過程控制部分習(xí)題答案分解

1、1第一章第一章思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題1－3常用過程控制系統(tǒng)可分為哪幾類答：過程控制系統(tǒng)主要分為三類：1.反饋控制系統(tǒng)：反饋控制系統(tǒng)是根據(jù)被控參數(shù)與給定值的偏差進行控制的，最終達(dá)到或消除或減小偏差的目的，偏差值是控制的依據(jù)。它是最常用、最基本的過程控制系統(tǒng)。2前饋控制系統(tǒng)：前饋控制系統(tǒng)是根據(jù)擾動量的大小進行控制的，擾動是控制的依據(jù)。由于沒有被控量的反饋，所以是一種開環(huán)控制系統(tǒng)。由于是開環(huán)系統(tǒng)，無法檢查控制效果，故不能單獨應(yīng)用。3.前饋－

2、反饋控制系統(tǒng)：前饋控制的主要優(yōu)點是能夠迅速及時的克服主要擾動對被控量的影響，而前饋—反饋控制利用反饋控制克服其他擾動，能夠是被控量迅速而準(zhǔn)確地穩(wěn)定在給定值上，提高控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。3－4過程控制系統(tǒng)過渡過程的質(zhì)量指標(biāo)包括哪些內(nèi)容？它們的定義是什么？哪些是靜態(tài)指標(biāo)？哪些是動態(tài)質(zhì)量指標(biāo)？答：1.余差(靜態(tài)偏差）e：余差是指系統(tǒng)過渡過程結(jié)束以后，被控參數(shù)新的穩(wěn)定值y(∞)與給定值c之差。它是一個靜態(tài)指標(biāo)，對定值控制系統(tǒng)。希望余差越小越好。2

3、.衰減比n:衰減比是衡量過渡過程穩(wěn)定性的一個動態(tài)質(zhì)量指標(biāo)，它等于振蕩過程的第一個波的振幅與第二個波的振幅之比，即：n＜1系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，是發(fā)散振蕩；n=1系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的，是等幅振蕩；n＞1系統(tǒng)是穩(wěn)定的，若n=4系統(tǒng)為4：1的衰減振蕩，是比較理想的。衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性也可以用衰減率φ4最大偏差A(yù)：對定值系統(tǒng)，最大偏差是指被控參數(shù)第一個波峰值與給定值C之差，它衡量被控參數(shù)偏離給定值的程度。5過程過渡時間ts：過渡過程時間定義為從擾動開始到被控

4、參數(shù)進入新的穩(wěn)態(tài)值的5%或3％（根據(jù)系統(tǒng)要求）范圍內(nèi)所需要的時間。它是反映系統(tǒng)過渡過程快慢的質(zhì)量指標(biāo)，ts越小，過渡過程進行得越快。6峰值時間tp:從擾動開始到過渡過程曲線到達(dá)第一個峰值所需要的時間，（根據(jù)系統(tǒng)要求）范圍內(nèi)所需要的時間。稱為峰值時間tp。它反映了系統(tǒng)響應(yīng)的靈敏程度。BBn??BBB????32－2如圖所示：Q1為過程的流入量，Q2為流出流量，h為液位高度，C為容量系數(shù)，若以Q1為過程的輸入量，h為輸出量（被控量），設(shè)R1

5、、R2為線性液阻，求過程的傳遞函數(shù)W0(S)＝H(S)Q1(S)。解：根據(jù)動態(tài)物料平衡關(guān)系，流入量＝流出量：過程的微分方程的增量形式：中間變量：傳遞函數(shù)：如果考慮管道長度l，即出現(xiàn)純時延，由于管道流量恒定，所以lQ??其傳遞函數(shù)為：2－5某過程在階躍擾動量Δu＝20％，其液位過程階躍響應(yīng)數(shù)據(jù)見下表：dthdCQQ21?????22RhQ???hdthdCRQR212?????)S(H)S(SHCR)S(QR212??1SCRR)s(Q)