过控技术与应用分析计算题(补充)
第一章
题型一过渡过程性能指标的计算
1.某化学反应器工艺规定操作温度为10900℃,考虑安全因素,调节过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。
现设计运行的温度定值调节系统,在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图示。
(1)试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、超调量、余差、衰减比和振荡周期
(2)该调节系统能否满足题中所给的工艺要求?
第二章
题型一方块图的绘制及其相关分析(正反作用是重点!)
1.★管式加热炉出口温度串级控制系统。
1)指出该系统中主、副对象、主、副变量、操纵变量、主、副扰动变量、主、副调节器各是什么?
2)画出该控制系统的方块图,并确定各个环节的正反作用方向;
3)当燃料油负荷突然增加,试分析该系统是如何实现自动控制的。
解:1)
主对象:加热炉内加热管的管壁;副对象:加热炉的炉膛
主变量:原料的出口温度T1;副变量:炉膛内的温度T2;操纵变量:燃料的流量;
主扰动量f1:被加热原料的进口的温度、压力、流量
副扰动量f2:燃料油的压力、温度;雾化燃料油用的过热蒸汽的压力、流量;燃烧器的配风、炉膛的漏风以及环境温度等。
2)加热炉出口温度串级控制系统的方块图
3)当燃料油负荷突然增加,试分析该系统是如何实现自动控制的。
在稳定工况下,原料油出口温度和炉膛温度处于相对稳定状态,控制燃料油的阀门保持在一定的开度。
当燃料油负荷突然增加,这个干扰会使炉膛的温度T2升高,原料油出口温度T1也会随之提高,此时温度检测变送器TT1将信号送给主控制器TC1,e1增大,主控制器输出u1减小,即副控制器的给定值减小,副控制器的输入偏差e2增大,副控制器的输出信号u2减小,控制阀开度减小,即操纵变量燃料油m减小,炉膛温度T2下降,从而炉管内原料油出口温度T1也会随之下降。
2.★课本P.42例2-3
第三章
题型一压力、温度测量应变片的贴片位置(设计)及其相关计算
1.构件受载荷的作用如图示,已知构件截面:Φ20mm,为测量载荷P在构件上贴四个应变片,构成全
桥测量。
求:1)画出应变片在构件上的贴片示意图;2)画出应变片的连接线路图;
3)已知供桥电压U=5V,测出电桥输出电压ΔU=10mV,E=2×105MPa,求P=?
第四章
★题型一调节阀流量系数C的计算P171例4-3
第五章
★★★题型一AD转换器的计算
1.压力测量。
已知:压力传感器输入0-1.6MPa,输出2-10V,12位AD转换器输入范围0-10V。
求:AD
转换器输出值为3600时,对应的压力
解:12位AD转换器输入范围0-10V,输出:0-4095;
输入2V电压时,AD值为:819。
实验
★★题型一水槽液位对象特征参数的计算(作图法,双容)
已知:在阶跃激励出现前水槽液位为h1、h2,水槽进水流量为qv1,当水槽进水流量出现阶跃激励后,其流量变为qv1’,经历一段时间后水槽液位稳定在h1’h2’,数据如下表。
(1)计算双容液位被控对象对象h2的放大系数K,用作图法求时间常数T1,T2,求出双容液位对象的数学模型。
(2)用作图法求出容量滞后时间c。
(3)分析双容液位对象中低位水槽液位变化的滞后现象。
(4)图形中高位水槽液位突然下降是什么因素造成的?。