(1)控制原理圖:

(2)控制系統(tǒng)方框圖:

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