過(guò)程控制儀表及控制系統(tǒng)課后習(xí)題答案林德杰

1、解：乙快發(fā)生器中電石與冷水相遇產(chǎn)生乙快氣體期電石第一章思考題與習(xí)題1-2圖1.6為溫度控制系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的框圖，簡(jiǎn)述其工作原理；指出被控過(guò)程、被控參數(shù)和控制參數(shù)。并釋放出熱量。當(dāng)電石加入時(shí)，內(nèi)部溫度上升，溫度檢測(cè)器檢測(cè)溫度變化與給定值比較，偏差信號(hào)送到控制器對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，將控制作用于調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)冷水的流量，使乙快發(fā)生器中的溫度到達(dá)給定值。系統(tǒng)框圖如下：被控過(guò)程：乙烘發(fā)生器被控參數(shù)：乙快發(fā)生器內(nèi)溫度控制參數(shù)：冷水流量1-3常用過(guò)程控制系統(tǒng)可分為哪幾類？答：過(guò)程控制系統(tǒng)主要分為三類：1 .反饋控制系統(tǒng)：反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)被控參數(shù)與給定值的偏差進(jìn)行控制的，最終達(dá)到或消除或減小偏差的目的，偏差

2、值是控制的依據(jù)。它是最常用、最基本的過(guò)程控制系統(tǒng)。2 .前饋控制系統(tǒng)：前饋控制系統(tǒng)是根據(jù)擾動(dòng)量的大小進(jìn)行控制的，擾動(dòng)是控制的依據(jù)。由于沒(méi)有被控量的反饋，所以是一種開環(huán)控制系統(tǒng)。由于是開環(huán)系統(tǒng)，無(wú)法檢查控制效果，故不能單獨(dú)應(yīng)用。3 .前饋-反饋控制系統(tǒng)：前饋控制的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠迅速及時(shí)的克服主要擾動(dòng)對(duì)被控量的影響，而前饋一反饋控制利用反饋控制克服其他擾動(dòng)，能夠是被控量迅速而準(zhǔn)確地穩(wěn)定在給定值上，提高控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。3-4過(guò)程控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的質(zhì)量指標(biāo)包括哪些內(nèi)容？它們的定義是什么？哪些是靜態(tài)指標(biāo)？哪些是動(dòng)態(tài)質(zhì)量指標(biāo)？答：1.余差(靜態(tài)偏差)e：余差是指系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程結(jié)束以后，被控參數(shù)新的穩(wěn)定值

3、y(8)與給定值c之差。它是一個(gè)靜態(tài)指標(biāo)，對(duì)定值控制系統(tǒng)。希望余差越小越好。2.衰減比n:衰減比是衡量過(guò)渡過(guò)程穩(wěn)定性的一個(gè)動(dòng)態(tài)質(zhì)量指標(biāo)，它等于振蕩過(guò)程的第一個(gè)波的振幅與第二個(gè)波的振幅之比，即：Bn=Bn<1系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，是發(fā)散振蕩；n=1,系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的，是等幅振蕩；n>1,系統(tǒng)是穩(wěn)定的，若n=4,系統(tǒng)為4:1的衰減振蕩，是比較理想的。衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性也可以用衰減率小B_B'一B4 .最大偏差A(yù):對(duì)定值系統(tǒng)，最大偏差是指被控參數(shù)第一個(gè)波峰值與給定值C之差，它衡量被控參數(shù)偏離給定值的程度。5 .過(guò)程過(guò)渡時(shí)間ts：過(guò)渡過(guò)程時(shí)間定義為從擾動(dòng)開始到被控參數(shù)進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)值的5%或冷

4、(根據(jù)系統(tǒng)要求)范圍內(nèi)所需要的時(shí)間。它是反映系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程快慢的質(zhì)量指標(biāo)，ts越小，過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行得越快。6.峰值時(shí)間tp:從擾動(dòng)開始到過(guò)渡過(guò)程曲線到達(dá)第一個(gè)峰值所需要的時(shí)間，(根據(jù)系統(tǒng)要求)范圍內(nèi)所需要的時(shí)間。稱為峰值時(shí)間tp。它反映了系統(tǒng)響應(yīng)的靈敏程度。靜態(tài)指標(biāo)是余差，動(dòng)態(tài)時(shí)間為衰減比(衰減率)、最大偏差、過(guò)程過(guò)渡時(shí)間、峰值時(shí)間。第二章思考題與習(xí)題2-1如圖所示液位過(guò)程的輸入量為Q1,流出量為Q2,Q3,液位h為被控參數(shù)，C為容量系數(shù)，并設(shè)R1、R2、R3均為線性液阻，要求：(1) 列出過(guò)程的微分方程組；(2) 求過(guò)程的傳遞函數(shù)W0(S)=H(S)/Q1(S);(3) 畫出過(guò)程的方框圖。解：(

5、1)根據(jù)動(dòng)態(tài)物料平衡關(guān)系，流入量=流出量：Qi-(Q2+Q3)=當(dāng)dtQi-(Q應(yīng)爐2dt過(guò)程的微分方程的增量形式:中間變量:R2二Q3R3消除中間變量:同除(R2+R3)得至IJ：dhR2R3Q1=CR2R3d(R3R2).：hdtR2R3CR2R3d.hQ1-hR2R3R2R3出上式可寫為:R2R3R2rdLhRQ1=CR：hdt(2)Laplace變換得到:RQi(S)=CRSH(S)H(S)傳遞函數(shù)：W)(s)=H(s)Qi(s)RCS1(3)過(guò)程的方框圖:22.如圖所示：Qi為過(guò)程的流入量，Q2為流出流量，h為液位高度，C為容量系數(shù)，若以Qi為過(guò)程的輸入量，h為輸出量(被控量)，設(shè)R

6、i、R2為線性液阻，求過(guò)程的傳遞函數(shù)W0(S)=H(S)/Qi(S)。公解：根據(jù)動(dòng)態(tài)物料平衡關(guān)系，流入量=流出量:過(guò)程的微分方程的增量形式:中間變量:R2R2Q1=CR2dlhhdtR2Q1(S):CR2sH(S)H(S)傳遞函數(shù)：W0(s)=H(s)=R2Q1(s)CR2S1Q如果考慮管道長(zhǎng)度l,即出現(xiàn)純時(shí)延，由于管道流量恒定，所以T=Ql其傳遞函數(shù)為：SH(s)R2-W0(s)2eQ1(s)CR2S1其中：.=Ql2-3.設(shè)矩形脈沖響應(yīng)幅值為2t/h,脈沖寬度為t=10min,某溫度過(guò)程的矩形脈沖響應(yīng)記錄數(shù)據(jù)如下：t(min5Y(C)0.461.73.79.019

7、.026.436.037.5t(min)2025304050607080Y(C)33.527.221.010.45.12.81.10.5(1) 將該脈沖矩形響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成階躍響應(yīng)曲線；(2) 用一階慣性環(huán)節(jié)求該溫度對(duì)象的傳遞函數(shù)。解：將脈沖響應(yīng)轉(zhuǎn)換成階躍響應(yīng)曲線，數(shù)據(jù)如下:t(min5Y(C)0.461.73.79.019.026.436.037.5Y1(t)0.461.73.79.019.026.4一一t(min)2025304050607080Y(C)33.527.221.010.45.12.81.10.5Y1(t)59.9一80.991.396.499.2100

8、.3100.8繪出階躍響應(yīng)曲線如下:七:/二)-*)：&=50.5X0由圖y(t1)=0.4y(oo),y(t2)=0.8y(8)處可得：t1=14mint2=30.5t1/t2=0.46故二階系統(tǒng)數(shù)字模型為W0(s)K02(TS1)2根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式有:t1t2To(s)122.16=10.32所有:W0(s)K02(TS1)250.52(10.3S1)22-5某過(guò)程在階躍擾動(dòng)量Au=20%,其液位過(guò)程階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)見下表:t/s01020406080100140180260300400500h/cm000.20.82.03.65.48.811.814.416.618.419.2(1)畫出

9、液位h的階躍響應(yīng)曲線(2)求液位過(guò)程的數(shù)學(xué)模型解：方法圖解法由圖可以看出：過(guò)程應(yīng)該用一階加延時(shí)系統(tǒng)。Ko_y(二)-y(0)xo200.2=100從圖中得到:640s,T=260-40=220sW0(s)K0.s100_40Se二eTS1220S1在圖中取y(t1)=0.33y(8)y(t2)=0.39y(8)y(t3)=0.632y(8)y(t4)=0.7y(8)得力=125$t2=140st3=225st4=260sT1：2(t3-t2)=150s12t2-t3=55st4-11T2一-=168s0.8可見數(shù)據(jù)很接近，于是:T1T2T0=12-159s2過(guò)程數(shù)學(xué)模型：3t1-14257s=

10、56sW0(s)=100TS1159S1-56Se2-6某過(guò)程在階躍擾動(dòng)AI=1.5mADC作用下，其輸出響應(yīng)數(shù)據(jù)見下表:t(min)1234567891011OOY(C)4.04.04.24.85.15.45.75.85.855.96.06.0t(min)1234567891011OOY(C)2.02.01.81.51.20.50.30.20.150.100根據(jù)表格在半對(duì)數(shù)紙上描繪出曲線1,曲線1作直線部分的延長(zhǎng)線2,2線減去1線得到直線3。K0y(二)-y(0)6-4xo1.5=1.3解：求出y(°°)y值如下表:根據(jù)直線2和直線3,與縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)構(gòu)成的兩個(gè)三角形，可

11、以求出時(shí)間參數(shù)、T2:由人1=7,B1=0.1,t1=10st110s2.303(lgA1lgB1)2.303(lg7-lg0.1)=2.35由A2=5,B2=0.1t2=6st26sT2=2=1.532.303(lgA2-lgB2)2.303(lg5-lg0.1)該過(guò)程的數(shù)學(xué)模型為：W0(s)=K0(TiS1)(T2s1)1.3(2.35s1)(1.53s1)第三章思考題與習(xí)題420mA,如右圖所示。根據(jù)圖的幾何關(guān)系有：ab:ac=eb:dc,aceb56ab、1.88dc16Io=10mA時(shí)，輸入電壓為:3-2有一壓力控制系統(tǒng)選用DDZ出壓力變送器，其量程為0200kPa。生產(chǎn)工藝要求被控

12、壓力為150±2kPa,現(xiàn)將該變送器量程調(diào)整到100200kPa,求零點(diǎn)遷移前后該壓力變送器的靈敏度。解：零點(diǎn)遷移前靈敏度：20-4K1=0.08mA/kPa200-0零點(diǎn)遷移后靈敏度：20-4K1=0.16mA/kPa200-10034某DDZ出直流毫伏變送器，其零點(diǎn)移到Vio=5mV,零遷后的量程為DC10mV,求該變送器輸出I0=10mADC時(shí)的輸入是多少毫伏?解：分析：零點(diǎn)遷移后510mV對(duì)應(yīng)輸出為Vin=5+1.88=6.88(mVDC)37.說(shuō)明DDZm熱電偶溫度變送器的冷端溫度補(bǔ)償原理。以A和B兩種導(dǎo)體組成的熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)與材料種類和接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。熱電偶產(chǎn)生的熱

13、電勢(shì)與被測(cè)溫度T具有單值函數(shù)關(guān)系。但是，其前提條件必須保持冷端溫度T0不變。E(t,t。)=eAB(t)-eAB(t。)熱電偶的熱電勢(shì)大小不僅與熱端溫度有關(guān)，而且還與冷端溫度有關(guān)。實(shí)際使用中冷端暴露在儀表之外，受環(huán)境影響較大，因此必須進(jìn)行冷端補(bǔ)償（溫度校正）熱電偶冷端溫度的補(bǔ)償方法（1）補(bǔ)償導(dǎo)線法（延伸導(dǎo)線法）：用與熱電偶熱電性質(zhì)相同的臂長(zhǎng)補(bǔ)償導(dǎo)線（或稱延伸導(dǎo)線）將熱電偶的冷端延伸到溫度保持恒定的地方。（2）冷端恒溫法：將熱電偶的冷端置于恒定溫度的容器內(nèi)或場(chǎng)合內(nèi)。（3）冷端溫度修正法（計(jì)算校正法）：(4)補(bǔ)償電橋法：利用不平衡電橋產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡電勢(shì)補(bǔ)償由于熱電偶冷端溫度變化引起的測(cè)量誤差。3

14、-8.DDZ出溫度變送器是如何使被測(cè)溫讀與輸出信號(hào)I。成線性關(guān)系的？簡(jiǎn)述熱電偶溫度變送器與熱電阻溫度的線性化原理。35.DDZ出溫度變送器測(cè)溫范圍為8001200C。選擇哪一種測(cè)溫元件較為合適？當(dāng)輸出電流為DC16mA時(shí)，被測(cè)溫度是多少？解：檢測(cè)溫度高于600C,應(yīng)選擇熱電偶測(cè)溫元件。ab:ac=bd:ce,acbd40012.cab='300ce1610=16mA時(shí)，被測(cè)溫度為:T=800+300=1100(C)3-6.DDZ-m溫度變送器測(cè)溫范圍為400600°C。選擇哪一種測(cè)溫元件較為合理？當(dāng)溫度從500C變化到550°C時(shí)，輸出電流變化多少？解：檢測(cè)溫度低于

15、600C,應(yīng)選擇鉗電阻測(cè)溫元件。20-4-K1=0.08mA/C600-200溫度變化50c時(shí)，輸出電流變化：A=0.08mA/CX50C=4mA3-8用標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量氣體流量，給定設(shè)計(jì)參數(shù)p=0.8kPa,t=20°C。實(shí)際被測(cè)介質(zhì)參數(shù)p1=0.8kPa,t1=30C。儀表顯示流量Q=3800m3n,求被測(cè)介質(zhì)實(shí)際流量大小。39一只用水標(biāo)定的浮子流量計(jì)，其滿刻度值為1000mWh,不銹鋼浮子密度為7.92g/cm3?，F(xiàn)用來(lái)測(cè)量密度為0.72g/cm對(duì)乙醇流量，問(wèn)浮子流量計(jì)的測(cè)量上限是多少？解：設(shè)轉(zhuǎn)子、水、被測(cè)液體的密度分別為仍、P0、m由液體流量的修正公式，密度修正系數(shù)：(：1-：)

16、：0.(7920-720)1000_K1.2;(M一：0)：.(7920-1000)720根據(jù)修正系數(shù)求得，浮子流量計(jì)的測(cè)量上限是：Q2max=KQ0max1.2X000=1200m3/h3-16簡(jiǎn)述渦輪流量計(jì)的工作原理。某渦輪流量計(jì)的儀表常數(shù)K=150.4次/L,當(dāng)它測(cè)量流量時(shí)的輸出頻率為？=400Hz時(shí)，求其瞬時(shí)體積流量為每小時(shí)多少立方米？第四章思考題與習(xí)題4-1什么是正作用調(diào)節(jié)器和反作用調(diào)節(jié)器？如何實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器的正反作用?答：輸入增加時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出也隨之增加稱為正作用調(diào)節(jié)器；輸入增加時(shí)，調(diào)節(jié)器輸出減小稱為反作用調(diào)節(jié)器。在調(diào)節(jié)器輸入級(jí)的輸入端設(shè)有一個(gè)雙向開關(guān)S7,通過(guò)切換改變輸入信號(hào)的極性來(lái)

17、實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器的正反作用。43如何測(cè)定DDZ出調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間Td和積分時(shí)間Ti?答：一、微分傳遞函數(shù)為：一Wpd(S)=Kd拉氏反變換得階躍作用下的時(shí)間函數(shù)：1TdS'1sKdKDtaI-T7t1V02(t)=-1+(Kd-1)eTdVoi(1)KD當(dāng)t=t(0+)時(shí)，V02(0*)=UVO1(t)當(dāng)t=8時(shí),由圖有：+aV02(0)=-VO1(t)KDV02-V02(Td)D=0.632V0202(二)實(shí)驗(yàn)得到曲線后，可以按圖求取微分時(shí)間Td二、積分傳遞函數(shù):Wpi(S)=-Ci1T1SCm1.1KiTiSV03(t)Cic，Ki十(Ki-1)et=0時(shí),10Kd而0TV03(0)ct

18、=oo時(shí),t=Ti時(shí):CIVo3（二）=K|Vo2CMCIVo3（二）=-2#。2CM4-3設(shè)DDZ出基型調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)的刻度值為8=0.50,Ti=30s,Td=20s。計(jì)算實(shí)際值9、TI*和TD*之值。解：先計(jì)算F:F=1+Td/Ti=1+2/3=1.67京Ti*、Td*之實(shí)際值：S=6/F0.5/1.67=0.3*Ti=Ti/F=17.9*Td=Td/F=11.94-5數(shù)字式完全微分PID控制規(guī)律與不完全微分PID控制規(guī)律有說(shuō)明區(qū)別？哪種控制規(guī)律的應(yīng)用更為普遍？答：完全微分型PID算法的微分作用過(guò)于靈敏，微分作用持續(xù)時(shí)間短，容易引起控制系統(tǒng)振蕩，降低控制品質(zhì)。不完全微分是在PID輸出

19、端串接一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)，這樣，在偏差變化較快時(shí)，微分作用不至于太強(qiáng)烈，且作用可保持一段時(shí)間。因此不完全微分PID控制規(guī)律更為普遍。4-649某流體的最大流量為80m3/h,改流體密度為0.16X10一2g/cm3,閥前后一壓差為0.1MPa，試選擇調(diào)節(jié)閥的公稱直徑和閥座直徑。（要求泄露量?。┙猓赫{(diào)節(jié)閥的流通能力C為:取C=12m3/h查表得dg=32mm,Dg=32mm。第六章思考題與習(xí)題65調(diào)節(jié)器的P、PI、PD、PID控制規(guī)律各有什么特點(diǎn)？它們各用于什么場(chǎng)合？答：比例控制規(guī)律適用于控制通道滯后較小，時(shí)間常數(shù)不太大，擾動(dòng)幅度較小，負(fù)荷變化不大，控制質(zhì)量要求不高，允許有余差的場(chǎng)合。如貯罐液位、

20、塔釜液位的控制和不太重要的蒸汽壓力的控制等。比例積分控制規(guī)律引入積分作用能消除余差。適用于控制通道滯后小，負(fù)荷變化不太大，工藝上不允許有余差的場(chǎng)合，如流量或壓力的控制。比例微分控制規(guī)律引入了微分，會(huì)有超前控制作用，能使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加，最大偏差和余差減小，加快了控制過(guò)程，改善了控制質(zhì)量。適用于過(guò)程容量滯后較大的場(chǎng)合。對(duì)于滯后很小和擾動(dòng)作用頻繁的系統(tǒng)，應(yīng)盡可能避免使用微分作用。比例積分微分控制規(guī)律可以使系統(tǒng)獲得較高的控制質(zhì)量，它適用于容量滯后大、負(fù)荷變化大、控制質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合，如反應(yīng)器、聚合釜的溫度控制。6-7在某生產(chǎn)過(guò)程中，冷物料通過(guò)加熱爐對(duì)其進(jìn)行加熱，熱物料溫度必須滿足生產(chǎn)工藝要求，故設(shè)

21、計(jì)圖所示溫度控制系統(tǒng)流程圖，畫出控制框圖，指出被控過(guò)程、被控參數(shù)和控制參數(shù)。確定調(diào)節(jié)閥的流量特性、氣開、氣關(guān)形式和調(diào)節(jié)器控制規(guī)律及其正、反作用方式。解：系統(tǒng)方框圖:V網(wǎng)被控過(guò)程為加熱爐；被控參數(shù)是熱物料的溫度；控制參數(shù)為燃料的流量。加熱爐的過(guò)程特性一般為二階帶時(shí)延特性，即過(guò)程為非線性特性。因此，調(diào)節(jié)閥流量特性選擇對(duì)數(shù)特性調(diào)節(jié)閥。根據(jù)生產(chǎn)安全原則，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)該停止輸送燃料，調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用氣開式。即無(wú)氣時(shí)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉?？刂破鞯恼醋饔玫倪x擇應(yīng)該在根據(jù)工藝要求，原則是：使整個(gè)回路構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)?？刂破鞯恼?、反作用判斷關(guān)系為:（控制器“土”）（控制閥“土”）（對(duì)象“土”）="”調(diào)節(jié)閥：氣

22、開式為，氣關(guān)式為“一”；控制器：正作用為，反作用為“一”；被控對(duì)象：按工藝要求分析，通過(guò)控制閥的物量或能量增加時(shí)，被控制量也隨之增加為“十”；反之隨之降低的為“一”；變送器一般視為正作用。根據(jù)安全要求，調(diào)節(jié)閥選氣開式（為正，溫度變送器（一般為正，當(dāng)調(diào)節(jié)器增加時(shí),溫度值增加，故過(guò)程（對(duì)象）為正，為了保證閉環(huán)為負(fù)。所以調(diào)節(jié)器應(yīng)為負(fù)作用。6-8下圖為液位控制系統(tǒng)原理圖。生產(chǎn)工藝要求汽包水位一定必須穩(wěn)定。畫出控制系統(tǒng)框圖，指出被控過(guò)程、被控參數(shù)和控制參數(shù)。確定調(diào)節(jié)閥的流量特性、氣開、氣關(guān)形式和調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律及其正反作用方式。解：控制系統(tǒng)框圖如下圖所示。被控過(guò)程為汽包；被控參數(shù)是汽包的液位；控制參數(shù)為

23、給水的流量。汽包的過(guò)程特性為一階帶時(shí)延特性，即過(guò)程為非線性特性。因此，調(diào)節(jié)閥流量特性選擇對(duì)數(shù)特性調(diào)節(jié)閥。根據(jù)生產(chǎn)安全原則，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)該停止輸送燃料，調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用氣關(guān)式。即無(wú)氣時(shí)調(diào)節(jié)閥打開。保證在控制出現(xiàn)故障時(shí)，汽包不會(huì)干燒。調(diào)節(jié)閥：選擇氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥，故Kv為“一”；被控對(duì)象：按工藝要求分析，通過(guò)給水增加時(shí)，被控制參數(shù)的液位也會(huì)增加。所以Ko為“+”；變送器一般視為正作用?？刂破鞯恼?、反作用判斷關(guān)系為:（控制器?。刂崎y“”）（對(duì)象“+”）="”根據(jù)判斷關(guān)系式，調(diào)節(jié)器應(yīng)為正作用。6-9某過(guò)程控制通道作階躍實(shí)驗(yàn)，輸入信號(hào)Au=50,其記錄數(shù)據(jù)見表6-11t/min00.20.4

24、0.60.81.01.2y(t)200.1201.1204.0227.0251.0280.0302.5t/min1.41.61.82.02.22.42.6y(t)318.0329.5336.0339.0340.5341.0341.2（1）用一階加純時(shí)延近似該過(guò)程的傳遞函數(shù)，求K。、T。、和值。（2）用動(dòng)態(tài)響應(yīng)曲線法整定調(diào)節(jié)器的PI參數(shù)（取p=1,6=0.75）。解：（1）根據(jù)表611得到過(guò)程階躍響應(yīng)曲線:由圖讀得T0=1.08min0=0.42minK0y(；：)-y(0)341.5-2002.82Xo5000.42T01.08根據(jù)動(dòng)態(tài)特性整定公式有:W0(s)=0.392.82-0.42Se

25、1.08s1.-0.2<0.38<12.6T0Q=X-0.08PT0.6=0.81T05,階躍響應(yīng)記錄數(shù)據(jù)如表所TI=0.8T0=0.74min6-10對(duì)某過(guò)程控制通道作一階躍實(shí)驗(yàn)，輸入階躍信號(hào)7To(1) 若過(guò)程利用一階加純時(shí)延環(huán)節(jié)來(lái)描述，試求K。、To、t0(2) 設(shè)系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)規(guī)律，按4:1衰減比，用反應(yīng)曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，求8、從圖中可以得至IJ：采用一階加時(shí)延系統(tǒng)則:W0(s)KofSe(1Tos)Koy(力y(0)0.71.4Xo0.5Ti。時(shí)間(min)0510152025303540被控量y0.6500.6510.6520.6680.7350.8170.881

26、0.9791.075時(shí)間(min)455055606570758085被控量y1.1511.2131.2391.2621.3111.3291.3381.3501.351解：(1)求過(guò)程的傳遞函數(shù)，由表作圖:將數(shù)值代入得:Wo(s)、=2.60.08To一0.6To=2.60.83-0.150.830.6：2.60.481.241.4d5OSe(118Os)(2)因?yàn)門To=1500/1800=0.83V1取(f)=0.75的有自衡過(guò)程的整定公式:a.比例系數(shù)8:b.積分時(shí)間常數(shù)Ti：=0.8T0=1440(s)1.4-s6-12已知被控制過(guò)程的傳遞函數(shù)Wo(S)=(Tos+1)e,其中To=6

27、s,句=3s。試用響應(yīng)曲線法整定PI、PD調(diào)節(jié)器的參數(shù)；再用臨界比例度法整定PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)(設(shè)Tk=10s,8k=0.4)；并將兩種整定方法的PI參數(shù)進(jìn)行比較。解：對(duì)有自衡能力的系統(tǒng)P=1,飛/T0=0.5。C.=2.61P-0.08To=2.6一0.6To0.5-0.08x0.50.60.99采用特性參數(shù)法(響應(yīng)曲線法)公式及PI控制規(guī)律，有:Ti=0.8T0=4.8(s)對(duì)PD控制規(guī)律調(diào)節(jié)器，有0.5-0.08、:=0.8、p=0.82.60.910.50.7Ti=0.25t0=0.75(s)采用臨界比例度法，對(duì)PI調(diào)節(jié)規(guī)律：、=2.2、P=0.88Ti=0.85TK=8,5(s)Ti相差較大。在工程實(shí)踐中應(yīng)該兩種整定方法得到的結(jié)果不同，比例度比較接近、應(yīng)用不同的整定方法進(jìn)行比較，選擇控制效果最佳方案。第七章思考題與習(xí)題7-2在串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，副回路設(shè)計(jì)和副參數(shù)的選擇應(yīng)考慮哪幾個(gè)原則？答：副回路設(shè)計(jì)是選擇一個(gè)合適的副變量，從而組成一個(gè)以副變量為被控變量的副回路。副回路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一些原則：(1)副參數(shù)選擇應(yīng)該時(shí)間常數(shù)小，時(shí)延小、控制通道短的參數(shù)作為副回路的控制參數(shù)。當(dāng)對(duì)象具有較大的純時(shí)延時(shí)，應(yīng)使所設(shè)計(jì)