《自动化仪表和过程控制习题和思考题》

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解:(1)输入信号的数学表达式为:

?Ii?3?1(t?20)?3?1(t?40)??Ii'??Ii''

PI调节器的输出则应有:

??' ?I0??11'(?I?i?PTi???'' ?I0??11''(?I?i?PTi?0 t?20s?t20?Ii'dt)?3? 11 t?2?1?tt?20s10100 t?40s?t40?Ii''dt)?3? 11t?2?t?1t?40s1010故综合上述两部分得到调节器输出的关系式为:

0 t?20s??t?''' ?I0??I0??I0??1? 20s?t?40s

?102 t?40s?? (2)输出响应曲线如下所示:

?Ii(mA)302040t(s)?I0(mA)532

t(s)02040

5、检验调节器积分时间时,各开关位置如下:Td?0,正作用,给定值=0,经测量得输入-输出关系曲线如下图所示。求此时实际比例度P和积分时间Td.(已知t?0?时,I0?0mA)

Ii(mA)I0(mA)

1082064t20t(min)123 精心整理 学习帮手

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解:容易得到:P?50% ; Ti?2(min) (注意积分时间的定义)

6、为什么DDZ-Ⅲ型调节器要用偏差差动电平移动输入电路?

a.由于采用单一电源供电,电流回路在公共电源地线电阻上产生压降,这将引入运算误

差,故使用差动电路,使输入信号与输出信号的关系与地线电阻无关;

b.由于采用单电源对运算放大器供电,致使运算放大器正常工作的共模电压范围提高,因此需要进行电平移动。

7、为什么DDZ-Ⅲ型调节器可以不改变积分电容的大小,就能改变积分时间的大小?

PI电路中引入是积分时间倍乘开关K3,使得 Ti?mCiRi

8、DDZ-Ⅲ型调节器有哪两种手动操作电路?这两种手动操作与自动之间的切换(共6种切换)能否实现无平衡、无扰动切换?哪些是“双无”切换?哪些不是?

答:软手动操作电路(积分电路)和硬手动操作电路(比例电路);

6种切换中,除了A?H和M?H,其余都是双无切换(无扰动,无平衡的切换); 而A?H和M?H切换时,需要预平衡,方能切换。

9、设有一温度调节系统,温度变送器的量程为600~11000c,调节器采用DTL-121(DDZ-Ⅱ型),处于PID工作状态。系统稳定时,测得被调温度为8500c,调节器输出电流为4mA。在扰动作用下,被调温度偏离给定值,经过一段时间的调节,系统又重新稳定下来,此时调节器的输出已从4mA增加到8mA,问调节结果,被调温度应为多少?(调节器正反作用开关置‘正’,温度变送器误差不计)。

0

答:由于过程控制系统一般都是定值控制系统,已知该系统在稳定时为850c ,这就是说

明系统的给定值是850c 。因而在以后的运行中,无论有多少扰动,一旦系统稳定下来之

0

后,一定会跟踪给定,故此时被调温度一定是850c 。

0

0%,,mn)2(iTi?10、某反作用理想PI电动调节器(0~10mA),P?5试画出调节

器输入下图所示波形时,该调节器的输出响应曲线,并标注出各关键点的数值。

(I(0-)=5mA)

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?Ii(mA)10t0t(min)?I0(mA)5310

123t(min)

习题六

1、电子电位差计测量电路如下图所示。已知

E?1V,I1?4mA,I2?2mA,Rp?90?。若采用镍铬-镍硅热电偶配合此电子电

位差计测量某炉温,测量范围在400~9000c。试计算桥路中各电阻阻值。

E(300C,00C)1.21、 解:近似计算有:(1)R0???5?

?T0I20.004?30?2 ?Rcu?R0(1??T0)?5.6?

(2)

Emin?E(4000C,300C)?16.40?1.203?15.2mV,

即 Uab?I1R2?I2Rcu?Emin?15.2mV,解出:R2?6.6? (3)

Emax?E(9000C,300C)?37.325?1.203?36.122mV

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??U?Emax?Emin?20.922mV

?U'?Rp//RM?5.23? (其中,已知:Rp?90? , Rp?90?) I1解出:RM?5.55? (4)R3?

EE?R2?Rp//RM?238.2? , R1??Rcu?494.4? I1I22、 如下图所示为电子电位差计线路图,其中Rt为冷端温度补偿电阻,25C0时的阻值为5?,平均电阻温度系数为:??4?10?3/C0,下支路电流I=2mA。假定热电偶的热电势是每100C0是4mV,并设温度与热电势呈线性关系,问室温从25C0变化到50C0时电阻Rt能否补偿?

解:当室温从25C~50C变化时,补偿电阻的变化量为: ?Rt?Rt??t?5?0.004?(50?25)?0.5? 故此时补偿电阻上的电势变化量为: ?E??RtI?0.5?2?1mV

而冷端温度从25C升至50C时,热电偶的回路热电势下降了: (50?25)?00004?1mV 100 由于热电阻的补偿电势的增加与热电偶的热电势减少正好相等,因而补偿电阻能够补偿冷端温度变化对测量的影响。

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