θ1 θ2
（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。
p,θ0
θ1：釜温，θ2：夹套水温
串级控制系统（续）
（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。
串级控制系统（续）
题5 简述串级控制与串级均匀控制的异同点。
串级控制系统（续）
①列写过程的微分方程组；
②画出过程的方框图；
③求过程的传递函数
W0s
Hs Q1s
过程动态特性及建模（续）
R1 Q1
h1
Q2 R2
C1
题2：
(1) 列写过程微分方 程组;
Q12
(2) 画出方框图;
h2
(3) 求传递函数
R12
C2
R3 Q3
Gp
(s)
H2(s) Q1(s)
过程动态特性及建模（续）
题3：有一水槽，其截面积F为0.5m2。流出侧阀门阻 力实验结果为：当水位H变化20cm时，流出量变化 为1000cm3/s。试求流出侧阀门阻力R，并计算该水 槽的时间常数T。
测量变送器和执行器与控制器（续）
题4：PID控制器的时间域算式中有一偏置u0，而在复频域（即在传递函数形式） 算式中却没有这一项，这是为什么？u0的物理含义是什么？u0的具体取值是怎样 取得的？
题5 增大测量变送环节的时间常数Tm，对实际被控变量的控制质量有何影响？对 指示记录曲线又有何影响？两者是否一致，为什么？
串级控制系统（续）
题2 在一个串级控制系统中，主变量是温度，温度变送器量程原为0~200℃， 后改为80 ~120℃ 。 问：①副控制器比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什么？ ②主控制器的比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什么？
串级控制系统（续）
题3 表示了两个动态过程方块图 ① 为了改善闭环品质（F2扰动时），哪一个过程应该采用串级控制？为什么？ ② 对应该采用串级控制的系统，试画出相应的方块图[假设]。
T 为多少？系统的余差为多少？
测量变送器和执行器与控制器 ---控制阀流量特性选择
G1, T1 进料
蒸汽
Tsp
u(t)
G2
TC
Tm
T
凝液
热平衡方程: C 1G 1(TT 1)G 2
①主要扰动为T1时，如何选择控制阀流量 特性； ②主要扰动为G1时，如何选择阀的流量 特性； ③设定值变化时，如何选择阀的流量特性。 （提示：首先应求取对象静态增益与主要 扰动的关系）
升高使反应器内的温度超过给定值，试说
明此时该控制系统的工作情况，此时系统
是如何通过控制作用来克服干扰作用对被
控变量影响的？
过程动态特性及建模
R1
Q1
Qi
R2 Q2
hH A
Q3
Qo
R3
题1：如图所示液位过程的输入量为
Q1，流出量为Q2、Q3，液位h为被控
参数，A为截面积，并设R1、R2、R3
均为线性液阻。要求：
(2)画出该系统的方块图
燃料
控制系统组成及性能指标（续）
AB
题3：如图所示为一反应器温度控制系统
示意图。A、B两种物料进入反应器进行反
应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控
制反应器内的温度不变。试画出该温度控
制系统的方块图，并指出该系统中的被控
对象、被控变量、操纵变量及可能影响被
控变量的干扰是什么？如果由于进料温度
过程动态特性及建模（续）
如图所示为蒸汽加热器控制系统，若被控对象控制通道的传递函数为
控制器TC的传递函数为 GC s 1 调节阀的传递函数为 GV s
Go s 1
5 7s4
测量变送环节的传递函数为 Gm s 1
因生产需要，出口物料的设定温度从80℃提高到85 ℃时，物料出口温度的稳态变化量
控制系统组成及性能指标
Psp
Pm
PC
u
P1
Kv1
F1
F2
P2
P
Kv2
题1：如图所示是一压力自动控制 系统。试指出该系统中的被控对象、 被控变量、操纵变量和扰动变量， 画出该系统的方框图。
控制系统组成及性能指标（续）
进料 Rf
Tm T
出料
Tsp
TC
u
题2：对于如图所示的加 热炉温度控制系统，试
(1)指出该系统中的被控变 量、操纵变量、扰动变量;
（1）为保证再沸器的安全，
T
蒸汽调ห้องสมุดไป่ตู้阀应选用气关阀还
塔 是气开阀？为什么？
底 （2）确定调节器TC、PC的
再
部 正反作用，并画出该系统完
沸 器
整的方框图（尽可能在图上
表明相应的信号）。
控制器的“正反作用”选择（续）
如图为贮槽液位控制系统，为安全起见，贮槽内液体严格禁止溢出，试在 下述两种情况下，分别确定执行器的气开、气关型式及控制器的正、反作用。
F2
1 (10S 1)(20S 1)
(A)
F2 1 (0.2S 1)
1 (0.1S 1)
e 0.1S (0.2S 1)
1 (20S 1)(30S 1)
(B)
F1 y
F1 y
串级控制系统（续）
题4 如图所示的反应釜内进行的是放热化学反应，而釜内温度过高会发生事故， 因此采用夹套通冷水来进行冷却，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）选择流入量Qi为操纵变量； （2）选择流出量Qo为操纵变量。
Qi
Qo
串级控制系统
题1 在一个串级控制系统中，原来选用口径为20mm的气开阀，后来 改为口径为32mm的气关阀。 问：① 主、副控制器的正反作用要否改变？为什么？ ② 副控制器的比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什 么？ ③ 主控制器的比例度和积分时间要否改变？是变大还是变小？为什 么？
控制器的“正反作用”选择
进料 Rf
Tm T
出料
Tsp
TC
u
燃料
问题:
(1) 如何选择控制阀的 “气开气关”？
(2) 如何选择温度控制 器的正反作用，以 使闭环系统为负反 馈系统？
控制器的“正反作用”选择（续）
Tsp
Tm
TC
Psp
Pm
PC
u
Pv 加热蒸汽 P
精馏塔提馏段温度控制系统
如图所示，图中，Pv为调节 阀阀前压力。
测量变送器和执行器与控制器（续）
题1：定值控制系统的过渡过程有几种形式？工程上一般要求为哪种过渡过程形式？ 随动系统一般要求为哪种过渡过程形式？
题2：一生产过程，被控对象为一阶特性，控制器为纯比例控制器，控制中还是发 生了衰减振荡过程？为什么？
测量变送器和执行器与控制器（续）
题3：一个系统的对象有容量滞后，另一个系统由于测量点位置造成纯滞后，如分别 采用微分作用克服滞后，效果如何？