過程控制系統與儀表

王再英劉淮霞陳毅靜第1章斟酌題與習題4.定值操縱是過程操縱的一種主要操縱形式5.過程操縱變量是溫度、壓力、流量、液位、成份等這樣一些變量的系統。組成：參照圖1-1。1-4說明過程操縱系統的分類方法，通常過程操縱系統可分為哪幾類?解答：分類方法說明：按所操縱的參數來分，有溫度操縱系統、壓力操縱系統、流量操縱系統等；按操縱系統所處理的信號方式來分，有模擬操縱系統與數字操縱系統；按操縱器類型來分，有常規(guī)儀表操縱系統與計算機操縱系統；按操縱系統的布局和所完成的功能來分，有串級操縱系統、平勻操縱系統、自適應操縱系統等；按其動作規(guī)律來分，有比例(P)操縱、比例積分(PI)操縱，比例、積分、微分(PID)操縱系統等；按操縱系統組成回路的處境來分，有單回路與多回路操縱系統、開環(huán)與閉環(huán)操縱系統；按被控參數的數量可分為單變量和多變量操縱系統等。1.按設定值的形式不同劃分：(1)定值操縱系統(2)隨動操縱系統(3)程序操縱系統2.按系統的布局特點分類：(1)反應操縱系統(2)前饋操縱系統(3)前饋—反應復合操縱系統1-5什么是定值操縱系統?1在定值操縱系統中設定值是恒定不變的，引起系統被控參數變化的就是擾動信號。1-6什么是被控對象的靜態(tài)特性?什么是被控對象的動態(tài)特性?二者之間有什么關系?解答：被控對象的靜態(tài)特性：穩(wěn)態(tài)時操縱過程被控參數與操縱變量之間的關系稱為靜態(tài)特性。被控對象的動態(tài)特性：。系統在動態(tài)過程中，被控參數與操縱變量之間的關系即為操縱過程的動態(tài)特性。二者之間1-7試說明定值操縱系統穩(wěn)態(tài)與動態(tài)的含義。為什么在分析過程操縱系統得性能時更關注其動態(tài)特性?解答：對于定值操縱，當操縱系統輸入(設定值和擾動)不變時，整個系統若能達到一種平衡狀態(tài)，系統中各個組成環(huán)節(jié)暫不動作，它們的輸出信號都處于相對靜止狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)(或靜態(tài))。從外部擾動展現、平衡狀態(tài)遭到破壞、自動操縱裝置開頭動作，到整個系統又建立新的穩(wěn)態(tài)(達成新的平衡)、調理過程終止的這一段時間，整個系統各個環(huán)節(jié)的狀態(tài)和參數都處于變化的過程之中，這種狀態(tài)稱為動態(tài)。在實際的生產過程中，被控過程往往受到各種振動的影響，不成能一向工作在穩(wěn)態(tài)。只有將操縱系統研究與分析的重點放在各個環(huán)節(jié)的動態(tài)特性，才能設計出良好的操縱系統。1-8評價操縱系統動態(tài)性能的常用單項指標有哪些?各自的定義是什么?解答：單項性能指標主要有：衰減比、超調量與最大動態(tài)偏差、靜差、調理時間、振蕩頻率、上升時間和峰值時間等。衰減比：等于兩個相鄰的同向波峰值之比n;過渡過程的最大動態(tài)偏差：對于定值操縱系統，是指被控參數偏離設定值的最大值A;超調量：第一個波峰值y1與最終穩(wěn)態(tài)值y(?)之比的百分數?;2??y1?100%y(?)剩余偏差C:過渡過程終止后，被控參數所達成的新穩(wěn)態(tài)值y(?)與設定值之間的偏差C稱為剩余偏差，簡稱殘差；調理時間：從過渡過程開頭到過渡過程終止所振蕩頻率：過渡過程中相鄰兩同向波峰(或波谷)之間的時間間隔叫振蕩周期或工作周期，其倒數稱為振蕩頻率；峰值時間：過渡過程開頭至被控參數到達第一個波峰所需要的時間。1-10某被控過程工藝設定溫度為900℃,要求操縱過程中溫度偏離設定值最大不得超過80℃。現設計的溫度定值操縱系統，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-4所示。試求該系統過渡過程的單項性能指標：最大動態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，該系統能否得志工藝要求?解答：1最大動態(tài)偏差A:A?950?C?900?C?50?CO2衰減比n:n?O910?9003振蕩周期T:T?45?9?36(min)OA1(衰減振蕩),所以系統得志工藝要求。第2章斟酌題與習題2-1某一標尺為0～1000℃的溫度計出廠前經校驗得到如標準表讀數/℃被校表讀數/℃求：1)該表最大十足誤差；2)該表精度；3)假設工藝允許最大測量誤差為±5℃,該表是否能用?3力表量程為0～10MPa,經校驗有以下測量結果：標準表2)根本誤差；3)該表是否符合1.0級精度?2-3某壓力表的測量范圍為0～10MPa,精度等級為1.0級。試問此壓力表允許的最大十足誤差是多少?若用標準壓力計來校驗該壓力表，在校驗點為5MPa時，標準壓力計上讀數為5.08MPa,試問被校壓力表在這一點上是否符合1級精度，為什么?解答：1)根本誤差?=024681001.983.965.947.97910.01最大十足誤差?max=0.01×10=0.1MPa2)校驗點為5MPa時的根本誤差：??0.8%<1%,所以符合1.0級表。2-4為什