過程控制與自動化儀表(第2版)課后答案1-展示頁
2025-06-27 23:54本頁面
【正文】 程。液位設(shè)定值PID 控制器氣動執(zhí)行器加熱器液位實際值液位變送器2.（6）解：（1）直線流量特性：10% ： ? 100% = %50% ：80% ： ? ? 100% = %100% = %線性調(diào)節(jié)閥在小開度時流量的相對變化量大，靈敏度高，控制作用強，容易產(chǎn)生振蕩；而在大開度時流量的相對變化量小，靈敏度低，控制作用較弱。 =1KC100% 可得: K C = 1比例積分作用下 ?u 可由下式計算得出：??1TI ∫??1 42 ∫0dt = 3mAu = ?u + u(0) = 3mA + 6mA = 9mA經(jīng)過 4min 后調(diào)節(jié)器的輸出 9mA.2.（5）解：調(diào)節(jié)器選氣開型。過程控制系統(tǒng)的模擬直流電流信號為 4~20mA DC，負載 250 ? ；模擬直流電壓信號為 1~5V DC。電動儀表的輸入輸出模擬信號有直流電流、直流電壓、交流電流和交流電壓四種。執(zhí)行器多數(shù)是氣動的，因為執(zhí)行器直接與控制介質(zhì)接觸，常常在高溫、高壓、深冷、高粘度、易結(jié)晶、閃蒸、汽蝕、易爆等惡劣條件下工作，選氣動的執(zhí)行器就沒有電壓電流信號，不會產(chǎn)生火花，這樣可以保證安全生產(chǎn)和避免嚴重事故的發(fā)生。2.（4）解：控制系統(tǒng)框圖：蒸汽流量 變化液位設(shè)定液位控制器上水調(diào)節(jié)閥汽包實際液位液位變送器被控過程：加熱器+汽包被控參數(shù)：汽包水位控制參數(shù)：上水流量干擾參數(shù)：蒸汽流量變化第二章 過程參數(shù)的檢測與變送1.（1）答：在過程控制中，過程控制儀表：調(diào)節(jié)器、電/氣轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器、安全柵等。第一章 緒論2.（1）解：圖為液位控制系統(tǒng)，由儲水箱（被控過程）、液位檢測器（測量變送器）、液位控制器、調(diào)節(jié)閥組成的反饋控制系統(tǒng)，為了達到對水箱液位進行控制的目的，對液位進行檢測，經(jīng)過液位控制器來控制調(diào)節(jié)閥，從而調(diào)節(jié) q1 （流量）來實現(xiàn)液位控制的作用。系統(tǒng)框圖如下：控制器輸入輸出分別為：設(shè)定值與反饋值之差 e(t )、控制量 u(t )；執(zhí)行器輸入輸出分別為：控制量 u(t )、操作變量 q1 (t )；被控對象的輸入輸出為：操作變量 q1 (t )、擾動量 q2 (t )，被控量 h ；所用儀表為：控制器（例如 PID 控制器）、調(diào)節(jié)閥、液位測量變送器。調(diào)節(jié)器選電動的因為電源的問題容易解決，作用距離長，一般情況下不受限制；調(diào)節(jié)精度高，還可以實現(xiàn)微機化。氣動儀表的輸入輸出模擬信號統(tǒng)一使用 ~ 的模擬氣壓信號。各國都以直流電流和直流電壓作為統(tǒng)一標準信號。1.（2）解：由式 228。當出現(xiàn)故障導(dǎo)致控制信號中斷時，執(zhí)行器處于關(guān)閉狀態(tài)，停止加熱，使設(shè)備不致因溫度過高而發(fā)生事故或危險。由此可知，當線性調(diào)節(jié)閥工作在小開度或大開度時，它的控制性能較差，因而不宜用于負荷變化大的過程。（3）快開流量特性10% ：? 100% = %?u=Kc?e(t)+50% ： ? 100% = %80% ： ? 100% = %快開流量特性是指在小開度時候就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快達到最大，快開流量特性的調(diào)節(jié)閥主要用于位式控制。由 K 01 = , K 02 = 1 , K d = , T01＝5 min , T02＝ min ，則被控對象傳遞函數(shù)：T =(5s ? 1)( + 1)擾動傳遞函數(shù):Y ( s) k d ?T= =F ( s) 1 + k c ?T ?(5 s ?1)( s +1)1 + kc ?(5 s ? 1)( s + 1)=(5 s ?1)( s +1) + ? k c當
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