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[工學(xué)]過(guò)程控制考試試卷-資料下載頁(yè)

2025-01-08 20:15本頁(yè)面
  

【正文】 上下限為 max 20P ? mA 和 min 4P ? mA, 由測(cè)試數(shù)據(jù)得,當(dāng)輸入信號(hào)從 4mA 變化到 18mA 時(shí),被控對(duì)象輸出信號(hào)從 0℃變化到 2500℃。 由此得廣義被控對(duì)象的放大系數(shù) 0K , 0m a x m in m a x m in2500 0 18 43000 0 20 42500 163000 14yPKy y P P? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? 28 在測(cè)得的曲線上找拐點(diǎn) A,作切線交于 B、 C 點(diǎn),如下圖。圖中的讀數(shù)約為: 3minBt ? , 20minCt ? 。所以, 0 20 3 17 m inT ? ? ? , 0 3min? ? 。由表中查得PI 控制器的比例度計(jì)算公式為 0000 . 9 5 31 . 1 1 0 0 % 1 . 1 1 0 0 % 1 8 . 4 8 %17K T ?? ?? ? ? ? ? ? ? 1 / 1 / 0. 18 48 19 .1 1cK ?? ? ? 積分常數(shù)為: 03. 3 3. 3 3 9. 9 m inIT ?? ? ? ? 控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖 29 7. 已知已被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為 0012() ( 1 ) ( 1 )sKeWs T s T s??? ?? 在階躍擾動(dòng) ()rt 變化(從 ( ) 12r t mA? 變化到 ( ) 16r t mA? ) 的作用下,其響應(yīng)曲線廣義被控對(duì)象 PI 控制器 (1 )? 1ses ?? 30 如下圖所示。 使用階躍響應(yīng)曲線確定被控對(duì)象的傳遞函數(shù)中的各參數(shù), 0K , ? ,1T 和 2T 。二階被控對(duì)象響應(yīng)曲線上各特征值關(guān)系曲線圖見(jiàn)附圖。 答 : 曲線的起始點(diǎn)為 B ,在曲線中找到拐點(diǎn) P ,過(guò)拐點(diǎn)作切線交于 C 、 D 。 1) 在階躍響應(yīng)特性曲線上確定出 ( ) ?? , (0) 100y ? , 101y? ? , 107Ty ? , 11T? , 0 5?? 2) Wei 3) Wei 4) 31 32 8. 對(duì)于有自衡 能力的二階 被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為: 0012() ( 1 ) ( 1 )KWs T s T s? ?? 其單位階躍響應(yīng)曲線如下圖。 用圖解法確定此二階被控對(duì)象傳遞函數(shù)的參數(shù) 0K , 1T 和 2T 。其中 BE 與 m 的相互關(guān)系表見(jiàn)附表。 33 答 :由于輸入為單位階躍輸入,被控對(duì)象的放大系數(shù)為 0 ? 。 1T 和 2T 的確定步驟如下: 1) 過(guò)響應(yīng)曲線的拐點(diǎn) A 作切線 ; 2) 分別交 B、 C、 D 和 E 點(diǎn),并求得 CD 和 BE 值; ? , 5C? , ? , ? 9. 5 5 4. 5CD ? ? ?, 5. 5 4. 5 1BE ? ? ? 3) 從附表中求得與 BE 值對(duì)應(yīng)的 m 值。 4) 由 21CD T T??, 12/m T T? 解得 34 5) 35 9. 對(duì)于一個(gè)熱交換系 統(tǒng)設(shè)計(jì)一套前饋 反饋 復(fù)合 控制裝置 ,系統(tǒng)的管道儀表流程圖如圖所示。已知被控對(duì)象和執(zhí)行裝置的傳遞函數(shù)近似為 ()1 a saa aKW s eTs ??? ?(其中, 3aK? , 5minaT ? , ? ? ),反饋通道檢測(cè)變送裝置的傳遞函數(shù)為()mmW s K? (其中 ? ),擾動(dòng)通道的傳遞函數(shù)近似為 () 1 d sdddKW s eTs ??? ? (其中, ? , 3mindT ? , 3mind? ? )前饋通道檢測(cè)變送裝置的傳遞函數(shù)為()W s K? (其中 ? )。試在反饋通道上設(shè)計(jì)一個(gè) PID 控制器 ()cWs,在前饋通道上設(shè)計(jì)一個(gè)前饋控制器 ()fWs。 要求:設(shè)計(jì)控制器,計(jì)算出各控制器的控制參數(shù),并畫出可實(shí)施的控制系統(tǒng)方框圖。 注:響應(yīng)曲線法控制器參數(shù)整定經(jīng)驗(yàn)公式見(jiàn)下表 調(diào)節(jié)規(guī)律 調(diào)節(jié)參數(shù) 比例度 δ% 積分時(shí)間 TI 微分時(shí)間 TD P ( 0 0 0/KT? )╳ 100% PI ( 0 0 0/KT? )╳ 100% 0? PID ( 0 0 0/KT? )╳ 100% 20? ? 36 圖題 6 解: 2 反饋通道主控制器的設(shè)計(jì) 用響應(yīng)曲線法設(shè)計(jì)反饋通道的 PID 主控制器,系統(tǒng)被控對(duì)象的廣義傳遞函數(shù)可近似為 0000( ) ( ) ( ) 1 1 1aas s sa a ma m maaK K K KW s W s W s e K e eT s T s T s? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? 其中 0 3 K K? ? ? ?, 0 5 minaTT?? , 0 mina???? 由查 表可得: 0 0 0% 5 / 100 % 5 / 5 100 % 63. 75%KT??? ? ? ? ? ? ? 1 / % 1 / 5 ?? ? ? 02 2 5IT ?? ? ? ? ? ? ? 37 PID 控制器 ()cWs的方框圖為: 3 前饋通道的前饋控制器設(shè)計(jì) 由 不變性條件 ( ) ( ) ( ) ( ) 0f a Q dW s W s W s W s?? 得: () ( 3 )( ) ( ) ( ) ( )111 5 11 3 3 11 5 13 3 1dadaaQssdf d a Qdas sdaa Q dsKKKW s W s W s W s e eT s T sK T s seeK K T s sses???????? ???? ? ? ???? ?? ? ? ?? ? ????? ()fWs是一個(gè)具有超前性質(zhì)和純滯后的前饋補(bǔ)償器。 121 1 5 11 3 3 1f Ts sK T s s? ????的物理實(shí)現(xiàn)方框圖見(jiàn)下圖,其中: ? , 1 5T? , 2 3T? ,計(jì)算 12521 1 0 .6 733TK T? ? ? ? ? ? 38 ? 的物理實(shí)現(xiàn) 就本系統(tǒng)來(lái)講, ? ? ,遠(yuǎn)比 1T , 2T 小,所以 ? 可近似為一個(gè)慣性環(huán)節(jié),即: 1se s? ? ? 所以,前饋控制器 ()fWs的物理實(shí)現(xiàn)圖見(jiàn)下圖 39
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