過(guò)程控制系統(tǒng)試題A答案

1、過(guò)程控制系統(tǒng)試題（A）答案、（20分）答:圖1（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：物料出（5分）2.當(dāng)要求出口溫度準(zhǔn)確控制時(shí)，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(shí)間常數(shù)增大時(shí)，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(shí)不斷累加，其過(guò)程比較緩慢，積分時(shí)間常數(shù)增大，積 分作用減弱，則積分作用的過(guò)程要相對(duì)加快，對(duì)系統(tǒng)的控制作用要變得相對(duì)及時(shí)，因此調(diào)節(jié)速度 快，系統(tǒng)穩(wěn)定性加強(qiáng)；但是積分作用

2、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(shí)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(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)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(shí)間常數(shù)。二、（20分）答：（5分）1.控制方案見(jiàn)工藝流程（5分）2.系統(tǒng)的主要干擾原油燃料氣流花源網(wǎng)出口溫度 口旌力波動(dòng)、目由入口的流量和溫度。其中燃料氣流量學(xué)習(xí)參考和壓力波動(dòng)的干擾在副回路中，當(dāng)燃料氣壓力出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，可通過(guò)副回路及時(shí)調(diào)整，克服干擾。（5分）3.控制閥采用氣開(kāi)閥：當(dāng)燃燒氣壓力增大時(shí)，出口溫度升高，因此主控制器為反作用；當(dāng) 閥開(kāi)大時(shí)，壓力增大，為滿足負(fù)反饋，副控制器為反作用。（5分

3、）4.在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，燃料氣壓力突然升高時(shí)，造成PC輸入量增大，因?yàn)镻C為反作用，所以PC輸出量減小，因控制閥為氣開(kāi)閥，所以閥開(kāi)度減小，燃料氣壓力降低。同時(shí)當(dāng)燃料氣 壓力升高時(shí)，在副回路還沒(méi)有來(lái)得及調(diào)整時(shí)，原油出口溫度有較小升高，TC輸入量增大，因?yàn)門(mén)C為反作用，所以TC輸出量下降，控制閥開(kāi)度減小，同樣使燃料壓力下降，從而使原油出口溫 度降低。Gv （s） G0 （s）12（5分3.申級(jí)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(diǎn)：前饋反饋控制系統(tǒng)需要“專(zhuān)用”控制器，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，而審級(jí)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(lài)于干擾對(duì)象特性的模型精度，必須是針對(duì)“可測(cè)”

4、的干 擾；前饋反饋控制系統(tǒng)適用于干擾量可測(cè)但不可控，而出級(jí)控制系統(tǒng)是可測(cè)也要可控；一個(gè)前饋控制通道只針對(duì)具體一個(gè)干擾量，由級(jí)控制中的副回路可以包含多個(gè)干擾量。四、（10分）答：（5分.控制原理圖見(jiàn)方見(jiàn)圖（5分）K=K.K=旦=生C1Fb 2.5amax 4290Fbmax 2.5 625A流量對(duì)象五、（10,分）答：（5分戶閥為氣開(kāi)閥，當(dāng)閥開(kāi)度變大時(shí)，燃料壓力增大，所以PC為反作用；當(dāng)燃地暇增大時(shí)，蒸汽流量增加，所以 FC為反作用；當(dāng)燃雨仿低于脫火壓力時(shí)，PC輸入為負(fù)偏量，輸出為高信號(hào)，F(xiàn)C輸出相對(duì)為低信號(hào)，此時(shí)構(gòu) 成蒸汽流量控制系統(tǒng)，選擇器為低選器PC感受到正偏（5分產(chǎn)*該控制封統(tǒng)的工作過(guò)程

5、:|在系統(tǒng)碌定時(shí)|當(dāng)燃料壓力高于脫儀壓力時(shí),PC輸出低信號(hào)，閥開(kāi)度助低信用 止FC低晶i闔c兩的然料母馳懵第 四 減小，幽壓力降低；當(dāng)燃料壓力低于脫火壓力時(shí)，重新選范蔣 構(gòu)成蒸汽流量控制系統(tǒng)六、（151分）答：，PC為反作用；若確定B為氣閉閥，B（5分）1.若確定A為氣開(kāi)閥，叫頊躁醐«壓力升高，所以 開(kāi)大時(shí)，罐中壓力降低，因PC為反作用，構(gòu)成負(fù)反饋。所以，選if¥ A閥為氣開(kāi)閥，B閥為氣閉閥,PC為反作用是合理的。當(dāng)控制器信號(hào)為0 .0 20 .0 6 MPa時(shí)，B閥工作;當(dāng)控制器信號(hào)為0.060 .1 M P a時(shí)，A閥工作。（5分）2 .控制器為反作用 控制原理方塊圖如

6、下：（5分）3 .系統(tǒng)工作過(guò)程：儲(chǔ)罐向外抽取物料時(shí)，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，B閥開(kāi)度減小，當(dāng)達(dá)到分程點(diǎn)時(shí)，B閥關(guān)閉，A閥打開(kāi)，補(bǔ)充氮?dú)?，保證儲(chǔ)罐壓力正常。 七、（10分）答：（4分）1 . Smith補(bǔ)償器優(yōu)點(diǎn)：可以克服大滯后對(duì)系統(tǒng)的影響，使系統(tǒng)控制及時(shí)準(zhǔn)確，控制速度 加快，過(guò)渡時(shí)間縮短，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：依賴(lài)于對(duì)象模型的精度，控制器不容易實(shí)現(xiàn)。Rf。（3分）2.相對(duì)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(guò)相對(duì)增益矩陣的元素Kij來(lái)I I判斷。3越接近1,則表明系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)程度越弱；川越偏離1,表明系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)程度越強(qiáng)。（3分）3.對(duì)于PH值中和控制的非線性控制系統(tǒng)，在 PH值接近7這個(gè)區(qū)域，增益