过程控制期末考试试卷

1、什么是比值控制系统？它有哪几种类型？画出它们的结构原理图。答：比值控制系统：用来实现两个或者两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。四种类型：开环比值控制，单闭环比值，双闭环比值，变比值。画图Pic1开环比值控制Pic2单闭环比值Pic3双闭环比值主流量设定值主流量副流量主测量变送副测量变送副控制器副控制阀副流量对象FMKFMFSK-主流量对象主控制阀主控制器-副流量设定值Pic4变比值FM测量变送比值控制器执行器副流量对象-主对象(变换炉)测量变送除法器主控制器-主、测量变送FS2、如图所示的反应釜进行的是放热反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。（1）当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。（2）当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。（3）对上述两种不同控制方案选择控制阀的气开、闭形式及主、副控制器的正、反作用。答：（1）（2）（3）选择气闭，上述两种情况均为主控制器反作用，副控制器正作用。3、某前馈-串级控制系统如图所示。已知：;123)(;1)()(;2)(;9)()(012121ssGsGsGSGSGSGmmVCC;125.0)(;123)(02ssGssGf要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。3）假定控制阀为气开式，试确定各控制器的正/反作用。答：（1）)(sGf)(1sGc)(sH)(sR)(2sGp)(2sGc)(sGd)(1sGp)(sY)(sD(2))()()()()(1)()(1)()()(112222sGsGsHsGsGsGsGsGsDsYpcpcpcd)()()()()(1)()(1)()()(1)()()(11222212222sGsGsHsGsGsGsGsGsGsGsGsGsGpcpcpcppcpcff=0求的，Gff（s）=？？？（3）主为正作用，副为反作用。3、有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似.请问如何区分它们?试分析图3所示的两个系统各属于什么系统?说明其理由.答：串级控制系统的副控制回路在主控制回路中间串联，而前馈-反馈控制系统是虽然有负反馈，但不是串进主回路的。前馈-反馈控制系统的前馈是对输入通道的扰动进行直接克服，而不是产生影响之后才进行克服。a是前馈-反馈，b是串级。理由:因为a图中有直接对原料油的控制回路，可以提前消除原料油的扰动，所以是前馈。b图是串级控制系统。