某化学反应过程规定操作温度为800℃,最大超调量小于等于5﹪,要求设计的定值控制系统,在设定值作阶跃干扰时的过渡过程曲线如下图所示。要求: 1)计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间。 2)说明该系统是否满足工艺要求。
解:由上图可得y(∞) = 810℃,设定值r=800℃, B1 = 850? 810= 40, B2 = 820? 810 = 10
稳态误差e(∞) = r ? y(∞) =800℃-810℃= ?10℃
衰减比:
最大超调量:
过渡过程时间t s :大概在17min 左右
2)虽然该系统最大超调满足要求,然而在规定操作温度为800℃,而最后趋于稳定的值却为810℃,因此不满足工艺要求。
简述下图所示系统的工作原理,画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变 量名称和所用仪表的名称。
解:本图为液位控制系统,由对象水箱、液位检测、反馈控制回路组成,为了达到对液位(h)控制的目的,对液位进行检测,经过液位控制器来控制调节阀,从而调节q1的流量达到液位控制的作用。
系统框图如下:
控制器输入输出分别为:液位设定值与反馈值之差 e(t )、控制量 u(t ); 执行器输入输出分别为:控制量 u(t )、进水流量 q1 (t );
被控对象的输入输出为:进水流量q1(t )、出水扰动量q2 (t ),被控量液位h ;
有一台温度变送器,量程为400-600℃,输出为4-20mA,当温度从500℃变化到550℃时,变送器从多少变为多少? 解
500℃时输出为:(20-4)×[(500-400)/(600-400)]+4=12mA 550℃时输出为:(20-4)×[(550-400)/(600-400)]+4=16mA 即:当温度从500℃变化到550℃时,变送器从12mA变为16mA。
用差压变送器测流量,差压为25Kpa,二次表量程为[0, 200] T/h,差压变送器输出电流为4-20mA,试求流量为80 T/h、100 T/h时对应的差压值和电流值是多少?
解:根据差压流量公式:Q2=K×△p
△pmax/△p=(Qmax/Q)2 △p=△pmax×(Qmax/Q) 2=25×(80/200)2 = 4 KPa I = (Qmax/Q)×16+4=6.56mA; 同理:
△p = 25×(100/200)2=6.25 KPa I = (100/200) 2 ×16+4=8 mA
某仪表的测量范围为-200--600℃,仪表的精度为0.5级,在600℃该仪表指示为604℃,问该仪表是否超差?
解:最大误差[600-(-200)]×0.5=4℃ ,所以该仪表不超差。