热工控制系统课后题答案

目 录

绪论

第一篇 简单控制系统--------------------------------------------------------------1

第一章 控制系统概述------------------------------------------------------------------1 第一节 概述 ---------------------------------------------------------------------------1 第二节 自动控制系统分类---------------------------------------------------------- 第三节 控制系统的性能指标------------------------------------------------------- 第二章 控制对象的动态特性---------------------------------------------------------- 第一节 概述-----------------------

热工控制系统课程设计

题 目 汽温控制

系 别 专业班级 学生姓名 指导教师

动力工程系

热能与动力工程专业08K5班 秦小叶 081902010322 谷俊杰

二○一一年十二月

目 录

前 言............................................................................................................................ 4 第一部分 多容对象动态特性的求取........................................................................ 5

一、 导前区........................................................................................................... 5 二、惰性区..............................................................................

1.实现热力过程自动化具有几方面好处：

（1）提高机组运行的安全可靠性（2）提高机组运行的经济性 （3）减少运行人员，提高劳动生产率（4）改善劳动条件 2.火电厂自动化的四个基本内容：

（1）自动检测（2）自动调节（3）远方控制及程序检测（4）自动保护

3.简单控制系统是由一个被调量、一个控制量、一个调节器、一个调节阀组成的一个闭合回路。

4.一套自动控制仪表的自动调节组成单元：测量单元、给定单元、调节单元、执行单元。 5.反馈控制系统的特点：

（1）按偏差调节，由于需要反复调节，所以控制过程时间较长，但可以克服各种扰动对

被调量的影响。

（2）闭环系统需要进行稳定性分析。

（3）由于控制作用落后于扰动，则控制作用不及时。 6.前馈控制系统的特点：

（1）按扰动调节可以及时有效地制止被调量的变化，使控制过程时间短，但只能克服某

种扰动。

（2）因为属于开环系统，所以不存在稳定性分析问题。 （3）扰动作用一发生就产生控制作用，因此控制作用及时。 7.自动控制系统分类：

按系统结构分： 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈—反馈控制系统 按给定值特点分：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 8.控制过程的

热工控制系统课程设计

热工控制系统课程设计

----某直流锅炉给水控制系统设计

二○一○年十二月

目录

第一部分 多容对象动态特性的求取 ................................................................................................................ 2 第二部分 单回路系统参数整定 ........................................................................................................................ 4

一、广义频率特性法参数整定 .................................................................................................................. 5 二、临界比例带法确定调节器参数 ..................................................................

热工控制系统B思考题与习题

第一章 控制系统概述

1. 什么叫自动控制系统？

2．自动控制系统主要由哪几部分组成？每一部分的作用是什么？ 3．控制对象、被控制量、控制量和给定值是如何定义的？请举例说明。

4．自动控制系统的主要分类方法有哪几种？说明各种分类方法的特点，指出各种分类方法所包括的系统是什么？各系统的特点是什么？

5．什么叫前馈控制系统？什么叫反馈控制系统？ 6．什么叫反馈？什么叫负反馈？

7、什么叫定值控制系统？对定值控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的定值控制系统。

8．什么叫随动控制系统？对随动控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的随动控制系统。

9．、对一个实际控制系统如何实现负反馈？

10．说明汽包锅炉有哪些被控制量？相应的控制量、控制机构有哪些？锅炉运行过程中被控制量可能会受到哪些扰动？

11．控制过程的基本形式有哪几种？它们各有什么特点？如何根据控制过程曲线来检验控制系统是否满足基本要求？哪种控制过程的基本形式符合热工控制过程的要求，给出稳定性指标的范围。

12．通常从哪三个方面衡量自动调节系统的工作品质，表示调节系统的工作品质的指标有哪几个？如何兼顾这些指标？

13．举

热工控制系统B思考题与习题

第一章 控制系统概述

1. 什么叫自动控制系统？

2．自动控制系统主要由哪几部分组成？每一部分的作用是什么？ 3．控制对象、被控制量、控制量和给定值是如何定义的？请举例说明。

4．自动控制系统的主要分类方法有哪几种？说明各种分类方法的特点，指出各种分类方法所包括的系统是什么？各系统的特点是什么？

5．什么叫前馈控制系统？什么叫反馈控制系统？ 6．什么叫反馈？什么叫负反馈？

7、什么叫定值控制系统？对定值控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的定值控制系统。

8．什么叫随动控制系统？对随动控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的随动控制系统。

9．、对一个实际控制系统如何实现负反馈？

10．说明汽包锅炉有哪些被控制量？相应的控制量、控制机构有哪些？锅炉运行过程中被控制量可能会受到哪些扰动？

11．控制过程的基本形式有哪几种？它们各有什么特点？如何根据控制过程曲线来检验控制系统是否满足基本要求？哪种控制过程的基本形式符合热工控制过程的要求，给出稳定性指标的范围。

12．通常从哪三个方面衡量自动调节系统的工作品质，表示调节系统的工作品质的指标有哪几个？如何兼顾这些指标？

13．举

第2章

三、思考题

2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？

答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。

2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？

答：脉动直流电压。

2=4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？

答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc 通常为kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否

第2章

三、思考题

2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？

答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。

2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？

答：脉动直流电压。

2=4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？

答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc 通常为kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否

第二章

思考题

1、为什么把液压控制阀称为液压放大元件？

答：因为液压控制阀将输入的机械信号（位移）转换为液压信号（压力、流量）输出，并进行功率放大，移动阀芯所需要的信号功率很小，而系统的输出功率却可以很大。 4、什么叫阀的工作点？零位工作点的条件是什么？

答：阀的工作点是指压力-流量曲线上的点，即稳态情况下，负载压力为pL，阀位移xV时，阀的负载流量为qL的位置。

零位工作点的条件是 qL=pL=xV=0。

5、在计算系统稳定性、响应特性和稳态误差时，应如何选定阀的系数？为什么？ 答：流量增益Kq=?qL，为放大倍数，直接影响系统的开环增益。 ?xV?qL，直接影响阀控执行元件的阻尼比和速度刚度。 ?pL流量-压力系数Kc=-压力增益Kp=?pL，表示阀控执行元件组合启动大惯量或大摩擦力负载的能力 ?xV当各系数增大时对系统的影响如下表所示。

稳定性 响应特性 稳态误差 Kq Kc Kp

7、径向间隙对零开口滑阀的静态特性有什么影响？为什么要研究实际零开口滑阀的泄漏特性？

答：理想零开口滑阀Kc0=0，Kp0=?，而实际零开口滑阀由于径向间隙的影响，存在泄漏

流量Kc0=?rW，Kp0=32?2c32?Cdp

1. 什么是对象特性？为什么研究对象特性?

对象的输入变量和输出变量之间的定量关系；它使人们能更深刻的认识自动控制的本质，从而能采取有效措施提高控制质量。

2. 何为对象的数学模型？静态数学模型与动态数学模型有哪些区别？

在输入（控制输入与扰动输入）作用下，其状态和输出（被控参数）变化的数学表达式； 前者是在输入变量与输出变量达到平衡状态时建立的数学表达式，后者是在输出变量和状态变量在输入变量影响下建立的数学表达式。 3. 建立对象的数学模型有什么重要意义？ 1 设计过程控制系统及整定控制参数； 2 指导生产工艺及其设备的设计与操作； 3 对被控过程进行仿真研究； 4 培训运行操作人员； 5 工业过程的故障检测与诊断。

4. 建立数学模型的方法：机理建模和实验建模

5. 为什么不同的过程特性与工艺要求需设计不同的控制方案？怎样理解被控过程特性是过程控制系统设计的基础？

过程控制系统的过程设计正确与否，直接影响到系统能否正常投入运行，因此要求过程控制设计人员必须根据生产过程的特点，工艺特性和生产操作的规律，正确运用控制理论，设