1、在控制系统设计中，被控变量的选择应该遵循哪些原则？ 提示：(1)尽量选择能直接反映产品质量的变量作为被控变量 (2)所选被控变量能满足生产工艺稳定、安全和高效的要求。 (3)必须考虑自动化仪表及装置的现状。 2、在控制系统设计中，操纵变量的选择应该遵循哪些原则？ 提示：(1)操纵变量必须是工艺上允许调节的变量 (2)操纵变量应该是系统中所有被控对象的输入变量中对被控变量影响最大的一个， 控制通道的放大倍数K要尽量大，时间常数T适当小，滞后时间尽量小。 (3)不宜选择代表生产负荷的变量作为操纵变量，以免产量受到波动 3、被控对象、执行器以及控制器的正反作用是如何规定的？ 提示：当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象为正作用：反之，当操纵变量增加时 被控变量反而下降的对象为反作用。 执行器的正反作用是由执行器本身的气开、气关形式决定的，气开阀为正作用，气关阀 为反作用。 控制器的正反作用是这样的：当被控变量的测量值增加时，控制器的输出也增加称为正 作用：当控制器的输出随测量值的增加而减小时称为反作用。 4、图7.5所示为锅炉汽包液位控制系统示意图，要求锅炉不能烧干。试画出该系统的方框 图，判断控制阀的气开、气关型式，确定控制器的正、反作用，并简述当加热室温度升高导 致蒸汽蒸发量增加时，该控制系统是如何克服扰动的？ 蒸汽 加 图7.5汽包液位控制系统 买、冷水 流程图 提示：答：根据系统分析知，被控变量为汽包液位，操纵变量为进水流量。各个环节作 用方向选择如下： (1)根据工艺和安全要求，锅炉不能烧干，则当气源故障时进水阀门应该全开，因此 控制阀应该选气关式。 (2)选用差压变送器测量汽包液位，该环节为正作用。 (3)进水流量增加时，汽包液位升高，因此对象是正作用。 因此，为了构成闭环控制系统，应该选择正作用控制器。 该控制系统方框图如图7.6所示，每个方框的作用方向在图上也标出。当加热室温度升 高导致蒸汽蒸发量增加时，汽包液位下降，导致测量值也减小，偏差增大，控制器输出减小， 控制阀开度增加，进水量增加，汽包液位升高，克服了干扰影响。 干扰 + 比较器e(t)】 9(1) 汽包液位 控制规律 控制阀 汽包 液位设 c(t) 定值 u(t) + y(t)测量值 差压变送器 图7.6汽包液位控制系统方框图1、在控制系统设计中，被控变量的选择应该遵循哪些原则？ 提示：（1）尽量选择能直接反映产品质量的变量作为被控变量 （2）所选被控变量能满足生产工艺稳定、安全和高效的要求。 （3）必须考虑自动化仪表及装置的现状。 2、在控制系统设计中，操纵变量的选择应该遵循哪些原则？ 提示：（1）操纵变量必须是工艺上允许调节的变量 （2）操纵变量应该是系统中所有被控对象的输入变量中对被控变量影响最大的一个， 控制通道的放大倍数 K 要尽量大，时间常数 T 适当小，滞后时间尽量小。 （3）不宜选择代表生产负荷的变量作为操纵变量，以免产量受到波动 3、被控对象、执行器以及控制器的正反作用是如何规定的？ 提示：当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象为正作用；反之，当操纵变量增加时 被控变量反而下降的对象为反作用。 执行器的正反作用是由执行器本身的气开、气关形式决定的，气开阀为正作用，气关阀 为反作用。 控制器的正反作用是这样的：当被控变量的测量值增加时，控制器的输出也增加称为正 作用；当控制器的输出随测量值的增加而减小时称为反作用。 4、图 7.5 所示为锅炉汽包液位控制系统示意图，要求锅炉不能烧干。试画出该系统的方框 图，判断控制阀的气开、气关型式，确定控制器的正、反作用，并简述当加热室温度升高导 致蒸汽蒸发量增加时，该控制系统是如何克服扰动的？ 图 7.5 汽包液位控制系统 流程图 提示：答：根据系统分析知，被控变量为汽包液位，操纵变量为进水流量。各个环节作 用方向选择如下： （1）根据工艺和安全要求，锅炉不能烧干，则当气源故障时进水阀门应该全开，因此 控制阀应该选气关式。 （2）选用差压变送器测量汽包液位，该环节为正作用。 （3）进水流量增加时，汽包液位升高，因此对象是正作用。 因此，为了构成闭环控制系统，应该选择正作用控制器。 该控制系统方框图如图 7.6 所示，每个方框的作用方向在图上也标出。当加热室温度升 高导致蒸汽蒸发量增加时，汽包液位下降，导致测量值也减小，偏差增大，控制器输出减小， 控制阀开度增加，进水量增加，汽包液位升高，克服了干扰影响。 液位设 定值 控制规律 控制阀 汽包 差压变送器 比较器 + + 汽包液位 测量值 － ＋ － te )( tu )( tq )( tc )( ty )( + 干扰 图 7.6 汽包液位控制系统方框图 3