過(guò)程工程基礎(chǔ)作業(yè)(1、2章)課件

1、與其它自動(dòng)控制相比，過(guò)程控制有哪些主要特點(diǎn)？為什么說(shuō)過(guò)程控制的控制過(guò)程多屬慢過(guò)程？問(wèn)題一：過(guò)程控制的特點(diǎn)是與其它自動(dòng)控制系統(tǒng)相比較而言的，大致可歸納如下：一、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制二、過(guò)程控制系統(tǒng)是由被控過(guò)程和過(guò)程檢測(cè)控制儀表兩部分組成三、被控過(guò)程是多種多樣的、非電量的四、過(guò)程控制的控制過(guò)程多屬慢過(guò)程，而且多半為參量控制五、過(guò)程控制方案十分豐富六、定值控制是過(guò)程控制的一種常用形式問(wèn)題二：因?yàn)楸豢剡^(guò)程具有大慣性、大滯后（大時(shí)延）等特性，因此決定了過(guò)程控制的控制過(guò)程多屬慢過(guò)程。試說(shuō)明圖供氧量控制系統(tǒng)框圖中被控“過(guò)程”包含哪些管道設(shè)備以及圖中各符號(hào)的含義。過(guò)程：節(jié)流裝置到氧氣流量調(diào)節(jié)閥之間的管道設(shè)備

2、。x(t)代表設(shè)定值；e(t)表示偏差信號(hào)；u(t)表示控制器控制作用信號(hào)；q(t)表示調(diào)節(jié)閥的流量信號(hào)；f(t)過(guò)程受到的干擾信號(hào)；y(t)過(guò)程的輸出信號(hào)；z(t)測(cè)量信號(hào)21何謂被控過(guò)程及其數(shù)學(xué)模型？模型一般分為哪幾類(lèi)？它與過(guò)程控制有何關(guān)系？1：被控過(guò)程是指正在運(yùn)行中的多種多樣的被控制的生產(chǎn)工藝設(shè)備。被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型是指過(guò)程在各輸入量（包括控制量與擾動(dòng)量）作用下，其相應(yīng)的輸出量（被控量）變化函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2：過(guò)程的數(shù)學(xué)模型有兩種，一是參數(shù)模型，如階躍響應(yīng)曲線等用曲線表示的；二是參數(shù)模型，如微分方程等用數(shù)學(xué)方程式或函數(shù)表示的。3： 過(guò)程控制系統(tǒng)的品質(zhì)是由組成系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)及其

3、特性所決定的。過(guò)程數(shù)學(xué)模型是過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的重要資料。23從階躍響應(yīng)曲線看，大多數(shù)被控過(guò)程有何特點(diǎn)？答：從階躍響應(yīng)曲線來(lái)看，大多數(shù)被控過(guò)程的特點(diǎn)是：被控量的變化往往是不振蕩的、單調(diào)的、有滯后和慣性的。22什么是過(guò)程通道？什么是過(guò)程的控制通道和擾動(dòng)通道？它的數(shù)學(xué)模型是否相同？問(wèn)題一：被控過(guò)程輸入量與輸出量之間的信號(hào)聯(lián)系稱(chēng)為過(guò)程通道。問(wèn)題二：過(guò)程的控制通道：控制作用與被控量之間的信號(hào)聯(lián)系。 過(guò)程的擾動(dòng)通道：擾動(dòng)作用與被控量之間的信號(hào)聯(lián)系。問(wèn)題三：他們的數(shù)學(xué)模型不一樣，因?yàn)檫^(guò)程通道、控制通道和擾動(dòng)通道所表示的環(huán)節(jié)不是同一個(gè)。26 下圖所示液位過(guò)程的輸入量q1，流出量為q2 、q3，液位h為被

4、控參數(shù)，C為容量系數(shù)，并設(shè)R1、R2、R3為線性液阻。要求：(1)列出液位過(guò)程的微分方程圖；(2)畫(huà)出液位過(guò)程的框圖；(3)試求液位過(guò)程的傳遞函數(shù)W0(s)=H(s)/Q1(s)解：列出液位過(guò)程的微分方程組：27什么是過(guò)程的滯后特性？過(guò)程滯后包含哪幾種？有何特點(diǎn)？問(wèn)題一：當(dāng)被控過(guò)程受到擾動(dòng)作用，被控量沒(méi)有馬上隨著擾動(dòng)的變化而變化，而是經(jīng)過(guò)一段滯后時(shí)間之后，才以較大的速率發(fā)生變化稱(chēng)過(guò)程的滯后特性。問(wèn)題二：過(guò)程滯后包含容量滯后和純滯后。問(wèn)題三：容量滯后所引起的被控量在容量滯后時(shí)間內(nèi)是有變化速率的，而純滯后所引起的被控量在純滯后時(shí)間內(nèi)的變化速率等于零。畫(huà)出液位過(guò)程的框圖：求出液位過(guò)程的傳遞函數(shù)：26

5、7什么叫調(diào)節(jié)閥的流通能力C？怎樣根據(jù)C來(lái)確定調(diào)節(jié)閥的公稱(chēng)直徑Dg和閥座直徑dg？答：?jiǎn)栴}一：流通能力C表示執(zhí)行器的容量，其定義為：調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，閥前后壓差為0.1MPa、流體密度為1g/cm3時(shí)，每小時(shí)流過(guò)閥門(mén)的流體流量（體積(m3)或質(zhì)量（kg）。問(wèn)題二：根據(jù)控制（調(diào)節(jié)）所需的物料量qvmax、qvmin，流體重度r以及閥上的壓差p，可以求得最大流量、最小流量時(shí)的Cmax和Cmin值。根據(jù)Cmax，在所用產(chǎn)品型式的標(biāo)準(zhǔn)系列中取大于Cmax值并最接近一級(jí)的C值，從而查出Dg和dg。268什么叫氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥和氣關(guān)調(diào)節(jié)閥？怎樣利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)組成氣開(kāi)、氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥？答：?jiǎn)栴}一：氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥，

6、即當(dāng)氣動(dòng)執(zhí)行器輸入壓力P0.02MPa時(shí)，閥開(kāi)始打開(kāi)，也就是說(shuō)有信號(hào)壓力時(shí)閥開(kāi)，無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)。對(duì)于氣關(guān)式則反之。問(wèn)題二：由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)有正、反兩種形式，閥也有正裝和反裝兩種，所以，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)型式有四種組合方式如下圖所示。氣關(guān)氣關(guān)氣開(kāi)氣開(kāi)26 9何謂調(diào)節(jié)閥的流量特性？何謂理想流量特性和工作流量特性？在工程上是怎樣來(lái)選擇調(diào)節(jié)閥流量特性？答：?jiǎn)栴}一：調(diào)節(jié)閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量與閥門(mén)的相對(duì)開(kāi)度之間的關(guān)系，即q/qmaxf(l/L)。問(wèn)題二：理想流量特性就是在閥前后壓差為一定的情況下（deltap=常量）得到的流量特性。在實(shí)際工程使用中，調(diào)節(jié)閥式安裝在工藝管道系統(tǒng)中，所以調(diào)節(jié)閥兩端的壓力差deltap不等常數(shù)，此時(shí)調(diào)節(jié)閥