過(guò)程工程基礎(chǔ)作業(yè)(1、2章)

１－２與其它自動(dòng)控制相比，過(guò)程控制有哪些主要特點(diǎn)？為什么說(shuō)過(guò)程控制的控制過(guò)程多屬慢過(guò)程？問(wèn)題一：過(guò)程控制的特點(diǎn)是與其它自動(dòng)控制系統(tǒng)相比較而言的，大致可歸納如下：一、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制二、過(guò)程控制系統(tǒng)是由被控過(guò)程和過(guò)程檢測(cè)控制儀表兩部分組成三、被控過(guò)程是多種多樣的、非電量的四、過(guò)程控制的控制過(guò)程多屬慢過(guò)程，而且多半為參量控制五、過(guò)程控制方案十分豐富六、定值控制是過(guò)程控制的一種常用形式問(wèn)題二：因?yàn)楸豢剡^(guò)程具有大慣性、大滯后（大時(shí)延）等特性，因此決定了過(guò)程控制的控制過(guò)程多屬慢過(guò)程。１－５試說(shuō)明圖１－２ｂ供氧量控制系統(tǒng)框圖中被控“過(guò)程”包含哪些管道設(shè)備以及圖中各符號(hào)的含義。過(guò)程：節(jié)流裝置到氧氣流量調(diào)節(jié)閥之間的管道設(shè)備。x(t)代表設(shè)定值；e(t)表示偏差信號(hào)；u(t)表示控制器控制作用信號(hào)；q(t)表示調(diào)節(jié)閥的流量信號(hào)；f(t)過(guò)程受到的干擾信號(hào)；y(t)過(guò)程的輸出信號(hào)；z(t)測(cè)量信號(hào)2－1何謂被控過(guò)程及其數(shù)學(xué)模型？模型一般分為哪幾類(lèi)？它與過(guò)程控制有何關(guān)系？1：被控過(guò)程是指正在運(yùn)行中的多種多樣的被控制的生產(chǎn)工藝設(shè)備。被控過(guò)程的數(shù)學(xué)模型是指過(guò)程在各輸入量（包括控制量與擾動(dòng)量）作用下，其相應(yīng)的輸出量（被控量）變化函數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。2：過(guò)程的數(shù)學(xué)模型有兩種，一是參數(shù)模型，如階躍響應(yīng)曲線(xiàn)等用曲線(xiàn)表示的；二是參數(shù)模型，如微分方程等用數(shù)學(xué)方程式或函數(shù)表示的。3：過(guò)程控制系統(tǒng)的品質(zhì)是由組成系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)及其特性所決定的。過(guò)程數(shù)學(xué)模型是過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的重要資料。2－3從階躍響應(yīng)曲線(xiàn)看，大多數(shù)被控過(guò)程有何特點(diǎn)？答：從階躍響應(yīng)曲線(xiàn)來(lái)看，大多數(shù)被控過(guò)程的特點(diǎn)是：被控量的變化往往是不振蕩的、單調(diào)的、有滯后和慣性的。2－2什么是過(guò)程通道？什么是過(guò)程的控制通道和擾動(dòng)通道？它的數(shù)學(xué)模型是否相同？問(wèn)題一：被控過(guò)程輸入量與輸出量之間的信號(hào)聯(lián)系稱(chēng)為過(guò)程通道。問(wèn)題二：過(guò)程的控制通道：控制作用與被控量之間的信號(hào)聯(lián)系。過(guò)程的擾動(dòng)通道：擾動(dòng)作用與被控量之間的信號(hào)聯(lián)系。問(wèn)題三：他們的數(shù)學(xué)模型不一樣，因?yàn)檫^(guò)程通道、控制通道和擾動(dòng)通道所表示的環(huán)節(jié)不是同一個(gè)。2－6下圖所示液位過(guò)程的輸入量q1，流出量為q2

、q3，液位h為被控參數(shù)，C為容量系數(shù)，并設(shè)R1、R2、R3為線(xiàn)性液阻。要求：(1)列出液位過(guò)程的微分方程圖；(2)畫(huà)出液位過(guò)程的框圖；(3)試求液位過(guò)程的傳遞函數(shù)W0(s)=H(s)/Q1(s)解：列出液位過(guò)程的微分方程組：2－7什么是過(guò)程的滯后特性？過(guò)程滯后包含哪幾種？有何特點(diǎn)？問(wèn)題一：當(dāng)被控過(guò)程受到擾動(dòng)作用，被控量沒(méi)有馬上隨著擾動(dòng)的變化而變化，而是經(jīng)過(guò)一段滯后時(shí)間之后，才以較大的速率發(fā)生變化稱(chēng)過(guò)程的滯后特性。問(wèn)題二：過(guò)程滯后包含容量滯后和純滯后。問(wèn)題三：容量滯后所引起的被控量在容量滯后時(shí)間內(nèi)是有變化速率的，而純滯后所引起的被控量在純滯后時(shí)間內(nèi)的變化速率等于零。畫(huà)出液位過(guò)程的框圖：求出液位過(guò)程的傳遞函數(shù)：→解：(1)：液位過(guò)程的階躍響應(yīng)曲線(xiàn)（2）液位過(guò)程參數(shù)：2－53什么是無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)切換？DDZ－Ⅲ型調(diào)節(jié)器是如何實(shí)現(xiàn)這種切換功能的？什么叫硬手動(dòng)操作和軟手動(dòng)操作？在調(diào)節(jié)器中怎樣實(shí)現(xiàn)這種功能操作的？答：?jiǎn)栴}一：在DDZ－Ⅲ型調(diào)節(jié)器中存在無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)和有平衡無(wú)擾動(dòng)兩種切換。如果在自動(dòng)和手動(dòng)相互切換時(shí)，不需經(jīng)事先平衡，可以隨時(shí)切換到所需要的位置，并且在切換的瞬間整機(jī)的輸出不發(fā)生變化，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)擾動(dòng)，則稱(chēng)為無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)切換。問(wèn)題二：Ⅲ型調(diào)節(jié)器“自動(dòng)－軟手動(dòng)”、“硬手動(dòng)切換到軟手動(dòng)”或“硬手動(dòng)切換到自動(dòng)”都是無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)切換，因?yàn)檫@幾種切換過(guò)程，放大器A3的反饋通路上有電容CM在起著保持輸出信號(hào)不發(fā)生突變的作用。問(wèn)題三：硬手動(dòng)操作就是調(diào)節(jié)器的輸出電流與手動(dòng)輸入電壓信號(hào)成比例關(guān)系；軟手動(dòng)