《过程控制与自动化仪表第2版》课后答案.pdf

第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论 2-2-2-2-（1 1 1 1） 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。 L T L C 1 q 2 q h A 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 1 q的流量达到液 位控制的作用。 系统框图如下： ( )tq2 + LC控制器调节阀A被控对象 LT测量变送 ( )tr( )te( )tu ( )tq1 h 控制器输入输出分别为：液位设定值与反馈值之差( )te、控制量( )tu； 执行器输入输出分别为：控制量( )tu、进水流量( )tq1； 被控对象的输入输出为：进水流量( )tq1、出水扰动量( )tq2，被控量液位h； 2-2-2-2-（3 3 3 3）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 1 1 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 2 2 2）说明该系统是否满足工艺要求。 解：解：解：解： 1 1 1 1）由上图可得( )810y =，设定值r=800=800=800=800, , , , 1 85081040B=, 2 82081010B= 稳态误差( )e( )ry= =800800800800-810-810-810-810= = = =10 衰减比：1:4 10 40 2 1 = B B n 最大超调量： ( )( ) 850810 100%100%4.938% ( )810 p y ty y = 过渡过程时间 s t：大概在 17min 左右 2 2 2 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。 第三章第三章第三章第三章过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表过程控制仪表 1-1-1-1-（2 2 2 2） 某比例积分调节器的输入输出范围均为：4-20mA DC ,若设100%=， 1 2minT=， 稳态时其输出为 6 mA；若在某一时刻输入阶跃增加 1 mA，试求经过 4min 后调节器的输出。 解： 由式%100 1 = C K 可得:1= C K 比例积分作用下u可由下式计算得出： ( )( )mAdtdtte T teKu I c 3 2 1 1 1 4 0 =+= += mAmAmAuuu963)0(=+=+= 经过 4min 后调节器输出为mA9。 1-1-1-1-（7 7 7 7） 数字式控制器有哪些主要特点？简述其硬件的基本构成。 答：数字式控制器的主要特点：1、采用了模拟仪表与计算机一体的设计方法，使数字式 控制器的外形结构、面板布置、操作方式等保留了模拟调节器的特征。2、与模拟调节器相 比具有更丰富的运算控制功能。3、具有数据通信功能，便于系统扩展。4、可靠性高具有自 诊断功能，维护方便。 数字式控制器的硬件电路由主机电路，过程输入通道、过程输出通道、人/机联系部件、 通信部件等。 1-1-1-1-（9 9 9 9）执行器由哪几部分组成？它在过程控制中起什么作用？常用的电动执行器与气动执 行器有何特点？ 答：执行器由执行机构和调节机构（调节阀）两部分组成。 在过程控制系统中， 它接受调节器输出的控制信号， 并转换成直线位移或角位移来改变 调节阀的流通面积， 以控制流入和流出被控过程的物料或能量， 从而实现对过程参数的自动 控制。 电动执行器的特点： 能源取用方便、信号传输速度快、便于远传，但结果复杂、价格贵， 适用于防爆要求不高或缺乏气源的场所；气动执行器：结构简单、工作可靠、价格便宜、 维 护方便、防火防爆。 2-2-2-2-（5 5 5 5） 冷物料通过加热器用蒸汽对其加热。在事故状态下，为了保护加热器设备的安全， 即耐热材料不被破坏，现在蒸汽管道上有一只气动执行器，试确定其气开、气关形式，并画 出由 PID 调节器构成的控制系统结构框图。 解: 调节器选气开型。当控制信号中断时，执行器处于关闭状态，停止加热，使设备不致因 温度过高而发生事故或危险。 + IDP控制器气动执行器加热器 TT测量变送 ( )tr( )te( )tu y 第四章第四章第四章第四章 被控过程的数学模型被控过程的数学模型被控过程的数学模型被控过程的数学模型 2-2-2-2-（1 1 1 1）如下图所示， 1 q为过程的流入量， 2 q为流出量，h为液位高度，C为容量系数。 若以 1 q为过程的输入量，h为输出量（被控量） ，设 1 R、 2 R为线性液阻，求过程的传递函 数( ) ( ) ( )sQ sH sG 1 0 =。 2 q 3 q 1 q 1 R 3 R h 2 R 解：假设容器 1 和 2 中的高度分别为 1 h、 2 h， 根据动态平衡关系，可得如下方程组： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 12 2 23 2 2 2 3 3 12 1 2 3 4 5 d h qqC dt d h qqC dt h q R h q R hhh = = = = = 消去 2 q、 3 q，将式（3） （4）代入（1） （2）可得： dt hd C R h q 1 2 1 = （6） dt hd C R h R h 2 3 2 2 = （7） 由式（6） （7）可得： dt hd C R h R h q = + 3 2 2 1 2 则有： 3 2 12 2R R h q dt hd Ch + =（8） 将式（8）代入（7）消去中间变量 2 h可得： dt qd CRqh Rdt hd R R C dt hd RC 1 31 22 3 2 2 3 2 1 1 2 +=+ + 对上式求拉普拉斯变换可得：( ) ( ) ( ) 22 3 2 3 2 3 1 0 1 1 2 1 R S R R CSRC SCR sQ sH sG + + + = 2-2-2-2-（2 2 2 2）已知两个水箱串联工作，其输入量为 1 q，流出量为 23 qq、， 12 hh、分别为两个水箱 的水位。 2 h为被控参数， 12 CC、为容量系数，假设 1 R, 2 R, 12 R, 3 R为线性液阻。要求： 1）列出该液位过程的微分方程组。 2）画出该过程的框图 3）求该液位过程的传递函数 2 0 1 ( ) ( ) ( ) Hs G s Q s = R1 R1 2R2R3 2 q 3 q 1 h 2 h 1 q 解： 1）该液位过程的微分方程组如下： 1 12121 2 1232 1 2 2 12 12 12 2 3 3 dh qqqC dt dh qqC dt h q R hh q R h q R = = = = = （2）该过程的框图如下： SC1 1 SC2 1 2 1 R 12 1 R 3 1 R ( )sQ1 ( )sH1 ( )sQ12 ( )sH2 ( )sQ3 ( )sQ2 （3）过程传函： 在（1）中消去中间变量 2 q、 3 q、 12 q有： ( ) ( ) = = + 2 1 2 2 3 2 12 2 12 1 1 1 12 2 12 1 2 1 1 dt hd C R h R h R h dt hd C R h R h R h q 在上述方程中消去 1 h有： 12 32 12322 2 122 2 3 121 1 2 2 2 1221 )(qh RR RRR dt hd R RC C R RC C dt hd RCC= + + + 对上式进行拉氏变换可得： ( ) ( ) ( ) 32 1232 2 122 2 3 121 1 2 1221 1 2 0 )( 1 RR RRR S R RC C R RC CSRCC sQ sH sG + + = 3-3-3-3- （2 2 2 2）根据热力学原理， 对给定质量得气体， 体积V与压力P之间得关系为：PV = 其中和为待定参数。有试验获得一批数据为： 3 /Vcm 54.361.872.488.7118.6194.0 2 /(/)PPa cm 61.249.537.628.419.210.1 试用最小二乘一次完成算法确定参数和。要求： （1）写出系统得最小二乘格式。 2 / (/)PPa cm （2）编写一次完成算法得 MATLAB 程序并仿真。 解： （1）因为PV =，所以() =+= ln 1lnlnlnlnVVP LLL eHY+= 对照上述两式可得： = 1 .10ln 2 .19ln 4 .28ln 6 .37ln 5 .49ln 2 .61ln lnPYL，() = 10 .194ln 16 .118ln 17 .88ln 14 .72ln 18 .61ln 13 .54ln 1lnVHL，= ln 则由公式：() L T LL T L YHHH 1 =可计算获得对的估计，进而获得,值。 （2）编写一次完成算法得 MATLAB 程序并仿真: 程序如下： clc clear V=54.3 61.8 72.4 88.7 118.6 194.0;P=61.2 49.5 37.6 28.4 19.2 10.1; for i=1:6 Y(i)=log(P(i); end YL=Y; HL=-log(V(1) 1;-log(V(2) 1;-log(V(3) 1;-log(V(4) 1;-log(V(5) 1;-log(V(6) 1; sita=inv(HL*HL)*HL*YL; alpha=sita(1,1); beita=exp(sita(2,1); HL,YL,sita,alpha,beita 结果显示： HL = -3.99451.0000 -4.12391.0000 -4.28221.0000 -4.48531.0000 -4.77581.0000 -5.26791.0000 YL = 4.1141 3.9020 3.6270 3.3464 2.9549 2.3125 sita = 1.4042 9.6786 alpha =1.4042 beita =1.5972e+004 第五章第五章第五章第五章 简单控制系统的设计简单控制系统的设计简单控制系统的设计简单控制系统的设计 1-（13） 某混合器出口温度控制系统如 5-28a 所示，系统框图如 5-28b 所示。其中 01 5.4K=, 02 1K=,1.48 d K=, 01 5minT, 02 2.5minT，调节器比例增益为 c K。 1） 计算当10F=、 c K分别为 2.4 和 0.48 时的系统干扰响应( ) F Tt。 2） 计算当2 r T=时的系统设定值阶跃响应( ) R T t。 3） 分析调节器比例增益 c K对设定值阶跃响应和干扰阶跃响应的不同影响。 TC D 蒸 汽 物 料1 q 物 料2 q TT 12 qq+ 5-2 8a 冷 凝 水 c K d K 0102 0102 (1)(1) K K T sT s+ r T 5-2 8b T F y 1） 只讨论系统干扰响应时，设定值0 r T=。 由 01 5.4K=, 02 1K=,1.48 d K=, 01 5minT, 02 2.5minT已知， 被控对象传递函数： 5.4 (51)(2.51) T ss = + 5.4 1.48 ( )7.992(51)(2.51) 5.4 ( )1(51)(2.51)5.4 1 (51)(2.51) d cc c kTY sss F skTssk k ss + = + + + （1） a) 当10F=，2.4 c K=时，则（1）式为： 2 ( )7.992 ( ) ( )12.52.511.96 Y s G s F sss = + 11 22 1212 23 ( )( )( ) ( )( )( ) 10 7.9921079.92 ( )()( ) 12.52.511.9612.52.511.96 F Y sG sF s Y sG sF s F TYYYG s FFG sF ssssss = = = = = + 经过反拉氏变换之后可得出：系统干扰响应 0.10.1 ( )6.682cos(0.9730 )0.6867sin(0.9730 )6.682 tt F Ttetet = + b) 同理可得出当10F=，0.48 c K=时，则（1）式为： 2 ( )7.992 ( ) ( )12.52.51.5920 Y s G s F sss = + 1212 232 7.9921079.92 ( )()( ) 12.52.51.592012.52.51.5920 F TYYYG s FFG sF ssssss = = + 经过反拉氏变换之后可得出：系统干扰响应 0.10.1 ( )50.2050.20cos(0.3426 ) 14.65sin(0.3426 ) tt F Ttetet = 2） 只讨论系统设定值阶跃响应时，干扰输入0F= 5.4( ) ( ) ( )1(51)(2.51)5.4 cc rcc kTkY s G s T skTssk = + 已知2 r T= a） 当2.4 c K=时， 32 5.4 2.4225.92 ( ) (51)(2.51)5.4 2.412.52.511.96 Rr TG sT ssssss = + 反拉氏变换：反拉氏变换：反拉氏变换：反拉氏变换： 系统设定值阶跃响应： 0.10.1 ( )2.167cos(0.9730 )0.2227sin(0.9730 )2.167 tt R T tetet = + c) 当0.48 c K=时, 32 5.4 0.4825.1840 ( ) (51)(2.51)5.4 0.4812.52.51.5920 Rr TG sT ssssss = + 系统设定值阶跃响应： 0.10.1 ( )3.2563.256cos(0.3426 )0.9505sin(0.3426) tt R T tetet = 3） c K对设定值响应的影响：增大 c K可以减小系统的稳态误差，加速系统的响应速度。 c K对干扰的影响：增大 c K可以对干扰的抑制作用增强。 2-（6） 某液位系统采用气动PI调节器控制。液位变送器量程为：0 100mm， （液位h由 零变到100mm时，变送器送出气压由0.02MPa到0.1MPa） 。当调节器输出气压变化 0.02pMPa =时，测得液位变化见表 5-10。 液位变化数据液位变化数据液位变化数据液位变化数据 /t s01020406080100140180250300 /h mm000.525913.52229.5363939 试求： 1） 调节器的参数整定和 1 T。 2） 如液位变送器量程改为0 50mm，为保持衰减率不变，应改变调节器哪个参数？如 何改变（增大还是减小） ？ 解答： 1） 液位变化数据液位变化数据液位变化数据液位变化数据 /t s01020406080100140180250300 /h mm000.525913.52229.5363939 可以大概画出如下图： 由图上的信息可以得到，50=， 0 20050150T=， () () 0 39/ 1000 1.56 0.02/ 0.10.02 K = 对象增益 对应 0 11 1.56K =，再查表得 PI 控制器参数结果。 0 1.150 1.1 1.560.572 150T =； 1 3.33.3 50165T=s 3） 液位变送器量程减小，由公式 minmax minmax 0 uu u yy y K =，此时 Ymax 减小，y不变，对象 增益 0 K放大 1 倍，相应缩小 1 倍 。此时查表得到的应加大。 3-3-3-3-（1 1 1 1）如图 5-29 所示的换热器，用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定温度。生产工艺要求 热水温度维持在一定范围（ 1T 1） ，试设计一个简单的温度控制系统，并指 出调节器类型。 蒸 汽 冷 水热 水 q 冷 凝 水 5-2 9 解： 1、 被控参数：热水的温度 2、 控制参数：热蒸汽流量（蒸汽管道上的阀门开度） 3、 测温元件及其变送器选择：选取热电阻，并配上相应温度变送器。 4、 调节阀的选择：根据实际生产需要与安全角度的考虑，选择气开阀；调节器选 PID 或 PD 类型的调节器；由于调节阀为气开式（无信号时关闭） ，故 v K为正，当被控 过程输入的蒸汽增加时，水温升高，故 0 K为正，测量变送 m K为正，为使整个系 统中各环节静态放大系数乘积为正，调节器 c K应为正，所以选用反作用调节器。 第六章第六章第六章第六章 常用高性能过程控制系统常用高性能过程控制系统常用高性能过程控制系统常用高性能过程控制系统 1-121-121-121-12 图 6-30 所示为精馏塔塔釜温度与蒸汽流量的串级控制系统。 生产工艺要求一旦发生事 故应立即停止蒸汽的供应。要求： 1） 画出控制系统的框图。 2） 确定调节阀的气开、气关形式。 3） 确定主、副调节器的正、反作用方式。 蒸 汽 TC FT 精 镏 塔 再 沸 器 精 镏 产 品 进 剂 TT FC 图图图图 6-306-306-306-30 温度流量串级控制系统温度流量串级控制系统温度流量串级控制系统温度流量串级控制系统 解解解解 1）画出控制系统的框图 调 节 阀蒸 汽 管 道再 沸 器精 熘 塔 TCFC FT TT 2）调节阀：气开形式；这是因为当控制系统一旦出现故障，调节阀必须关闭，以便 切断蒸汽的供应，确保设备的安全。 3）主调节器：反作用方式；副调节器：反作用方式。对于副回路， v k气开为正， 02 k为 正， 2m k为正，所以有 2c k为正，即副调节器为反作用方式；对于主回路， v k为正， 01 k为 正， 1m k为正，所以有 1c k为正，即主调节器为反作用方式。 1-131-131-131-13 在设计某一个串级控制系统时，主调节器采用 PID 调节规律，副调节器采用 P 调节规 律。按 4: : : :1 衰减曲线法已经测得： 2 44% s =， 2 20 s Ts=； 1 80% s =， 1 10min s T=。 请 采用两步正整定法求主、副调节器的整定参数。 解： 因按 4: : : :1 衰减曲线法测得数据，由表 5-3 得： 副调节器采用 P 调节规律，查表得： 22 44% s = 主调节器采用 PID 调节规律，查表得：%648 . 0 11 = s ，min33 . 0 1 = sI TT， min11 . 0 1 = sD TT 2-42-42-42-4在图 6-30 所示温度蒸汽流量串级控制系统中，如果进料流量 F 波动较大，试设 计一个前馈串级复合控制系统，已知系统中有关传递函数为： 0 01 01 0102 ( ) (1)(1) s K e Gs T sT s = + ， 0202 ( )GsK=，( ) 1 fs f f f K e Gs T s = + 试画出此复合控制系统的传递函数框图， 并写出前馈调节器的传递函数， 讨论其实现的 可能性。 图图图图 6-306-306-306-30 温度流量串级控制系统温度流量串级控制系统温度流量串级控制系统温度流量串级控制系统 解： 1）前馈串级复合控制系统:取进料流量)(sF作为前馈信号，经前馈控制器输出控制 作用到调节阀。系统框图如下 )( 1 sGc)( 2 sGc)(sGv)( 02 sG)( 01 sG )( 2 sGm )( 1 sGm )(sGf)(sGB )(sF )(sX)(sY + + )( 1 SE )( 2 SE 2）前馈调节器的传递函数： ( ) ( ) ( )( )( ) ()() ()( ) ()() ()( ) ()s vf f vf s s f v f B f f e sGsTKK sTsTK sGsTeKK sTsTeK sGsGsG sG sG 0 0 1 11 1 11 0201 0201 0201 0201 0102 + + = + + = 3）讨论前馈实现的可能性： 蒸 汽 PC TC FT 精 镏 塔 再 沸 器 精 镏 产 品 进 剂 TT 1）要求 0f ，2）分子阶次不高于分母阶次，这样才物理上可实现。 2-52-52-52-5 已知系统被控程的传递函数为： 10 0 0 2 0 ( ) 1(51) ss K ee G s T ss = + 可以求得史密斯预估计控制器的传递函数为： 10 2 1 ( )(1) (51) s s G se s = + 试用 MATLAB 语言编写程序，分别对 PID 控制系统和带有史密斯预估计器的控制系统进 行仿真。画出其仿真波形，并比较它们的控制性能。 解，编写该 m 程序的时候，事先定义下面函数： 1.求系统单位阶跃给定响应性能指标perf（）函数 2. 测对象的 K ，T ，tau，即比例系数 时间常数和时间延迟值的函数 kttau() 3.定义用Cohen-Coon整定公式计算系统P、PI、PD、PID校正器的参数的函数cc01() 主程序：主程序：主程序：主程序： clc clear G1=tf(1,conv(5 1,5 1); tau1=10;np,dp=pade(tau1,2);Gp=tf(np,dp); G=G1*Gp; K T tau=kttau(G);%测广义对象的 K ，T ，tau，即比例系数 时间常数和时间延迟值 Gc4 Kp Ti Td=cc01(4,K T tau);% 采用Cohen-Coon整定PID Gcc4=feedback(G*Gc4,1); set(Gcc4,Td,tau1);step(Gcc4,g),hold on %显示PID控制系统的阶跃响应的超调量sigma_1、峰值时间tp_1、调节时间ts_1 y1 t=step(Gcc4); disp(显示PID控制系统的阶跃响应的超调量sigma_1、峰值时间tp_1、调节时间ts_1) sigma_1,tp_1,ts_1=perf(1,y1,t) %带有史密斯预估计PID控制系统的阶跃响应 Gcc5=feedback(G1*Gc4,1);%带有史密斯预估计PID控制 set(Gcc5,Td,tau1);step(Gcc5,b) legend(PID,smith PID) 显示的结果如下： 仿真图： Step Response Time (sec) Amplitude 050100150200250300 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 PID smith PID 讨论控制性能：讨论控制性能：讨论控制性能：讨论控制性能： 由仿真图图可知,带有史密斯预估计PID控制系统的阶跃响应曲线控制效果明显比单纯 的PID控制有明显改善，超调减小，调节过程加速。 附带下面定义函数：附带下面定义函数：附带下面定义函数：附带下面定义函数： 1.定义函数perf（），其中 key 用来选择调节时间的 5或 2误差带，当 key1，表示 5； 当 key1 表示 2误差带；sigma：阶跃响应超调量，tp：峰值时间，ts：调节时间 function sigma,tp,ts=perf(key,y,t) %count sigma and tp mp,tf=max(y); cs=length(t); yss=y(cs); sigma=100*(mp-yss)/yss; tp=t(tf); %count ts i=cs+1; n=0; while n=0 i=i-1; if key=1 if i=1; n=1; elseif y(i)1.05*yss n=1; end elseif key=2 if i=1 n=1; elseif y(i)1.02*yss n=1; end end end t1=t(i); cs=length(t); j=cs+1; n=0; while n=0 j=j-1; if key=1 if j=1 n=1; elseif y(j)t2 ts=t1 end elseif t2tp if t2t1 ts=t2; else ts=t1; end end 2.定义用Cohen-Coon整定公式计算系统P、PI、PD、PID校正器的参数的函数cc01(), function Gc,Kp,Ti,Td=cc01(PID,vars) %用Cohen-Coon整定公式计算系统P、PI、PD、PID校正器的参数的函数cc01(), %它的调用格式是：Gc,Kp,Ti,Td=cc01(PID,vars) K=vars(1);T=vars(2);tau=vars(3);%一阶惯性的传递函数 Kp=;Ki=;Td=; if PID=1 disp(P调节) Kp=(T/tau)+0.333/K; elseif PID=2 disp(PI调节) Kp=0.9*(T/tau)+0.082/K; Ti=T*3.33*(tau/T)+0.3*(tau/T)2/(1+2.2*(tau/T); elseif PID=3 disp(PD调节) Kp=1.24*(T/tau)+0.1612/K; Td=T*0.27*(tau/T)/1+0.13*(tau/T); elseif PID=4 disp(PID调节) Kp=1.35*(T/tau)+0.27/K; Ti=T*2.5*(tau/T)+0.5*(tau/T)2/1+0.6*(tau/T); Td=T*0.37*(tau/T)/1+0.2*(tau/T); end switch PID case 1, Gc=Kp; case 2, Gc=tf(Kp*Ti Kp,Ti 0); case 3, Gc=tf(Kp*Td,Kp,1); case 4, nn=Kp*Ti*Td Kp*Ti Kp; dd=Ti 0; Gc=tf(nn,dd); end 3. %测 G0(s)=K/(Ts+1)2*exp(-tau*s),的 K ，T ，tau，即比例系数 时间常数和时间延 迟值 function K T tau=kttau(G) %测 G0(s)=K/(Ts+1)2*exp(-tau*s),的 K ，T ，tau，即比例系数 时间常数和时间延迟值 K=dcgain(G); Kc,Pm,Wcg,Wcp=margin(G); tau=1.6*pi/(3*Wcg);T=0.5*Kc*K*tau; ktt=0; if finite(Kc) x0=tau;T; while ktt=0 ww1=Wcg*x0(1);ww2=Wcg*x0(2); FF=K*Kc*(cos(ww1)-ww2*sin(ww1)+1+(ww2)2;sin(ww1)+ww2*cos(ww1); J=-K*Kc*Wcg*sin(ww1)-K*Kc*Wcg*ww2*cos(ww1),. -K*Kc*Wcg*sin(ww1)+2*Wcg*ww2; Wcg*cos(ww1)-Wcg*ww2*sin(ww1),Wcg*cos(ww1); x1=x0-inv(J)*FF; if norm(x1-x0)1e-8 ktt=1; else x0=x1; end tau=x0(1);T=x0(2); end end 3-23-23-23-2 某加热器采用夹套式加热的方式来加热物料。 物料温度要求严格加以控制。 夹套通入的 式由加热器加热后的热水，而加热采用的是饱和蒸汽。工艺流程如图 6-31 所示。要求： 1 1 1 1）如果冷水流量波动是主要干扰，应采用何种控制方案？为什么？ 2 2 2 2）如果蒸汽压力波动是主要干扰，应采用何种控制方案？为什么？ 3 3 3 3）如果冷水流量和蒸汽压力都经常波动，应采用何种控制方案？为什么？ 进 料出 料 热 水 蒸 汽 冷 水冷 凝 水 图6-31加热物料工艺流程图 解： 1、如果冷水流量波动是主要干扰，采用前馈反馈控制；被控变量为物料出料温度,控制变 量蒸汽流量,前馈信号为冷水流量。 2、如果蒸汽压力波动是主要干扰，采用串级控制；主被控变量为物料出料温度, 副被控变 量为蒸汽流量或压力,控制变量蒸汽流量。 3、如果冷水流量和蒸汽压力都经常波动，采用前馈串级控制；主被控变量为物料出料温 度, 副被控变量为蒸汽流量或压力,控制变量蒸汽流量, 前馈信号为冷水流量。 第七章第七章第七章第七章实现特殊工艺要求的过程控制系统实现特殊工艺要求的过程控制系统实现特殊工艺要求的过程控制系统实现特殊工艺要求的过程控制系统 2-（1） 某化学反应过程要求参与反应 A、B 两物料保持 12 :4:2.5qq=的比例，两物料的 最大流量 3 1max 625mq h =， 3 2max 290mq h =，通过观察发现 A、B 两物料流量因管道压力 波动而经常变化。根据上述情况，要求： 1）设计一个比较合适的比值控制系统。 2）计算该比值控制系统的比值系数 K（假定采用 DDZ-型仪表） 。 3）选择该比值控制系统调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用方