山大网教热工自动控制系统试题 C卷

热工自动控制系统 C 卷

一、单项选择题

1、前馈控制系统的特点是( )。

A 、基于偏差、消除偏差，调节及时

B 、调节不及时，无法保证结果的准确性

C 、基于偏差、消除偏差，调节不及时

D 、调节及时，无法保证结果的准确性 2、送风控制子系统采用串级的原因是( )。

A 、消除送风影响

B 、精确保证燃烧经济性

C 、消除燃料量内扰

D 、保证稳定性 3、汽包锅炉给水调节系统的三扰动为( )。

A 、给水量、蒸发量、烟气热量

B 、水位、蒸发量、烟气热量

C 、给水量、水位、蒸发量

D 、燃料量、蒸发量、送风量

4、燃烧调节系统由燃料、送风、引风三个子系统组成，燃烧调节系统的调节量为( )。 A 、燃料量、送风量、引风量 B 、燃料量、主蒸汽压力、炉膛负压 C 、燃料量、烟气含氧量、送风量 D 、主蒸汽压力、烟气含氧量、炉膛负压

5、构成热工自动控制系统中自动控制装置的不包含下面哪种设备( )。 A 、调节器 B 、阀门 C 、执行器 D 、测量变送器

6、某典型环节的传递函数是()1

51

+=

s s G ，则该环节是( )。 A 、比例环节 B 、积分环节 C 、惯性环节 D 、微分环节 7、线性系统稳定的冲要条件是系统特征方程的根在s 平面的( )。 A 、右半部 B 、左半部 C 、虚轴上 D 、以上都不是 8、在机组负荷控制中，BF 控制方式的特点是( )。

A 、未利用锅炉蓄热，负荷适应性好

B 、利用了锅炉蓄热，机组安全性、稳定性好

C 、负荷适应性差，机组安全性、稳定性好

D 、负荷适应性好，机组安全性、稳定性差 9、单回路控制系统中P 控制作用下，比例增益如何变化可使稳定性增强（ ） A 、比例增益增大 B 、比例增益不变 C 、比例增益减小 D 、增大减小均可 10、汽包中的水位组成( )。

A 、汽泡

B 、水

C 、水和液膜下的汽泡

D 以上都不是

二、判断题

1、传递函数的定义为：线性定常系统在零初始条件下，输出量与输入量之比。（ ）

2、环节的基本联接方式有串联、并联及反馈。（ ）

3、单回路系统中，PI 调节器作用下，积分作用越弱，系统越不稳定。（ ）

4、对于基本控制方案而言，内扰要用反馈克服，外扰要用前馈克服。（ ）

5、评价控制系统控制质量的性能指标中，最基本的是准确性。（ ）

6、由于炉膛热负荷的增大对蒸发量的增大有促进作用，所以由炉膛热负荷变化而引起的虚假水位现象比由蒸发量变化引起的虚假水位现象严重得多。（ ）

7、由于锅炉中过热器管路长、迟延大，过热汽温控制一般采用分段控制系统。（ ） 8、单元机组协调控制系统中的被控参数为主蒸汽压力p T 与实发功率P E 。（ ）

9、再热蒸汽温度控制不采用喷水减温作为主控方案的原因是喷水引起机组效率的降低。 （ ）

10、基本控制规律有比例、积分、微分三种，共组成P 、PI 、和PD 三种调节器。（ ） 三、画图、问答题

1、画出TF 原理图，说明其特点并指出有何方法可克服TF 的缺点。

2、试画出蒸汽流量扰动下的虚假水位现象并解释原因。

3、画出串级控制系统原理方框图，说明该系统有几个回路、几个调节器。调节器分别承担何种功能。

4、画出给水控制系统单级三冲量系统原则性方框图，说明该系统中的调节器承担何种功能。

5、对如下方框图进行等效变换，求传递函数C(s)/R(s) 。

四、计算题

1、 如下单回路系统中1210(2)

G ()(3)(22)

s s s s s s +=+++，利用劳斯判据判定该系统的稳定性。

2

2，求该对象高阶传递函数。若某单回路系统中只含有PI 调节器与上述对象，试整定PI 调节器的参数。

所需用到的表格如下：

热工自动控制系统 C 卷 参考答案

二、判断

三、画图、问答题 1、

T τ0.7

画出上述图形或是给出方框图均可认为正确。（3分）

特点：机组负荷适应性差（1分），稳定性强。（1分） 克服方法：将功差引入汽机侧。（1分）或相应给出图形亦可给分。

2、正确画出右图3分。

当蒸汽流量如图阶跃增加时，蒸发强度增大，其他 量不变时，汽包压力下降。水膜下汽泡容积扩大， 物质水减少。两者的叠加作用使得水位呈现先增加

后降低趋势。称为“虚假水位”。

（2分）

3、正确画出如下串级图4分

该系统由两个调节器，两个回路组成。2分

主调节器PI1保证系统调节的准确性，使得被调量等于给定值。1分 副调节器PI2保证系统调节的快速性，克服内、外扰动。1分。

4、正确画出如下图形5分。

调节器PI 承担两个任务：既保证系统的稳态，又克服由于W 和D 的变化引起的内外扰。（2分）

5

、方框图等效变化如下图所示

其中：12124()()

()1()()()

I G s G s G s G s G s G s =

+ 1分

233221()()1

G ()()()()

II G s G s s G s G s G s +=

+= 1分 故：

2311231212421241()()()()()()()()()()1()()()()1()()()

G s G s G s G s G s G s G s G s C s R s G s G s G s G s G s G s G s ++=⋅=++ 1分

四、计算题

1、该系统闭环传递函数为14321G ()10(2)

G()=1G ()581620

s s s s s s s s +=

+++++

因此该系统的特征方程为4

3

2

()5816200A s s s s s =++++= 列出劳斯阵如下：

s 4 1 8 20 s 3 5 16 s 2 4.8 20 s 1 -4.83 s 0 20

劳斯阵第一列出现负数，该系统不稳定。

2、按切线法画图，如下图所示。由于人为画切线，允许数据偏差。以切线是否合适作为判断标准。正确画出切线2分。

（2分）

（1分）