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1、班级学号班级学号题号一-二二-三四五六总分核分人得分评卷人过程控制工程试题（卷 二）答案（适用班级：0620391、0620392）2008/2009学年第二学期期末试题得分一、填空题（每空1分，共20 分）:1 随着控制通道的增益Kc的增加，控制作用 增强，克服干扰的能力 最大， 系统的余差减小，最大偏差减小。2从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响 系统的控制质量。3 建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计。4控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。5. 控制阀的选择包括 结构材质的选择、 口径的选择、流量特性的选择 和 正 反作用的选择。6. 防积分饱和的措施有
2、对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积 分切除法。7如果对象扰动通道增益 Kf增加，扰动作用 增强，系统的余差 增大， 最大偏差增大。8.在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是 _通过旁路控制。得分、简答题（每题6分，共24分）:1、电气阀门定位器有哪些作用答： 改善阀的静态特性 改善阀的动态特性 改变阀的流量特性 用于分程控制 用于阀门的反向动作2. 简述串级控制系统的设计原则。答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动； （2）主、 副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要 注意生产上的经济性。3. 简单控制系统由哪几部分组
3、成各部分的作用是什么答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一个 调节器组成。检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标 准信号，输出到控制器。控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较， 得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执行器。执行 器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制 的目的。4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地 改善系统的控制品质答:前馈控制的特点是：根据干扰工作；及时；精度不高,实施困难；只对某个干扰 有克服作用反馈的特点作用依据是偏差；不及
4、时:精度高,实施方便,对所有干扰 都有克服作用由于两种控制方式优缺点互补，所以前馈-反馈复合系统将能较大 地改善系统的控制品质得分三、（10分）一个如图1所示的换热器，用蒸汽将进入其中的冷物料加热到一定温 度,生产工艺要求热物料出口温度维持恒定 （t rc）.试设计一简单温度控制系班级学号班级学号统,选择被控量和操纵量，画出其结构原理图，并选择调节器的控制规律。答：被控量为了流体出口温度，操纵量为蒸汽流量，调节器应选择PID调节规律。 系统结构原理图如下图所示：得分四、（25分）图2为管式加热炉温度控制系统。试确定:1这是一个什么系统画出其方框图。2调节阀的作用形式；主、副调节器的正反作用；3
5、分析系统的可能经受的扰动及主要扰动；4简述进料流量增大时的控制过程；5 如果进料流量是注意扰动，上述系统应如何改进答：1、这是个串级控制系统；系统方块图如下2、调节阀为气开式，副调节器应为反作用，主调节器也应为反作用3、可能经受的扰动有被加热物料的流量、 温度、成分的变化，燃料油的管道压力、 流量、成分的变化及环境温度的变化。主要扰动应该是燃料油管道压力的波动。4、若进入加热炉的进料流量发生变化而影响到炉出口温度变化时，则由主调节器 首先起控制作用，此时副回路虽不能直接克服扰动，但副回路的存在改善了过程 特性，缩短了控制通道，因此控制质量有所提高。得分答：当供水压力波动较大时，由于主要扰蒸汽5
6、、此时应该选择炉膛温度作为副变量，组成串级控制系统，如下图所示： 五、（11分）如图所示为锅炉液位双冲量控制系统。试问：当供水压力波动较大时 该方案是否能够满足控制要求说明理由如果不能，请设计出改进的方案动没有能够及时的克服，所以该方案不能 满足控制要求。此时应该选择供水流量作 为副变量，以水位为主变量，蒸汽压力为 前馈信号，组成前馈串级复合控制系统。改进的方案如右图所示得分六、（10分）在制药工业中，为了增强药效，需要对某种成分的药物注入一定量的 镇定剂、缓冲剂，或加入一定量的酸、碱，使药物呈酸性或碱性。这种注入过程 一般都在混合槽中进行。工艺要求生产药物与注入剂混合后的含量必须符合规定 的比例，同时在混合过程中不允许药物流量突然发生变化，以免混合过程产生局 部的化学副反应，为此设计如下图所示的控制系统。试分析：1图中停留槽的作用是什么2图中有几个控制系统，分别是什么系统，各系统的作用如何答：停留槽的作用是稳定药物流量，防止其发生急剧变化图中共有两个控制系统, 一个是停留槽液位与出口流量的均匀控制系统 ，是药物流量缓慢变化；另一个是药 物与添加剂的比值控制系统，保持二者的比例关系进料
