過(guò)程控制工程第三版4-5章習(xí)題ppt

1、習(xí)題講解 習(xí)題4-1 前饋反饋控制器： ( )5(23) ( ) ( )1 PD ff PC Gss Gs Gss ( )F s ( )R s ( ) c G s ( ) ff Gs ( ) PD Gs ( ) PC Gs ( )Y s 習(xí)題4-2 前饋控制器： 2 ( )1.05(551) ( ) ( )0.94(411) s PD ff PC Gss Gse Gss 習(xí)題4-3 系統(tǒng)框圖： ( )F s ( ) ff Gs( ) PD Gs 1( )p Gs 2( )p Gs 1( )m Gs 2( )m Gs 1( )c Gs ( )R s 2( )c Gs ( ) v G s ( )Y

2、 s ( )F s ( ) ff Gs ( ) PD Gs 1( )p Gs 2( )p Gs 1( )m Gs 2( )m Gs 2( )c Gs ( ) v G s ( )Y s 1( )c Gs 由圖可得： 1 22 111222 ( ) , ( )11 PDffP CvP PCmCvPm GG G A G G GY s A F sAG G GG G G G 由不變性原理 得： ( )0,( )0F sY s 即： 1 0 PDffP GG G A 得： 1 2 9 0.5/(21)18 21 , 2 3/(21)219 1 91 21 9.5 54 PD ff P ff Gs s GA

3、 G AAsS S S G 習(xí)題5-1 1、副控制器的正反作用要改變，主控制器的正反作用不改變。閥 門是副加中的執(zhí)行器，在主回路中，副回路作為一個(gè)整體為正作用， 故執(zhí)行器的改變對(duì)主回路無(wú)影響，主控制器正反作用不變。在副回 路中，執(zhí)行器由氣開(kāi)閥變以為氣關(guān)閥，正反作用改變。而正反作用 的選擇是使系統(tǒng)成為負(fù)反饋系統(tǒng)，而副回路中除副控制器外其余正 反作用不變。幫副控制器正反作用改變。 2、比例度的積分都要改變，副控制器的輸出是改變閥門，比例度 要增加，而積分時(shí)間要減小?？趶阶兇笙喈?dāng)于控制通道放大倍數(shù)增 加，此時(shí)若比例度和積分不變則控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)增加，系 統(tǒng)余差變小，但是系統(tǒng)會(huì)變得不穩(wěn)定。對(duì)于一

4、個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)談?dòng)嗖?是沒(méi)有意義的。因此，首先要保持系統(tǒng)穩(wěn)定性，那么要減小控制器 放大倍數(shù)，即增大比例度。此時(shí)余差肯定會(huì)變大，因此要加強(qiáng)積分 作用，即減小積分時(shí)間，噴水消除余差。 3、主控制器的比例度和積分時(shí)間不改變，由于串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)副 對(duì)象和控制閥特性變化具有魯棒性，即副對(duì)象控制閥特性的變化不 會(huì)影響主控制器。 習(xí)題5-2 1、最合適的應(yīng)該選擇2，因?yàn)樗母蓴_最多，而且 距離第四貯罐比較遠(yuǎn)，不容易引起系統(tǒng)共振。 2、控制方框圖如下： 12 ( ),F s ( ) PD Gs 3 4( )p Gs 2( )p Gs 1( )m Gs 2( )m Gs 1( )c Gs ( )R s 2(

5、)c Gs ( ) v G s ( )Y s 3、副控制器的選擇與主回路無(wú)關(guān)，而測(cè)量變送器，副對(duì)象為正作 用，調(diào)節(jié)閥為正作用，故副控制器為負(fù)作用，主控制器與主對(duì)象正 反作用相反。而主對(duì)象為正作用，故主控制器為負(fù)作用。 習(xí)題5-3 應(yīng)該把下面這個(gè)采用串級(jí)控制，首先，因?yàn)楦蓴_ 通道時(shí)間常數(shù)為0.2，對(duì)被變量的影響相當(dāng)大。其 次副本回路中包含的純滯后時(shí)間上，有利于提高 副回路的快速性。第三主控制對(duì)象為大慣性環(huán)節(jié)， 其響應(yīng)時(shí)間比副回路要大。 上面那個(gè)回路，前面那個(gè)環(huán)節(jié)為大慣性環(huán)節(jié)，通 道沒(méi)延時(shí)，主控制對(duì)象時(shí)間常數(shù)小，響應(yīng)快速， 當(dāng)干擾影響到副變量的時(shí)候，很快影響到主控變 量，而由于大慣性環(huán)節(jié)，副回路還來(lái)不及處理干 擾。 習(xí)題5-5 首先在結(jié)構(gòu)上來(lái)看，串級(jí)控制由兩個(gè)反饋控制回路組成，而 前饋-反饋控制器由一個(gè)反饋和一個(gè)開(kāi)環(huán)補(bǔ)償回路疊加而成。 在變量上，串級(jí)控制的副參數(shù)與前饋-反饋控制的輸入量是兩 截然不同的變量， 前者是串級(jí)控制系統(tǒng)中反映主被控變量的中間變量，控制 作用對(duì)他產(chǎn)生明顯的調(diào)節(jié)效果。 后者是對(duì)主被告控變量有顯著影響的干擾量，是完全不受 控制作用約束的獨(dú)立變量，引入前饋的目的是為了補(bǔ)償原料 干擾對(duì)輸出的影響。 在功能上，前饋控制器與串級(jí)控制的副控制器擔(dān)負(fù)不同的功 能。 圖5-73中(a) 為串級(jí)控制，(b)為前饋-反饋控制。 習(xí)題