复杂过程控制系统(0001).doc

二、复杂控制系统 1. 串级控制系统有哪些主要特点？为什么说串级控制系统能迅速克服进入副回路的扰动？ 2. 串级控制系统中的副被控变量如何选择？ 3. 串级控制系统中的主、副控制器的正、反作用如何选择？它们与阀门的开关形式有无关系？ F2RYGP2GF2GC1GC2GP1 F2 R Y GP2 GF2 GC1 GC2 GP1 GF1 F1 （题4图） 5. 在一个串级控制系统中，原来采用Ф20的气开阀。后来因负荷增加，改用Ф25的气关阀。问：主、副控制器的正、反作用需要改变吗？为什么？如果需要，如何改变？主、副控制器的比例度和积分时间是否需要改变？ 冷却水进料出料（题7图 ）TT6. 在一个串级控制系统中，主被控变量是温度，原用0 冷却水 进料 出料 （题7图 ） TT 7. 有附图所示反应器，反应器温度是用冷却水控制的。 (1)如果主要扰动是冷却水阀前压力有波动，应组成怎样的串级控制系统回路？画出控制方案。 (2)画出采用串级控制系统时的流程图。并设控制阀是气开式，那么，两个控制器分别应选正作用还是反作用，为什么？ (3)如果控制阀为气关式，两个控制器的正反作用是否需要改变？ 8. 当串级控制系统采用流量控制回路时，如果用孔板作为测量元件，且不采用开方器，有时会出现负荷小时反而不稳定的现象，为什么？为了避免这种情况，改变阀的流量特性行不行，为什么？如果不行，用什么办法可以解决？ （题9图）测量 （题9图） 测量 测量 积分外反馈 GP2 GP1 TC2 TT TC1 FT 10. 简单均匀控制系统与简单控制系统有何异同点？如何识别简单均匀控制系统？ 11. 简述简单均匀、双冲量均匀、串级均匀的应用场合。串级均匀与串级控制系统有何异同点？ （题12图）LTFTFC∑12. 画出图示双冲量均匀系统的方框图，若控制器采用比例积分作用，在扰动作用后，输出 （题12图） LT FT FC ∑ 13. 试比较比值，双闭环比值和串级比值控制系统的特点，并画出各自的方块图。 14. 在比值控制系统中，用相乘方案较之相除方案有什么优点？ 15. 在比值控制系统中，流体F1的流量是不可调的，仪表量程为0~50M3/h。流体F2的流量是可调的，仪表量程为0~80M3/h。现决定采用除法器(I0=10×I1 16. 甲烷转化反应中，为了保证甲烷的转化率，就必须保持天然气、蒸汽和空气之间成一定比值（1：3：1.4）且当蒸汽和天然气的比值低于2.9，空气和天然气的比值高于1.5时报警。设计如图所示的控制及报警系统。由电动III型比值器构成比值控制系统，用差压法测流量，未经开方运算。蒸汽流量的最大值GSMAX=31100M3/h；天然气流量的最大值GNMAX=11000M3/h；空气流量的最大值GAMAX=14000M3/h。试求比值器的比值系数K1和 F1水蒸气转化炉天然气F2F3 空气（题16图）÷÷HSHALALSFTFTFTFCFCFCK1 F1 水蒸气 转化炉 天然气 F2 F3 空气 （题16图） ÷ ÷ HS HA LA LS FT FT FT FC FC FC K1 K F2 F1 （题18图） ÷ FT FT RC 18. 如图所示比值控制系统中，采用除法确定比值，并用孔板测量流量。问：该控制系统的非线性特性来自何处，对控制质量有什么影响，用什么办法可以克服？ 19. 什么是前馈控制？它有何特点？为什么一般要与反馈控制相结合？ 20. 前馈控制有几种结构形式？前馈控制主要应用于什么场合？ 21. 对图示的前馈——串级控制系统，试确定前馈补偿装置的传递函数Gd(S)。 RY R Y Gd GC1 2 F （题21图） (1)主要扰动为原料流量(不可控)，试设计合理的控制方案。画出方框图，确定控制器的正反作用。 热值液化气（热值高） 热值 液化气 （热值高） 进料 出料 （题23图） TT 炼厂气（热值低、变化大） FT Σ TC FC GF AT FT FC FT AC × FT 燃料油雾化蒸气原料 燃料油 雾化蒸气 原料 出口 （题22图） TT 热水（题24 热水 （题24图 ） 冷水 TT TT 25. 在一个用燃料气的加热炉控制方案中，为了防止燃料气控制阀后压力过高，准备引入选择性控制回路。 (1)设计它的原理流程图，并简要说明。 (2)说明需要添置的仪器设备。 (3)提出需要采取的防积分饱和措施。 燃料气气开（题25图）TTTCPTPC26. 工艺要求物料A、B、C 燃料气 气开 （题25图） TT TC PT PC 27. 某石油化工厂利用塔釜釜液冷却裂解气，如图所示。为了整个系统的平稳操作，必须使塔釜流量保持恒定。当裂解气温度太低时，将产生烃水化合物堵塞管道，造成事故。因此裂解气温度低于某一值时，就改用温度控制系统来控制气