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1、过程控制工程课后作业答案第一章 纸质作业答案一、调节阀的流量特性是指通过调节阀的流量与阀杆行程之间的关系。调节阀的流量特性有线性型，等百分比型，快开型，抛物线型调节阀流量特性选择的目的主要是从非线性补偿的角度来考虑，利用调节阀的非线性来补偿广义对象中其它环节的非线性，从而使整个广义对象的特性近似为线性。二、简单控制系统是由一个被控对象、一个测量元件及变送器、一个控制器和一个执行器所构成的单闭环控制系统，也成为单回路控制系统。 简单控制系统的典型方块图为三按照已定的控制方案，确定使控制质量最好的控制器参数值。 经验凑试法、临界比例度法、衰减曲线法、响应曲线法四、解：(1) 选择流出量为操纵变量，

2、控制阀安装在流出管线上，贮槽液位控制系统的控制流程图为 (2) 被控对象：液体贮槽 被控变量：贮槽液位 操纵变量：贮槽出口流量 主要扰动变量：贮槽进口流量 五、解：(1) 选择流入量为操纵变量，控制阀安装在流入管线上，贮槽液位控制系统的控制流程图为 为了防止液体溢出，在控制阀气源突然中断时，控制阀应处于关闭状态，所以应选用气开形式控制阀，为“+”作为方向。 操纵变量即流入量增加时，被控变量液位是上升的，故对象为“+”作用方向。由于控制阀与被控对象都是“+”作用方向，为使控制系统具有负反馈作用，控制器应选择反作用。 (2) 选择流出量为操纵变量，控制阀安装在流出管线上，贮槽液位控制系统的控制流程

3、图为 为了防止液体溢出，在控制阀气源突然中断时，控制阀应处于全开状态，所以应选用气关形式控制阀，为“-”作为方向。 操纵变量即流出量增加时，被控变量液位是下降的，故对象为“-”作用方向。由于控制阀与被控对象都是“-”作用方向，为使控制系统具有负反馈作用，控制器应选择反作用。 六、（1） 加入积分作用后，系统的稳定性变差，最大动态偏差增大、余差减小加入适当的微分作用后，系统的稳定性编号，最大动态偏差减小，余差不变。（2）为了得到相同的系统稳定性，加入积分作用后应增大比例度，加入微分作用后应适当的减小比例度。第二章 纸质作业答案一由两个控制器组成，分别接受来自被控对象不同部位的测量信号。一个控制器

4、的输出作为下一个控制器的给定值，后者的输出去控制执行器以改变操纵变量。从系统的结构来看，两个控制器是串级工作的，称为串级控制系统。方框图如下二答：前馈控制系统方块图 反馈控制系统方块图 前馈-反馈控制系统方块图 三、前馈控制的特点 （1）基于不变性原理，比反馈控制及时、有效（2）前馈是开环控制（3）前馈控制规律随对象特性的不同而不同（4）一种前馈只能克服一种干扰 为什么采用前馈反馈的复合控制系统可以大大提高控制系统的品质 （1）从前馈控制角度，由于反馈，减轻了对前馈控制模型的精度要求，并可对未做前馈补偿的干扰进行校正（2）从反馈角度，前馈控制事先起了一个粗调的作用，大大减少了反馈的负担四、均匀

5、控制的目的是实现前后设备在供求关系上达到相互协调，统筹兼顾 均匀控制的特点是（1）反映前后供求矛盾的两个变量都是变化的，且变化是缓慢的（2）两个变量的变化均应保持在允许的范围内 五、定义：用一台控制器去操作几只阀门，并且按输出信号的不同区间去操作不同的阀门主要应用场合：（1）用于扩大调节阀的可调范围，（2）用于控制两种不同的介质，以满足工艺生产的要求，（3）用于生产安全的防护措施六、（1）副控制器的正反作用改变，而主控制器的正反作用不改变。（2）调节阀口径由20变为25，则调节阀的静态增益Kv增大，为保证副回路的控制品质不变，则应该增大副控制器的比例度，积分时间不需要改变。由于主控制器对副回路

6、中副对象、副回路控制阀具有鲁棒性，所以主控制器的比例度和积分时间不需要改变。七、1、控制流程图如下： 2、从安全角度考虑，选择调节阀为气开阀。3、根据对控制器正反作用的分析，有P C控制器为反作用控制器，TC为反作用控制器。为了在阀后压力过高（PC的输出很低）的条件下能够选择PC控制器进行控制，则选择低选器第五七章 纸质作业答案一、当压缩机的负荷降低到一定程度，气体的排出量会出现强烈的振荡，因而机身也发生剧烈振动，这种现象称为喘振。压缩机的喘振保护曲线方程：其中，为压缩机入口压力，为压缩机出口压力，为系数，为压缩机入口温度，为压缩机入口流量。当，就会发生喘振（或者可以说，当压缩机的负荷低于某一

7、极限流量时，会发生喘振）二、（1）改变泵的出口调节阀开度（直接出口节流）（2）改变泵的转速（3）改变泵的回流量。三、温差控制：灵敏板温度与塔顶（或塔底）附近某块塔板的温度之差作为被控变量来间接控制塔的产品的成分。 双温差控制：分别在精馏段及提馏段上选取温差信号，然后将两个温差信号相减，作为控制器的测量信号（控制系统的被控变量）四、一般水位特性，蒸气流量提高，导致水位下降。但汽包水位特殊，蒸气流量提高，意味着汽包水位下降，饱和水迅速汽化，水容积增大，水位上升。与一般水位动态特性叠加，表现为水位先升后降，称为“虚假液位”。这种反向变化特性给控制带来困难，可以采用双冲量或三冲量控制。五、解：1、装在

8、离心泵的出口。因为如调节阀装在泵的入口，调节阀会产生较大的压降，导致离心泵入口压力过低，使液体部分汽化，使得泵丧失排送能力，这叫气缚。或者汽化后的蒸汽在离心泵出口又急剧的冷凝，会对离心泵的叶轮和机壳产生较大的冲蚀，从而损坏离心泵，这叫气蚀。这两种情况都会影响离心泵的正常工作，所以调节阀一般装在泵的入口。 2控制流程图如下：优点：方案简单易行。缺点：小流量的时候，总的机械效率过低。六、1、精馏装置一般由精馏塔塔身、冷凝器、再沸器、回流罐等设备组成。物料流程图如下图所示。2、一种参考的能量平衡控制方案如图七、1、采用前馈反馈控制（根据塔釜温度进行反馈控制，根据进料量进行前馈控制），控制流程图如下：精馏塔进料FFfCTC或采用如下前馈串级控制方案控制系统方框图如下：2、选择气关阀，（提馏段温度控制，对塔釜采出液纯度要求较高，失气时控制阀打开，加大加热蒸汽量，使得釜液大量汽化返回到塔釜，确保塔釜采出液的纯度）。3、TC控制器选择正作用。