过控习题参考答案
过程控制课后习题-答案

.第1章自动控制系统基本概念~~1-3 自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
~~ 1-5 题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。
题1-5图加热器控制流程图解PI-307表示就地安装的压力指示仪表,工段号为3,仪表序号为07;TRC-303表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的温度控制仪表;工段号为3,仪表序号为03;FRC-305表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的流量控制仪表;工段号为3,仪表序号为05。
~~~~~ 1-7 在自动控制系统中,测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用?解测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号(如气压信号或电压、电流信号等)送往控制器;控制器接受测量变送器送来的信号,与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差,并按某种运算规律算出结果,然后将此结果用特定信号(气压或电流)发送出去执行器即控制阀,它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度,从而改变操纵变量的大小。
~~~1-8.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质?解:被控对象(对象)——自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。
被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。
控系统通常用该变量的名称来称呼,如温度控制系统,压力制系统等。
给定值(或设定值或期望值)——人们希望控制系统实现的目标,即被控变量的期望值。
它可以是恒定的,也可以是能按程序变化的。
操纵变量(调节变量)——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节(操纵)的变量。
或实现控制作用的变量。
操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。
~~~1-11 题l-11图所示为一反应器温度控制系统示意图。
A、B两种物料进入反应器进行反应,通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。
过控试题及答案

过控试题及答案一、单选题(每题2分,共10分)1. 以下哪个选项不是过程控制的组成部分?A. 传感器B. 执行器C. 显示器D. 变压器答案:D2. PID控制器中的“P”代表什么?A. 比例B. 积分C. 微分D. 反馈答案:A3. 在过程控制系统中,哪一个参数是用来衡量系统响应速度的?A. 延迟时间B. 稳态误差C. 振荡频率D. 响应时间答案:D4. 过程控制中,开环控制和闭环控制的主要区别是什么?A. 开环控制没有反馈B. 闭环控制没有传感器C. 开环控制没有执行器D. 闭环控制没有控制器答案:A5. 在过程控制中,哪个术语用来描述系统输出与期望输出之间的差异?A. 误差B. 偏差C. 反馈D. 调节答案:A二、多选题(每题3分,共15分)1. 过程控制系统中常见的干扰类型包括哪些?A. 温度变化B. 压力变化C. 人为操作D. 电磁干扰答案:A、B、D2. 以下哪些因素会影响过程控制系统的稳定性?A. 控制器增益B. 系统延迟C. 传感器精度D. 执行器响应时间答案:A、B、D3. 过程控制系统中,调节器的调节规律包括哪些?A. 比例B. 积分C. 微分D. 非线性答案:A、B、C4. 下列哪些设备是过程控制系统中常用的传感器?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 位移传感器答案:A、B、C、D5. 在过程控制系统设计中,哪些是设计者需要考虑的因素?A. 控制精度B. 系统成本C. 操作简便性D. 系统安全性答案:A、B、C、D三、判断题(每题1分,共5分)1. 过程控制系统中的控制器总是需要反馈信号。
(对/错)答案:错2. PID调节器可以同时调节比例、积分和微分三个参数。
(对/错)答案:对3. 过程控制系统中的开环控制比闭环控制更稳定。
(对/错)答案:错4. 过程控制系统的延迟时间越短,系统响应越快。
(对/错)答案:对5. 过程控制系统中的传感器和执行器可以互换使用。
过程控制课后习题答案

过程控制课后习题答案
1.试写出可用于控制三台电机的过程控制图:
答案:
2.试给出控制酒精灯火程序的过程控制图:
答案:
3.试给出用于检测温度的过程控制图:
答案:
4.试给出控制信号延时的过程控制图:
答案:
5.试给出用于控制自动给水机的过程控制图:
答案:
6.试分析控制温度过程所涉及的控制逻辑:
答案:
当输入变量(温度)超过一定上限时,启动冷却过程;当输入变量(温度)低于一定下限时,启动加热过程;当输入变量(温度)在上下限之间时,保持恒定温度。
7.试给出控制地热泵的过程控制图:
答案:
8.试给出控制回路调节的过程控制图:
答案:
9.试给出控制蒸发器运行的过程控制图:答案:
10.试给出控制风机的过程控制图:。
过程控制习题以及详解

一、单回路控制系统1. 画出图示系统的方框图:2. 一个简单控制系统总的开环增益(放大系数)应是正值还是负值?仪表行业定义的控制器增益与控制系统中定义的控制器的增益在符号上有什么关系?为什么?3. 试确定习题1中控制器的正反作用。
若加热变成冷却,且控制阀由气开变为气关,控制器的正反作用是否需要4. 什么是对象的控制通道和扰动通道?若它们可用一阶加时滞环节来近似,试述K P 、K f 、τp 、τf 对控制系统质量的影响。
5. 已知广义对象的传递函数为1)S (T e K P SτP P +-,若P P T τ的比值一定时,T P 大小对控制质量有什么影响?为什么?6. 一个简单控制系统的变送器量程变化后,对控制质量有什么影响?举例说明。
7. 试述控制阀流量特性的选择原则,并举例加以说明。
8. 对图示控制系统采用线性控制阀。
当负荷G 增加后,系统的响应趋于非周期函数,而G 减少时,系统响应震荡加剧,试分析其原因,并设法解决之。
9. 一个简单控制系统中,控制阀口径变化后,对系统质量有何影响?10. 已知蒸汽加热器如图所示,该系统热量平衡式为:G 1C 1(θ0-θi )=G 2λ(λ为蒸汽的冷凝潜热)。
(1)主要扰动为θi 时,选择控制阀的流量特性。
(2)主要扰动为G 1时,量特性。
(3特性。
11.作用后,对系统质量有什么影响?为了保持同样的衰减比,比例度δ要增加,为什么?12. 试写出正微分和反微分单元的传递函数和微分方程;画出它们的阶跃响应,并简述它们的应用场合。
13. 什么叫积分饱和?产生积分饱和的条件是什么?14. 采用响应曲线法整定控制器参数,选用单比例控制时,δ=K P τP /T P ×100%,即δ∝K P ,δ∝τP /T P ,为什么?而选择比例积分控制时,δ=1.44K P τP /T P ×100%,即比例度增加,为什么?15. 采用临界比例度法整定控制器参数,在单比例控制时,δ=2δK (临界比例度),为什么?16. 在一个简单控制系统中,若对象的传递函数为)1T )(1S 1)(T S (T K W P V P +-+S ,进行控制器参数整定时,应注意什么? 17. 已知广义对象的传递函数为1)S (T e K P SτP P +-,采用比例控制,当系统达到稳定边缘时,K C =K CK ,临界周期为T K 。
过程控制试题及答案解析

三:简答题32分1.什么是PID,它有哪三个参数,各有什么作用?怎样控制?答:PID是比例-积分-微分的简称。
其三个参数及作用分别为:(1)比例参数KC,作用是加快调节,减小稳态误差。
(2)积分参数Ki,作用是减小稳态误差,提高无差度(3)微分参数Kd,作用是能遇见偏差变化趋势,产生超前控制作用,减少超调量,减少调节时间。
2.正反方向判断气开气关,如何选择?P84答:所谓起开式,是指当气体的压力信号增大时,阀门开大;气关式则相反,压力增大时,阀门关小。
气动调节阀气开气关形式的选择,主要从工艺生产的安全来考虑的。
详见例题3-5气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的,当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。
如阀门处于开的位置时危害性小,则应选气关式反之选用气开式。
3.控制器正反方向判断P133答:所谓作用方向,就是指输入作用后,输出的变化方向。
当输入增加时,输出也增加,则成该环节为“正环节”,反之,当输入增加时,输出减少,则称“反作用”。
具体步骤(1),判断被控对象的正/反作用那个方向,主要由工艺机理确定。
(2)确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。
(3)确定广义对象的正/反作用方向(4)确定执行器的正/反作用方向4.串级系统方框图P176及特点是什么?答:特点(1)减小了被控对象的等效时间常数;(2)提高了系统工作频率;(3)对负载变化有一定的自适应能力。
5.前馈反馈的区别有哪些?答:(1)控制依据:反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”,前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。
(2)控制作用发生时间方面:反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生,是一种“不及时”的控制;扰动发生后,前馈控制器及时动作。
(3)控制结构方面:反馈为闭环控制,存在稳定性问题,即使闭环环节中每个系统都是稳定的,但闭环后稳定与否,还需要进一步分析;前馈属于开环控制,各环节稳定,系统必然稳定。
过控习题参考答案

课后习题参考答案第一章2-(4)解:控制系统框图:被控过程:加热器+汽包被控参数:汽包水位控制参数:上水流量干扰参数:蒸汽流量变化----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第二章2-(1)解:1)△=±6°C2)γ=±1.2%,即仪表精度等级为1.5级3)γ=±1.4%,即仪表精度等级为1.5级----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第三章1-(2)解:由式δ=1/Kc×100% 可得: Kc =1比例积分作用下Δu 可由下式计算得出:Δu= Kc[ e(t)+1/TI∫e(t)dt ]=3mAu = Δu +u(0) = 3mA + 6mA = 9mA经过4min 后调节器的输出9mA.1-(6)解:调节器“正”作用-----调节器输出随测量值增加而增加。
“反”作用-----调节器输出随测量值增加而减小。
2-(1)解:V PD/V i=a(1+nR D C D S)/n(1+R D C D S)令n=K D,nR D C D=T D,则有V PD/V i= a(1+T D S)/n(1+T D S/K D)V o/V PD= -C T(1+1/mR T C T S)/C M(1+1/KR T C M S)= - C T (1+1/T T S)/C M(1+1/K T T T S) 其中K T=KC M/mC T , T T=mR T C T∴V o/V i= - a C T(1+T D S)(1+1/T T S)/ n C M(1+T D S/K D)( 1+1/K T T T S)2-(5)解:调节器选气开型。
4章过控习题参考答案(可编辑修改word版)

第五章前馈控制系统5.1 前馈控制与反馈控制各有什么特点?答:反馈控制的特点:优点:能够克服各种干扰。
只要干扰对被控变量造成影响,就有控制校正作用。
缺点:反馈控制不及时,是一个有差控制系统。
反馈控制系统只有被控变量在干扰作用下出现偏差时,才有校正作用,干扰总存在,偏差总存在。
前馈控制的特点:(1)前馈控制根据干扰进行,控制及时。
如果前馈控制规律恰当,理论上可完全消除干扰的影响(2)前馈控制是一种开环控制,被控变量并不经测量反馈到输入端。
不能保证控制效果。
(3)前馈控制需要对干扰进行测量,才能进行控制。
通常只测量一种干扰,因而只能克服一种干扰。
(4)前馈控制器的控制规律是通过对干扰通道与控制通道的特性计算而得是一种专用的控制器,在工程上,精确的通道特性难以获取,精确的前馈控制规律难以实现。
5.2 纯前馈控制在生产过程中为什么很少采用?答:单纯的前馈由于存在以下两三方面问题,其控制效果往往并不理想,因此在生产中很少使用。
这主要表现在:(1)单纯前馈是一种开环控制,不能保证控制效果。
不存在被控变量的反馈,即对于补偿的效果没有检验的手段。
这样,在前馈作用的控制结果并没有最后消除被控变量偏差时,系统无法得到这一信息而作进一步的校正。
(2)单纯前馈通常只能克服一种干扰。
由于实际工业对象存在着多个干扰,为了补偿它们对被控变量的影响,势必要设计多个前馈通道,因此单纯前馈就不能很好控制。
(3)准确的的前馈控制规律工程上难以实现。
5.3 前馈---反馈控制具有哪些优点?答:前馈--反馈系统的优点:前馈控制系统与反馈控制系统优势互补,主要表现在:(1)过渡过程时间、超调量大大降低。
由于引入了前馈控制,当主要干扰一出现时,同步施加了一个前馈校正作用,消除或大大降低了对被控变量的影响,因而使反馈控制的超调量、过渡过程时间大大降低。
前馈补偿了反馈的缺点。
(2)反馈回路的存在,为前馈控制的工程实现创造了条件。
前馈不能补偿的部分可由反馈校正,降低了前馈控制模型的精度要求,便于工程实现。
过程控制课后答案全

过程控制课后答案全第一章思考题及习题1.1什么是控制通道?什么是干扰通道?它们的特性对控制系统的质量有什么影响?答:所谓“通道”,就是某个参数影响另外一个参数的通路,这里所说的控制通道就是控制作用(一般的理解应当是控制器输出)u(s)对被控参数y(s)的影响通路(一般的理解是控制作用通过执行器影响控制变量,然后控制变量通过被控对象再影响被控参数,即广义对象上的控制通道)。
同理,干扰通道就是干扰作用f(s)对被控参数y(s)的影响通路。
干扰通道的特性对控制系统质量影响如下表所示。
控制通道特性对控制系统质量的影响如下表所示1.2如何选择控制变量?答复:① 所选控制变量必须是可控的。
②所选控制变量应是通道放大倍数比较大者,最好大于扰动通道的放大倍数。
③所选控制变量应使扰动通道时间常数越大越好,而控制通道时间常数应适当小一些为好,但不易过小。
④ 所选控制变量的通道纯滞后时间应尽可能小。
⑤所选控制变量应尽量使干扰点远离被控变量而靠近控制阀。
⑥ 在选择控制变量时,还应考虑过程的合理性。
一般来说,生产负荷与产品产量直接相关,不应频繁变动。
在不十分必要的情况下,不应选择生产负荷作为控制变量1.3控制器的比例度δ变化如何影响控制系统的控制精度?对控制系统的动态质量有什么影响?答:当g(s)=k时,即控制器为纯比例控制,则系统的余差与比例放大倍数成反比,也就是与比例度δ成正比,即比例度越大,余差也就越大。
CcK增大δ控制精度提高(残余误差减小),但系统稳定性降低。
c1.44:1使用衰减曲线法调整控制器参数的要点是什么?答:衰减曲线法是在系统闭环情况下,将控制器积分时间t放在最大,微分时间t放在最小,比例度放于适当数值(一般为100%),然后使δ由大往小逐渐改变,并在每改变一次δ值时,通过改变给定值给系统施加一个阶跃干扰,同时观察过渡过程变化情况。
如果衰减比大于4:1,δ应继续减小,当衰减比小于4:1时δ应增大,直至过渡过程呈现4:1衰减时为止。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章1.1 何谓控制通道?何谓干扰通道?它们的特性对控制系统质量有什么影响?控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系;干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。
(1)控制通道特性对系统控制质量的影响:(从K、T、τ三方面)控制通道静态放大倍数越大,系统灵敏度越高,余差越小。
但随着静态放大倍数的增大,系统的稳定性变差。
控制通道时间常数越大,经过的容量数越多,系统的工作频率越低,控制越不及时,过渡过程时间越长,系统的质量越低,但也不是越小越好,太小会使系统的稳定性下降,因此应该适当小一些。
控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时,使动态偏差增大,而且还还会使系统的稳定性降低。
(2)干扰通道特性对系统控制质量的影响:(从K、T、τ三方面)干扰通道放大倍数越大,系统的余差也越大,即控制质量越差。
干扰通道时间常数越大,阶数越高,或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀,干扰对被控变量的影响越小,系统的质量则越高。
干扰通道有无纯滞后对质量无影响,不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个纯滞后时间τ0。
1.2 如何选择操纵变量?1)考虑工艺的合理性和可实现性;2)控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数;3)控制通道时间常数应适当小一些为好,但不易过小,一般要求小于干扰通道时间常数。
干扰动通道时间常数越大越好,阶数越高越好。
4)控制通道纯滞后越小越好。
1.3 控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响?对控制系统的动态质量有何影响?比例度δ越小,系统灵敏度越高,余差越小。
随着δ减小,系统的稳定性下降。
1.5图1-42为一蒸汽加热设备,利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。
试问:①影响物料出口温度的主要因素有哪些?②如果要设计一温度控制系统,你认为被控变量与操纵变量应选谁?为什么?③如果物料在温度过低时会凝结,应如何选择控制阀的开闭形式及控制器的正反作用?答:①影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流量和温度、搅拌器的搅拌速度、物料的流量和入口温度。
②被控变量应选择物料的出口温度,操纵变量应选择蒸汽流量。
物料的出口温度是工艺要求的直接质量指标,测试技术成熟、成本低,应当选作被控变量。
可选作操纵变量的因数有两个:蒸汽流量、物料流量。
后者工艺不合理,因而只能选蒸汽流量作为操纵变量。
③控制阀应选择气关阀,控制器选择正作用。
1.6 图1-43为热交换器出口温度控制系统,要求确定在下面不同情况下控制阀的开闭形式及控制器的正反作用:①被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚;②被加热物料在温度过低时会发生凝结;③如果操纵变量为冷却水流量,该地区最低温度在0℃以下,如何防止热交换器被冻坏。
答:TC冷却水物料被冷却物料①控制阀选气关阀,选反作用控制器。
②控制阀选气开阀,选正作用控制器。
③控制阀选气关阀,选反作用控制器。
1.7 单回路系统方块图如图1-44所示。
试问当系统中某组成环节的参数发生变化时,系统质量会有何变化?为什么?(1)若T0增大;(2)若τ0增大;(3)若Tf增大;(4)若τf增大。
答:(1)T0 增大,控制通道时间常数增大,会使系统的工作频率降低,控制质量变差;(2)τ0 增大,控制通道的纯滞后时间增大,会使系统控制不及时,动态偏差增大,过渡过程时间加长。
(3)Tf 增大,超调量缩小1/Tf倍,有利于提高控制系统质量;(4)τf 增大对系统质量无影响,当有纯滞后时,干扰对被控变量的影响向后推迟了一个纯滞后时间τf 。
第二章串级控制系统2.1 与单回路系统相比,串级控制系统有些什么特点?(1) 串级系统由于副回路的存在, 使等效副对象时间常数减小,改善了对象的特性,使系统工作频率提高。
(2) 串级控制系统有较强的抗干扰能力,特别是干扰作用于副环的情况下,系统的抗干扰能力会更强。
(3) 串级系统具有一定的自适应能力。
2.2 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用方式只取决于主对象放大倍数的符号,而与其他环节无关?主环内包括有主控制器,副回路,主对象和主变送器.而副回路可视为一放大倍数为“1”的环节,主变送器放大倍数一般为正,所以主控制器的正反作用只取决于主对象放大倍数的符号。
如果主对象放大倍数的符号为正,则主控制器为反作用,反之, 则主控制器为正作用。
2.5 试说明为什么整个副环可视为一放大倍数为正的环节来看?副回路所起的作用是使副变量根据主调节器输出进行控制,是一随动系统。
因此整个副回路可视为一放大倍数为正的环节来看。
2.6 试说明在整个串级控制系统中主、副控制器之一的正、反作用方式选错会造成怎样的危害?当主、副控制器有一个正反作用方式选错时,就会造成系统的主回路或副回路按正反馈控制,当被控变量出现偏差时,系统不仅不向着消除偏差的方向校正,反而使被控变量远离给定值。
2.7 图2-20所示的反应釜内进行的是化学放热反应,,而釜内温度过高会发生事故,因此采用夹套通冷却水来进行冷却,以带走反应过程中所产生的热量。
由于工艺对该反应温度控制精度要求很高,单回路满足不了要求,需用串级控制。
⑴ 当冷却水压力波动是主要干扰时,应怎样组成串级?画出系统结构图。
⑵当冷却水入口温度波动是主要干扰时,应怎样组成串级?画出系统结构图。
⑶ 对以上两种不同控制方案选择控制阀的气开、气关形式及主、副控制器的正、反作用方式。
(1)选冷水流量为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统.(2)夹套温度为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统.2.8 图2-21为一管式炉原油出口温度与炉膛温度串级控制系统。
要求: ⑴ 选择阀的开闭形式?⑵ 确定主、副控制器的正、反作用方式?⑶ 在系统稳定的情况下,如果燃料压力突然升高,结合控制阀的开闭形式及控制器的正、反作用方式,分析串级系统的工作过程。
(1) 气开阀 (2)主控制器反作用,副控制器反作用。
(3)如果燃料气的P1突然生高,副回路首先有一个“粗调”: P1↑→F1↑→T2↑→u2↓→ F1↓没有完全被副回路克服的部分干扰,通过主回路“细调”:T2↑→T1↑→u1↓→ F1↓→T2↓→T1↓2.9 某干燥器采用夹套加热和真空吸收并行的方式来干燥物料。
干燥温度过高会使物料物性发生变化,这是不允许的,因此要求对干燥温度进行严格控制。
夹套通入的是经列管式加热器加热的热水,而加热器采用的是饱和蒸汽,流程如图2-22所示。
要求: ⑴ 如果冷却水流量波动是主要干扰,应采用何种控制方案?为什么? ⑵ 如果蒸汽压力波动是主要干扰,应采用何种控制方案?为什么?⑶ 如果冷却水流量和蒸汽压力都经常波动,应采用何种控制方案?为什么?(1)以热水温度为副变量,干燥器出口温度为主变量,蒸汽流量为操纵变量构成温度温度串级系统,冷水流量单独设计流量单回路系统 理由:当被控变量为干燥器出口温度时,不宜选冷水流量做操纵变量,故单独设计流量单回路系统抑制冷水流量波动。
以干燥器出口温度为被控量、蒸汽流量为操纵变量的控制系统中,控制通道太长,存在较大的时间常数和纯滞后,故选择换热器出口温度为副变量,构成串级系统,利用副回路减小等效时间常数。
(2) 以热水温度为为副变量,干燥器的温度为主变量串级系统。
理由:将蒸汽压力波动这一主要干扰包含在副回路中, 利用副回路的快速有效克服干扰作用抑制蒸汽压力波动对干燥器出口的温度的影响.(3) 采用与(1)相同方案。
理由同(1)。
第三章 比值控制系统3.1 比值与比值系数的含义有什么不同?它们之间有什么关系? 答:①比值指工艺物料流量之比,即从流量与主流量之比:;比值系数指副、主流量变送器输出电流信号之比,即: 二者之间的关系由下式决定:(变送器输出与流量成线性关系时) (变送器输出与流量成平方关系时) 3.2 用除法器进行比值运算时,对输入信号的安排有什么要求?为什么?答:应使除法器输出小于1。
除法器输出值既仪表比值系数,需要通过副流量调节器的内给定设置,大于1无法设定、等于1无法现场整定。
3.3 什么是比值控制系统?它有哪几种类型?画出它们的结构原理图。
12F FK =min 1min 2I I I I K --='m ax2m ax 1F F K K ='2m ax 2m ax 1)(F F K K ='答:比值控制系统就是实现副流量2F 与主流量1F 成一定比值关系,满足关系式:12F F K =的控制系统。
比值控制系统的类型:开环、单闭环、双闭环、变比值、串级-比值控制系统。
原理图见教材。
3.4 用除法器组成比值系统与用乘法器组成比值系统有何不同之处? 答:① 系统结构不同,实现比值控制的设备不同。
② 比值系数的设置方法不同,乘法方案通过在乘法器的一个输入端,输入一个外加电流信号I 0设置;除法方案通过副流量调节器的内给定设置。
3.5 在用除法器构成的比值控制系统中,除法器的非线性对比值控制有什么影响? 答:除法器环节的静态放大倍数与负荷成反比。
3.6 为什么4:1整定方法不适用于比值控制系统的整定?答:单闭环比值控制系统、双闭环的副流量回路、变比值回路均为随动控制系统,希望副流量跟随主流量变化,始终保持固定的配比关系。
出现4:1振荡时,固定配比关系不能保证。
3.7 当比值控制系统通过计算求得比值系数1K >' 时,能否仍用乘法器组成比值控制?为什么?能否改变一下系统结构,仍用乘法器构成比值控制?答:当比值控制系统通过计算求得比值系数大于1时,不能用乘法器组成比值控制。
因为当1K >'时,计算所得的乘法器的一个外加输入电流信号I 0大于20mA,超出乘法器的输入范围。
不用改变系统结构,只要调整F 2max 保证K '〈1 即可。
12I I =‘系统稳定时:2111'1004444(4)(4)44,0.811616I I K I I I I I I K --==-----'=+⇒==‘’0164160.81416.96I K mA'=+=⨯+=3.9 某化学反应过程要求参与反应的A 、B 两物料保持5.2:4F :F B A =的比例,两物料的最大流量h m F h m F B A /290,/6253max 3max ==。
通过观察发现A 、B 两物料流量因管线压力波动而经常变化。
根据上述情况,要求:① 设计一个比较合适的比值控制系统。
② 计算该比值系统的比值系数K '。
③ 在该比值系统中,比值系数应设置于何处?设置值应该是多少(假定采用DDZ-III 型仪表)。
221max 2max ()(0.8122000K KF '==⨯=④ 选择该比值控制系统控制阀的开闭形式及控制器的正、反作用。
解:①系统设计如下: ②81.1)29062545.2()F F K(K 22max B max A =⨯=='③1K ≤',所以要将max B F 调大。