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热工过程自动调节习题集

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1-3 为什么在自动调节系统中经常采用负反馈的形式？答：自动调节系统采用反馈控制的目的是消除被凋量与给定值的偏差。所以控制作用的正确方向应该是：被调量高于给定值时也就是偏差为负时控制作用应向减小方向，当被调量低于给定值时也就是偏差为正时控制作用应向加大方向，因此：控制作用的方向与被调量的变化相反，也就是反馈作用的方向应该是负反馈。负反馈是反馈控制系统能够完成控制任务的必要条件。 1-4 前馈调节系统和反馈调节系统有哪些本质上的区别？答：反馈调节系统是依据于偏差进行调节的，由于反馈回路的存在，形成一个闭合的环路，所以也称为闭环调节系统。其特点是：（1）在调节结束时，可以使被调量等于或接近于给定值；（2）当调节系统受到扰动作用时，必须等到被调量出现偏差后才开始调节，所以调节的速度相对比较缓慢。而前馈调节系统是依据于扰动进行调节的，前馈调节系统由于无闭合环路存在，亦称为开环调节系统。其特点是：(1)由于扰动影响被调量的同时，调节器的调节作用已产生，所以调节速度相对比较快；(2)由于没有被调量的反馈，所以调节结束时不能保证被调量等于给定值。1-5 如何用衰减率来判断调节过程的稳态性能？答：衰减率ψ作为稳定性指标比较直观形象，在系统的调节过程曲线上能够很方便地得到它的数值。ψ=1是非周期的调节过程，ψ=0是等幅振荡的调节过程，0＜ψ＜1是衰减振荡的调节过程, ψ＜0是渐扩振荡的调节过程。9、单位反馈调节系统的单位阶跃响应曲线图如下所示，求出该系统的超调量、峰值时间、衰减率、稳态终值、动态偏差、静态偏差、峰值时间。是否满足热工过程的调节要求？ （10分）

解：超调量Mp＝（1.5-0.9）/0.9=66.7% 衰减率 （1.5-1.2）/1.5=20% 稳态终值：0.9 峰值时间 2秒 动态偏差 0.5 静态偏差 -0.1 不满足。

2-1 求下列函数的拉普拉斯反变换(1) 4)2)((3)1)(()(SSS

SSsF

解: (1) ∴ 3/81/43/8(s)24FSSS24313()848ttftee

2-2 试求下图所示环节的动态方程、静态方程和传递函数。（a）水箱：输入量为q1，输出量为h，水箱截面积为F。(b)阻容电路：输入量为u1，输出量为u2，已知电阻R和电容C1、C2。(c)阻容电路：输入量为u1，输出量为u2，已知电阻R1、R2和电容C。

hq1Fq2(a)U2U1RC1

C2U2U1R1CR2

（b)(c)题2-2图

解: (a) 动态方程: 或 121h (q q)dtF12

dhF q q

dt

,设初始值,12()()()FsHs Qs Qs1020

0q q

则传递函数： 1

()1()Hs

QsFs

(b)写出基本方程式： 12R

uui

R



1

121()CduuCidt1RCiii2

2

duCi

dt 消去中间变量，整理得动态方程：

2112211()duduRCRCuRCu

dtdt

传递函数： 21112

()1()1UsRCs

UsRCsRCs



静态方程：21

uu

(c) 写出基本方程式： 22

ui

R

11RuiR

CduCi

dt

112CR

uuuu

消去中间变量，整理得动态方程： 传递函数： 211222()duduRCRCuRCdtdt22112

()()1UsRCs

UsRCsRCs

2-4 试求下图 所示各环节对输入作用的响应，画出响应曲线。

51+2.5S2(2+S)(1+s)20.5+S

C(s)R(s)R(s)R(s)C(s)C(s)

(a)(b)(c)r(t)=0.5*1(t)r(t)=1(t)r(t)=0.5t

题2-4图解: (a) ()0.5*1()()0.5/rttRss

2122()()0.5(0.5)0.5CsRs

sssss



0.5()2(1)tcte



(b) ()1()()1/rttRss

22121()()(2)(1)(2)(1)12CsRs

ssssssss



2()12ttctee



(c) 2()0.5()0.5/rttRss

22

512.56.256.25()()12.5(0.4)12.5CsRs

ssssss



0.4()2.56.256.25tctte



2-5 试简化下图所示方框图，并求传递函数。)()(sR

sC

R(S)C(S)G3（S）G1（S）G2（S）

H1（S）H2（S）

+--

(a)

G1（S）H1（S）G2（S）R(S)C(S)

(b)--

习题2-5图解:（a） R(S)C(S)

G3

G1G2/(1+G2H1)

H2

+

-R(S)C(S)

G3

G1G2/(1+G2H1)

G1H2

+

- R(S)C(S)

G1+G3G2/(1+G2H1+G2H2G1)

R(S)C(S)

(G1+G3)G2/(1+G2H1+G2H2G1)

()(1()3())2()()12()1()2()2()1()CsGsGsGsRsGsHsGsHsGs



(b)

G1H1/(1+H1)G2R(S)C(S)

-

G1(1+H1)/(1+H1+G1H1)G2R(S)C(S) G1(1+H1)G2/(1+H1+G1H1)R(S)C(S)

()1()(11())2()()11()1()1()CsGsHsGsRsHsGsHs



试简化下图所示方框图，并分别求出传递函数(a)、(b)、(c)、(d)。)()(11sRsC)()(21sRsC)()(12sRsC)()(22sR

sC

G2（S）G1（S）

G3（S）G4（S）R1(S)

R2(S)C2(S)C1(S)

题2-6图-

G2（S）G1（S）G3（S）G4（S）R1(S)C2(S)C1(S)

-

G2（S）

G1（S）

G3（S）G4（S）R2(S)C2(S)

C1(S)-

解: 令，则方框图简化为 令，则方框图简化为2()=0Rs1

()=0Rs

(a) (b) 1111234()()()1()()()()CsGsRsGsGsGsGs341121234

()()()()()1()()()()GsGsGsCs

RsGsGsGsGs

(c) (d) 123211234()()()()()1()()()()GsGsGsCsRsGsGsGsGs32

21234

()()()1()()()()GsCs

RsGsGsGsGs

2-7 试简化下图所示方框图，并求传递函数及。)()(sRsC)()(sN

sC

G1（S）G2（S）G3（S）G4（S）++

--R(S)C(S)

N(S)

题2-7图答案: 令，则方框图简化为()=0Ns

G1（S）G2（S）

G4（S）--

R(S)C(S)

G1(S)G2(s)/(1+G1(s)G2(s)G4(s))-

R(S)C(S)

G1(S)G2(s)/(1+G1(S)G2(s)+G1(s)G2(s)G4(s))R(S)C(S)

()1()2()()11()2()1()2()4()CsGsGsRsGsGsGsGsGs

令，则方框图简化为()=0Rs

G1（S）G2（S）G3（S）

G4（S）++-

-C(S)

N(S)

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热工过程自动控制

热工过程自动控制

1.被控量：系统中被控参数2.被控对象：被控制得装置3.扰动：影响被控参数的因素4.给定值：根据生产要求被调量规定值5.调节机构：在调节作用下用来改编进入被控对象物质货能量的装置6.系统方框图可以由环节机构构成，一个复杂的控制系统由串并联和反馈连接构成7.自控系统分类：所要控制变量类型，新号传递路径，系统功用8.衡量一个控制系统的质量评定通过：稳定性、准确性、快速性9.稳定性一般用衰减率品质指标反映Ψ=1非周期；Ψ=0等幅振荡；0<Ψ<1衰减振荡；Ψ<0渐扩振荡调节过程；最佳0.75~0.910.动态偏差：T→∞时偏差大小；静态偏差：系统在过渡过程e（t）的最大值11.快速性评定：系统调节时间，受扰动后从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态所需时间12.描写有无自平衡能力对象动态特性参数：有3个，无2个13.热工过程对象特点:是一个不振荡环节常用飞升曲线法一般多输入对象一定延迟和惯性14.控制系统设计任务：分析对象特点选择合适调节器整定合适相关参数15.飞升曲线：常用输入信号是阶跃信号，在阶跃输入下得到对象的阶跃响应曲线；分有自平衡和无两种16.飞升曲线特征参数：有自平衡，延迟时间τ、自平衡系数ρ、时间常数Tc、飞升速度ε；无自平衡，飞升速度ε、响应时间Ta、延迟时间τ17.飞升曲线转换成传递函数常用方法：切线法和两点法18.三种基本调节规律：比例、积分、微分比例：使调节器中调节量M与偏差e成比例保证过程稳定性积分：变化速度与偏差，保证无差运动微分：调节量与偏差e的变化速度成比例，无动态偏差19.四种热工过程自动控制中采用的工业调节器：P：只能保证过程稳定性，不能保证无差运动和无动态偏差PI：能保证稳定性和无差运动，不能无动态偏差PD：能稳定性和无动态偏差，不能无差运动PID：都能保证20.积微分对调节系统稳定性、静动态偏差影响：积分作用越大系统越不稳定，适当微分作用可提高稳定性21.单回路调节系统整定方法：计算、图表、实验；实验整定法：临界比例带、衰减曲线22.工业调节器从实现方式上分：模拟、数字模拟：通过电容、电阻、放大器组成电路来调节，采用惯性环节反馈，可实现PD调节，采用实际微分环节反馈可实现PI调节数字：通过计算机编程实现；能实现复杂控制规律的控制、有很快计算时间，以及分时控制能力，可实现多回路控制、具有很强灵活性、还克实现监控数据采集数字显示等、系统维护简单可靠性高23.采用惯性环节反馈可实现PD调节，实际微分PI24.A/D转换器作用：将模拟信号转换为数字信号25.作为被控对象，温度和流量相比，温度>流量26.常用数字滤波方法：平均、一介惯性；中值滤波适用于迅速过程参数平均值滤波：算数，加板，去极值27.采样开关：实现采样动作的装置；零阶保持器：数字信号恢复为模拟信号最常见的装置28.PID调节规律的数字算法常用法：位置、增量式、速度式29.改进算法：带有死区、积分分离、不完全微分、带有一阶滤波器（+的PID控制）30.DCS：集散控制系统，一种从为处理器为基础的分散型综合控制系统设计理念：集中管理，分散控制特点：自治性、协调性、友好性、扩展性、可靠性组成：操作管理：工程师站、操作员站、显示设置；通讯系统：计算机网络；分散控制：现场控制站、过程监测站31.DCS层次化结构：管理级、监控级、控制级、现场级现场：传感器、变速器、交换器控制：过程控制站、数据采集站监控：操作员站、工程师站32.DCS网络拓扑结构种类：星形、环形、总线形、树形星形：以中央结点为中心与各个结点连接而成，各结点与中央结点通过点到点方式连接，中央结点可直接与从结点连接环形：在网络中各结点通过环路接口连载一条守卫相接的闭合环形通信线路中；结点多影响传输效率，一个站故障影响整个，封闭环不易扩张总线形：比较简单的结构，采用一根中央主点缆称为公共总线的传输介质，各节点直接与总线相连接，信息沿总线介质逐个结点地传播树形：网在总线型网络上加分支形成，传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路，通信线路短，网络成本低33.集散控制系统中传输介质性能：双绞线<同轴电缆<光缆34.为了便于实现网络标准化，国际标准化组织提出：ISO/OSI模型分层：物理，链路，网络，传输，会话，表示，应用最底层物理层最高层应用层35.现场总线：测量和控制机器间的数字通讯为主的网络；总线技术发展离不开智能仪表的进步计算机先进过程控制系统主要包括：专家系统。

热工自动控制试题库与参考答案

热工自动控制试题库与参考答案

热工自动控制试题库与参考答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、当单元机组中汽轮机设备及其辅机正常运行，而锅炉设备或辅机异常时，宜采用（）控制方式。

A、炉跟机B、机跟炉C、机炉协调D、以上都不是正确答案：B2、一般再热蒸汽温度随负荷变化较大，当机组负荷降低（）时，大型机组必须对再热汽温进行控制。

A、30%B、20%C、50%D、40%正确答案：A3、已知二阶系统单位阶跃响应曲线呈现出等幅振荡，则其阻尼比可能为(____)。

A、0.707B、0.6C、0D、1正确答案：C4、精度和稳定性之间的矛盾始终是(____)系统存在的主要矛盾。

A、开环B、前馈C、闭环D、以上都不对正确答案：C5、被控对象的时间常数反映对象在阶跃信号激励下被控变量变化的快慢速度，即惯性的大小，时间常数大，则(____)。

A、惯性大，被控变量速度快，控制较困难B、惯性小，被控变量速度慢，控制较困难C、惯性大，被控变量速度慢，控制较平稳D、惯性小，被控变量速度快，控制较平稳正确答案：C6、串级比值控制系统中流量比值是用（）参数来自动校正的。

A、第四个B、第二个C、第一个D、第三个正确答案：D7、在生产过程中，有时工艺上不但要求物料量成一定的比例，而且要求在负荷变化时，它们的提、降量有一定的先后次序，则可选择（）比值控制系统。

A、单闭环B、双闭环C、有逻辑规律的D、串级比值正确答案：C8、再热汽温控制利用再循环风机从（）抽取低温烟气进入炉膛底部A、烟道开始处B、烟道中间处C、烟道尾部D、不确定正确答案：C9、输入信号有微小变化时，(____)调节器可能没有输出。

A、微分B、比例C、积分D、没有正确答案：A10、ζ称为二阶系统的(____)。

A、振幅B、阻尼比C、有阻尼振荡频率D、无阻尼振荡频率正确答案：B11、单位阶跃函数拉氏变换后的象函数为(____)。

A、2/SB、4/SC、3/SD、1/S正确答案：D12、两个环节串联，等效变换后的传递函数为原来两个环节的传递函数(____)。

热工自动控制系统.

热工自动控制系统.

热工自动控制系统试卷A卷一、填空题1、反馈系统的优点是( )，缺点是()。

2、汽包锅炉给水控制系统的三冲量是（）、（）、（）。

3、对某单回路调节系统，分别采用P调节器与PD调节器控制，当对象不变化时，若P调节器的比例带δP与PD调节器的比例带δPD相等，相比P控制时，PD控制下系统的如下特征参数将如何变化：衰减率（），静态偏差（），动态偏差（）。

4、评价一个自动调节系统调节过程好坏的品质指标是（）性、（）性、（）性。

5、汽包锅炉燃烧过程自动控制系统的三个被调量是（）、（）、（）。

6、单元机组控制对象的两个被控参数是（）、（）。

7、机炉分开控制中机跟炉TF的优点是（）、缺点是（）。

8、除经验法外，单回路控制系统工程整定方法还有（）、（）、（）。

9、热工控制系统框图中环节的基本连接方式分为（）、（）、（）。

二、问答题1、什么是静态偏差与动态偏差。

2、说明常规调节策略中有几种基本调节作用，微分D作用的特点是？3、单回路控制系统临界比例带法整定步骤。

4、再热汽温控制为什么不能采用喷水减温作为主控措施？现场常采用的烟气侧再热汽温控制手段有哪几种（至少写出三种）。

5、热工对象分为几类，并以电厂中实际对象为例说明其典型代表。

三、画图分析题1、方框图等效变换，求传递函数C(s)/R(s)2、画出BF原理图，说明其特点并指出有何方法可克服BF的缺点。

3、画出汽包锅炉给水全程控制系统中低负荷阶段采用的单冲量调节系统原理图，并说明其原因。

四、计算题1、某对象阶跃响应曲线如下图所示，阶跃输入为2，求该对象高阶传递函数。

若某单回路系统中只含有PI 调节器与上述对象，试整定PI 调节器的参数。

所需用到的表格如下：2、已知某系统的特征方程为5432()2266440A s s s s s s =+++++=，利用劳斯判据判定该系统的稳定性。

热工自动控制系统 A 卷 参考答案二、问答题T τ0.71、答：静态偏差是指调节过程结束后，被调量的稳态值与给定值的偏差。

热工自动试题库及答案(高级)

热工自动试题库及答案(高级)

热工自动试题库及答案(高级)文$本$开$始锅炉主蒸汽压力调节系统的功能是调节燃料量，使锅炉蒸汽量适应环境，从而保持恒定的蒸汽压力。

（1）汽轮机的蒸汽消耗；（2）供水；(3) . 锅炉送风量。

（1）、汽机耗汽量；当费希尔调节阀在一定距离内正常工作时，打开空对空排气阀，执行器将--。

a：全开；b：全关；c：位置不变。

c:立场不变。

微分作用主要是在调节过程的--------起作用。

a：起始段；b：结束段；c：整个过程。

a:开始部分锅炉负荷增加时，对流过热器出口的蒸汽温度---------。

答：上升；b：减少；c:不变。

a：升高当锅炉负荷增加时，辐射过热器出口蒸汽温度---------。

a：升高；b：降低；c：不变。

b:减少当用万用表的欧姆档测试二极管好坏时，将正（红）、负（黑）极一端相应地接在二极管的正负极，如果阻值极小，则------------。

答：二极管是好的；b:二极管坏了；c：调整二极管的正负极后，测得的电阻值很大，二极管很好。

b：二极管是坏的；我厂给水自动调节系统采用（）（a）单冲量调节系统；（b）三冲量调节系统；（c）串级三冲量调节系统。

（c）串级三冲量调节系统deh电液转换器振荡线圈阻值为（）（b）300ω当机组启动时，按下DEH面板上的“运行”按钮后，DEH目标速度为（）R/min。

（a）500；（b）1000；（c）3000。

（c）三千ccs系统中调节作用正反作用的确定是用哪个宏命令来实现的（）（a） pif；（b）sub；（c）not（b）sub当超速限制滑阀动作时，它关闭（）。

（a）调速汽门；（b）高压主汽门；（c）中压主汽门。

（a）调节阀给水流量信号故障时，将影响以下自动调节系统（）（a）水回收装置的水位调节系统；（b）单脉冲除氧水位调节系统；（c）除氧水位调节系统(c)三冲量除氧水位调节系统以下模板中使用24V接口电源的组为（）（a）ai、ao、do；（b）cpu、di、dcm；（c）v/i、dcm、do。