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自动化仪表与过程控制课程大作业2013

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自动化仪表与过程控制课程大作业

1、(20分)如图所示热化工生产中的连续反应器示意图。 其工艺为:物料自顶部连续进入槽中,经反应产生的热量由冷却夹套中的冷却水带走。为了保证产品质量,必须严格控制反应温度θ1。

原来选择的控制方案如图所示,控制精度无法达到预期要求。

(1)该系统是一个时间常数较大的系统,尤其是冷却水的进水流量常常波动,导致反应器内部温度动态偏差较大。试设计一个串级控制系统,提高控制精度。(画出控制系统连接图和方框图)

(2)分析当冷却水的进水流量突然增大时,该系统是如何消除扰动、提高控制精度的。

2、(20分)(用MATLAB 仿真实现)某液位控制系统,在控制阀开度增加10%后,液位的响应数据如下:

自动化仪表与过程控制课程大作业2013

自动化仪表与过程控制课程大作业2013

如果用具有延迟的一阶惯性环节近似,确定其参数K,T 和τ,并根据这些参数整定PI 调节器的参数,用仿真结果验证之。

3、(20分)某隧道窑系统,考虑将燃料室温度作为副变量,烧成温度为主变量,燃烧室温度为副变量的串级控制系统中主、副对象的传递函数12,o o G G 分别为:11()(301)

o G s s =

+,

2

21

()(101)(1)o G s s s =

++,其中有一个10s 的传输延迟,其传递函数为10()s

d G s

e -=。当延迟环节

分别放在主回路和副回路时,设计串级控制主、副PID 调节器的参数,并绘制出整定后的阶跃响应曲线,分析二次扰动系统的影响。

4、(15分)根据如图所示,当选择进水流量Q1为控制量时,设计水箱水位的单回路控制系统。 (1)要求画出系统的连接图和方框图;

(2)若进水阀为气动阀,选择其气开、气关的形式,并确定调节器的正、反作用方式。要求有分析过程。

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