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1、2010 秋过程控制课程设计题目（0702203）1. 一大型煤气炉的供气阀门开度变化Au二15%、持续At二2min后结束，若炉温度控制系统的 正常工作点为500C,记录炉内温度变化数据如下表，试根据实验数据设计一个超调量 5 30%的无差温度控制系统。pt(min)02468101214161820AO C02.557.50152118.4014.50129.607.405.80t(min)2224262830323436384042AO (C)4.503.703.002.301.701.200.800.500.400.200.10具体设计要求如下:（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立
2、对象的模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等，选择控制规律）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表；（4）对设计系统进行仿真，整定运行参数。设计人：1-4号2. 对一个电阻式处理炉装置作如下实验，在温度控制稳定时，在开环状态下将执行器的输入信号增加AI = 5mA，持续At = 2min后结束，若炉温度控制系统的正常工作点为240C, r记录炉内温度变化数据如下表，试根据实验数据设计一个超调量5 25%的无差温度控制 系统。t(min)02468101214161820AO C001.253.757.5010.509.207.256.004.
3、803.70t(min)2224162830323436384042AO C2.902.251.851.501.150.850.600.400.300.200.10具体设计要求如下:（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等，选择控制规律）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表；（4）对设计系统进行仿真，整定运行参数。设计人：5-8号3. 在模壳浇铸、焙烧时常用燃油炉，烧制过程中需要对温度加以控制，对一个燃油炉装置进 行如下实验，在温度控制稳定到900C时，在开环状态下将执行器的输入燃油流量增加大约
4、10%，即AIq二2.5T/h，持续At二1min后结束，记录炉内温度变化数据如下表，试根据实 验数据设计一个超调量5 25%的无差温度控制系统。t(min)012345678910A9 C00.51.442.071.681.411.170.990.810.660.54t(min)1112131415161718192021A9 (C)0.450.390.330.270.210.150.090.060.030.010.00具体设计要求如下:（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等，选择控制规律）；（
5、3）根据设计方案选择相应的控制仪表；（5）对设计系统进行仿真，整定运行参数。设计人：9-12号4. 在轧钢车间加热炉采用多点温度均值控制系统。若已知加热炉传递函数为8G （s） =e -ioo so180 s +1检测变送器的传函为0.107G （s）=沁 0.107e-iosm10 s + 1试设计加热炉温度均值控制系统。具体设计要求如下:（1）根据已知条件确定广义对象的传递函数；（2） 根据对象特征选择可行的控制方案（PID、微分先行、Smith预估等），给出相应闭环系统原理图；（3）仿真比较不同控制方式下，系统的抗干扰特性和跟踪特性研究（动态和静态性能）；（4）通过仿真结果分析选择一种较
6、为理想的控制方案，给出带控制点的控制流程图和闭环系统原理图；（5）选择控制规律对设计系统进行仿真整定运行参数。5. 已知一多容水位对象采用单回路控制时达不到控制要求。若被控广义对象可以用两个串联环节表示，其中副对象传递函数为1G （s）二一028s + 1主对象的传函为1(4s + 1)(10s +1)试设计串级液位控制系统。具体设计要求如下:（1）分析串级控制系统对改善控制系统性能方面的作用；（2）设计相应的串级液位控制系统，给出带控制点的控制流程图和系统原理图；（3）仿真研究单回路和串级系统在单位阶跃扰动（一次扰动和二次扰动）下系统的动态响 应；（4）对设计好的系统进行参数整定。设计人17
7、-20号6. 在油加热炉控制系统中，通过阶跃响应特性试验得到控制通道广义对象传函为4.5G （s）二e -3so8s +1原料油流量扰动通道的传函为G (s) -2.8 e-3sd10 s + 1若生产过程中燃料油流量是一可测的变化幅值较大较为频繁的扰动，试设计前馈反馈加热炉温度控制系统。具体设计要求如下:（1）根据被控对象的特点选择前馈方式；（2）设计相应的温度控制系统，给出带控制点的控制流程图和系统原理图（给出带控制点 的控制流程图，控制系统原理图等）；（3）仿真研究静态和动态前馈时，系统的扰动特性和跟踪特性；（4）选择控制规律对设计系统进行仿真整定运行参数。7. 在精馏塔的精馏过程中，由
8、蒸汽加热塔釜底部留出液体，变为蒸汽与进料逆向流动进行热交换，其间需要控制提馏段的温度恒定。若已知主对象传递函数为G015e -7 s(6s + l)(15s +1)副对象的传函为02（S）二 5液体进料量是随上游产量变化，波动较大，且干扰通道的传递函数为G （s） =5 e -io sd 8s +1试设计精馏塔温度控制系统。具体设计要求如下:（1）根据被控对象的特点选择前馈方式；（2）设计相应的温度控制系统，给出带控制点的控制流程图和系统原理图（给出带控制点的控制流程图，控制系统原理图等）；（3）仿真研究静态和动态前馈时，系统的扰动特性和跟踪特性；（4）选择控制规律对设计系统进行仿真整定运行参数。设计人：25-28号
