过控习题2015

某化学反应过程规定操作温度为800℃,最大超调量小于等于5﹪,要求设计的定值控制系统,在设定值作阶跃干扰时的过渡过程曲线如下图所示。要求: 1)计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间。 2)说明该系统是否满足工艺要求。

解:由上图可得y(∞) = 810℃,设定值r=800℃, B1 = 850? 810= 40, B2 = 820? 810 = 10

稳态误差e(∞) = r ? y(∞) =800℃-810℃= ?10℃

衰减比:

最大超调量:

过渡过程时间t s :大概在17min 左右

2)虽然该系统最大超调满足要求,然而在规定操作温度为800℃,而最后趋于稳定的值却为810℃,因此不满足工艺要求。

简述下图所示系统的工作原理,画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变 量名称和所用仪表的名称。

解:本图为液位控制系统,由对象水箱、液位检测、反馈控制回路组成,为了达到对液位(h)控制的目的,对液位进行检测,经过液位控制器来控制调节阀,从而调节q1的流量达到液位控制的作用。

系统框图如下:

控制器输入输出分别为:液位设定值与反馈值之差 e(t )、控制量 u(t ); 执行器输入输出分别为:控制量 u(t )、进水流量 q1 (t );

被控对象的输入输出为:进水流量q1(t )、出水扰动量q2 (t ),被控量液位h ;

有一台温度变送器,量程为400-600℃,输出为4-20mA,当温度从500℃变化到550℃时,变送器从多少变为多少? 解

500℃时输出为:(20-4)×[(500-400)/(600-400)]+4=12mA 550℃时输出为:(20-4)×[(550-400)/(600-400)]+4=16mA 即:当温度从500℃变化到550℃时,变送器从12mA变为16mA。

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