1、下图为一蒸汽加热器的温度控制系统。

冷物料经换热器与蒸汽换热后流出，通过改变进
后，分析入换热器的蒸汽量来保持热物料出口温度为某设定值。

当冷物料流量突然增大Q
该系统如何实现自动控制？试画出该系统的方框图。

凝液
由蒸汽加热器、温度变送器TT 22、温度控制器TC 22、蒸汽流量控制阀组成。

控制的目标是保持流体出口温度T恒定。

当进料流量RF或者温度Ti变化，会引起物料出口温度变化，通过温度变送器TT 22 测得温度的变化，并将信号Tm送至温度控制器TC 22，与给定值Tsp比较，温度控制器TC 22根据偏差将控制命令u送至控制阀，改变蒸汽量RV来维持
温度的恒定。

2、下图所示为一液位控制系统，试指出该系统中的（1）被控变量、（2）操纵变量、（3）主要扰动、（4）输入信号、（5）输出信号各是什么，并画出该系统的方框图。

被控变量：液位h 操纵变量： Qo 主要扰动： Qi 输入变量：h sp 输出变量：h （t ）
3、某一被控过程为
若采用PI 控制器对该被控过程进行控制，试采用Zirgler-Nichols 方法确定控制器参数。

假设继电器幅度为2d =± ，基于该继电器的反馈系统输入输出响应如下图所示，系统在微量外部扰动的作用下，进入等幅振荡状态
()()()
20.5
5121s
p G s e s s -=
++
解：由振荡曲线可知：2d =±，振幅0.3a =，周期11min u T =，因而对应的临界控制增益
4428.53.140.3
u d K a π⨯=
=≈⨯ PI 控制器参数为
4、某一热交换控制系统如下图所示，考虑到控制系统在断电断气情况下的安全性，蒸汽阀应为气开阀还是气关阀？试分析为使控制回路成为“负反馈”系统，TC22 应为反作用控制器还是正作用控制器？
答：蒸汽阀应为气开阀。

假设控制器TC 22为正作用（当被控变量的测量值增大时，控制器的输出也增大）。

0.4 3.4c u K K =⨯=0.89min
i u T T =⨯=
如果T↑, 则
为使控制回路成为“负反馈”系统，TC22 须为反作用控制器。

5图所示为连续搅拌反应釜温度控制的串级控制系统，试画出该控制系统的方框图，并分析主被控变量、副被控变量、主对象、副对象、主控制器、副控制器各是什么？
答：出料
主被控变量为反应槽的温度，副被控变量为夹套温度。

主对象为反应槽，副对象
为夹套。

主控制器为TC
1，副控制器为TC
2。

6、某水槽的阶跃响应实验数据如下，其中阶跃扰动量Δu=20%。

（1）画出水位的阶跃响应曲线
若该水位对象用一阶惯性环节近似，试确定其增益K和时间常数T。

答：习题2-9的答案。