《工程自动化及仪表》习题解答3.pdf

题解7-14 假定在图 7-22 所示的反应器温度控制试确定执行器的气开、气关型式和控制器的正、反作用解：从工艺安全角度考虑，执行器选择气开式先假设控制器正作用若干扰使反应器温度测量值偏差（测量-给定）控制器输出（设为正作用）控制阀（气开）开度蒸汽量温度，未构成负反馈，所以，控制器为反作用7-15 确定图 7-23 所示两个系统中执行器的气开、气关型式和控制器的正、反作用解：（a）加热器：执行器气开（正作用），控制器反作用（b）冷却器：执行器气开（正作用），控制器正作用7-16 图 7-24 为贮槽液位控制系统执行器的气开、气关型式和控制器的正、反作用解：（1）选择流入量为操纵变量（其上的阀门为控制阀，流出量为干扰）：执行器气开式，控制器反作用2）选择流出量为操纵变量（其上的阀门为控制阀，流入量为干扰）：执行器气关式，控制器反作用8-5 图 8-50 所示为聚合釜温度控制系统解：（1）串级控制系统，方块图如图 8-3（略）（2）控制阀气关式（3）副控制器作用：先假设控制器正作用若干扰使冷却水流量 q测量值 z2偏差e2（测量 z2-温控器输出 p1）流量控制器输出（设为正作用）控制阀（气关）开度流量 q，构成负反馈，所以，流量控制器就是正作用。

主控制器作用：干扰使温度，必须使执行器控制阀流量增大，即阀开大；干扰使流量，必须使执行器控制阀流量增小，即阀开小要求相反，主控制器（温控器）为正作用4）冷却水压力变化如，即冷却水流量q测量值 z2偏差 e2（测量 z2-温控器输出p1）流量控制器输出（正作用）控制阀（气关）开度流量 q如果压力变化过大，会影响主回路，冷却水流量 q温度测量值 z1偏差 e1（测量 z1-给定植 x）温度控制器输出 p1（正作用）偏差 e2测量 z2（测量值 z2）-温控器输出 p1 流 量控制器输出（正作用）控制阀（气关）开度流量 q温度（5）冷却水温度经常波动，副控制器不起作用，串级控制将不起作用，改进方法是将冷却水温度为副变量或夹套温度为副变量6）夹套的水温为副变量，方块图略，先假设副控制器正作用若干扰使夹套温度 t2测量值 z2偏差 e2（测量 z2-温控器输出 p1）流量控制器输出（设为正作用）控制阀（气关）开度流量 qt2，未构成负反馈，所以，流量控制器反作用主控制器作用：干扰使温度 t1，必须使执行器控制阀流量增大，即阀开大；干扰使温度t2，必须使执行器控制阀流量增大，即阀开大要求相同，主控制器（温控器）为反作用。

8-9 图 8-51 是串级均匀控制系统示意图，解：方块图同串级控制系统相同点是系统构成相似，副控制器通道短滞后小控制及时，对出料量引起的主要干扰能及时克服；确定控制器正反作用的方法相同不同点是控制要求不同串级控制要求主变量为一个无差的稳定值，而串级均匀控制系统的主变量允许在小范围内波动（不能定值、无差），因此采用控制器控制规律不同：串级副控P、主控 PI、PID；串级均匀副控 P、主控为大比例度的 P 或大比例度大积分时间的 PI。