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过程控制-第七章

过程控制系统与仪表习题答案 第七章

第7章思考题与习题 7-1 与单回路系统相比,串级控制系统有哪些主要特点? 解答:P212—7.1.2 7-2 分析串级系统的工作原理,说明为什么副回路的存在会使系统抑制扰动的能力增强。 解答:P208—7.1.1 7-5 在串级控制系统中当主回路为定值(设定值)控制时,副回路也是定值控制吗?为什么? 解答:P212 不是,副回路是随动控制。 7-8 在某生产过程中,通过加热炉对冷物料加热,根据工艺要求,需对热物料出口温度进行严格控制。对系统分析发现,主要扰动为燃料压力波动。故设计如图7-43所示的控制系统。要求: (1)画出控制系统框图; (2)为保证设备安全,炉温不能过高。确定调节阀的气开、气关形式。 (3)确定两个调节器的正反作用。 解答: (1)控制系统框图如图所示。 (2)气开式。 (3)副调节器:反作用; 主调节器:反作用。 7-9 简述前馈控制的工作原理,与反馈控制相比,它有什么优点和局限? 解答: 1)当系统出现扰动时,立即将其测量出来,通过前馈控制器,根据扰动量的大小来改变控制量,以抵消扰动对被控参数的

影响。P221 2)优点:前馈控制器在扰动出现时立即进行控制,控制及时,对特定扰动引起的动、静态偏差控制比较有效。 局限:P224—1)、2) 7-10 为什么一般不单独采用前馈控制方案? 解答: 由于前馈控制的局限性。 7-14 图7-44为一单回路水位控制系统。如果蒸气用量经常发生变化,为了改善控制质量,将单回路控制系统改为前馈-反馈复合控制系统,画出控制系统工艺流程图和框图,并对新增回路的功能进行简单说明。 解答: 1)控制系统工艺流程图如图所示。 控制系统框图如图所示。 2)新增回路功能说明: 7-19 物料比值K与控制系统比值系数K'有何不同?怎样将物料比值转换成控制系统比值系数K'? 解答: 1)K是工艺规定的流量比;K'是仪表信号之间的比例系数。 2)用P234式(7-37)和P235式(7-38)进行转换。

第七章过程控制系统习题及答案

第七章过程控制控制系统习题及答案 一、填空 1. 单回路控制系统由传感器、调节器、执行器和被控对象组成。 2. 一个包含伺服放大器的电动调节阀,实际上是一个以调节器送来的信号为给定值、阀门位置信号为被控参数的单回路控制系统,该系统所采用的调节规律是位式调节规律。 3. 单回路控制器常见的五种控制规律是位式控制规律、比例控制规律、比例积分控制规律、比例微分控制规律及比例积分微分控制规律。 4. 当对象调节通道和测量元件的时间常数T 0较大,纯滞后τ很小,即τ/ T 很 小时,应用微分作用可以获得相当良好的效果。 5. 当对象调节通道时间常数T 较小,系统负荷变化较大时,为了消除干扰引起的余差,除了比例作用外还应采用积分作用。 6. 串级控制系统有两个控制回路。 7. 串级控制系统的内回路是一个随动控制系统,其给定值为外回路中的主调节器输出。 8. 串级控制系统主要用于控制通道时间常数太大的被控系统。 9. 串级控制系统副调节器一般选择比例调节规律,最好不采用积分调节作用,他会牺牲副回路的快速性,彻底消除偏差也不是副回路的职责,微分调节作用也是不能采用的,否则一旦主调节器的输出稍有变化就会引起执行机构的大幅度动作,加大其磨损。 10. 串级控制系统的主调节器最好包含积分控制作用,以保证干扰被彻底克服。 11. 某个干扰能否用前馈控制系统来克服的前提条件是该干扰信号可测量。 12. 单纯的前馈控制系统能实现良好控制效果的前提是能获得相应干扰通道精确的数学模型。 二、选择 1. 串级控制系统的副回路一般采用的调节规律是(A)。 (A)比例调节规律(B)比例积分微分(C)比例微分(D)比例积分2. 对串级控制系统副回路的要求是(B)。 (A)消除稳态误差(B)快速克服主要干扰(C)消除所有干扰(D)消除主干扰3. 单回路控制系统由(A)组成。 (A)控制器、执行器、变送器和被控对象(B)控制器、执行器和变送器(C)输入、反馈、控制器和执行器(D)PID调节器、变送器和电动调节阀 三、判断 1. 串级控制系统有内外两个控制回路,主副两个调节器、两个执行器和两个被控对象。(×) 只有一个执行器,一个被控对象被分为了主对象和副对象。 2. 采用一步整定法对串级控制系统进行参数整定是考虑到对副变量控制的要求不高,允许它在一定范围内变化这一前提,根据经验先将副调节器一次放好,不再变动,然后按一般单回路控制系统的整定方法直接整定主调节器参数。(√) 3. 由于串级控制系统副回路具有快速性的特点,所以应将所有干扰包含在副回路中,以使干扰被快速克服。(×) 如果要将副回路包含所有的干扰,则副回路必然变得冗长而失去其快速性的优点,违背了串级控制系统设计的原则。 4. 串级控制系统中,副回路的控制目的就是稳定副变量。(×)

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