过程控制大作业2013
16页1、自动化仪表与过程控制课程大作业1、(15分)如图所示为加热炉的两种控制方案。试分别画出(a)、(b)所示两种情况的方框图,说明其调节过程并比较这两种控制方案的特点。2、(15分)如图所示为一液体储槽,需要对液位加以自动控制。为安全起见,储槽内液体严格禁止滥出,试在下述两种情况下,分别确定调节阀的气开、气关型式及调节器的正、反作用。(1)选择流入量Qi为操纵变量;(2)选择流出量Q0为操纵变量。(3)以上2种情况分别出其系统框图。解(1)当选择流入量Qi为操纵变量时,为满足贮槽内液体严格禁止溢出的工艺要求,执行器应为气开阀;由于被控对象是“正”作用,所以,控制器应为“反”作用。(2)当选择流入量Qo为操纵变量时,为满足贮槽内液体严格禁止溢出的工艺要求,执行器应为气关阀;此时被控对象是“反”作用,所以,控制器应为“反”作用。3、(20分)(用MATLAB仿真实现)实验测得某液位过程的矩形脉冲响应数据如下:t(s)01020406080100120140160180h(cm)000.20.61.21.61.82.01.91.71.6H000.20.82.03.65.47.49.31112.6
2、t(s)200220240260280300320340360380400h(cm)10.80.70.70.60.60.40.20.20.150.15H13.614.415.115.816.417.017.417.617.817.9518.1矩形脉冲幅值=20%阀门开度变化,脉冲宽度t=20s:(1)将该矩形脉冲响应曲线转化为阶跃响应曲线;(2)根据阶跃响应曲线确定该过程的数学模型及相关参数(如K、T和等),并根据这些参数整定PI控制器的参数,用仿真结果验证之。程序:按一阶环节计算t=01020406080100120140160180 200 220 240 260 280 300320340360380400;h=0 0 0.2 0.82.03.65.47.49.311.0 12.6 13.6 14.4 15.1 15.8 16.417.017.417.617.817.95 18.1;plot(t,h);grid on;hold on;y1=0.39*18.1;y2=0.63*18.1;plot(0,400,y1,y1);plot(0,400,y2,y2);x1,y2=ginput
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