题目
10.图 1-22(a) 是蒸汽加热器的温度控制原理图。试画出该系统的方块图,并指出被-|||-控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是什么?现因生产需要,要求出口物料温度-|||-从80℃提高到81℃,当仪表给定值阶跃变化后,被控变量的变化曲线如图 1-22(b) 所示。-|||-试求该系统的过渡过程品质指标:最大偏差、衰减比和余差(提示:该系统为随动控制系-|||-统,新的给定值为81 ℃)。-|||-蒸汽-|||-81.5-|||-()-|||-物料 则 80.9-|||-To Ti-|||-时间/min-|||-(a) (b)
题目解答
答案
解析
步骤 1：绘制方块图
根据题目描述，蒸汽加热器的温度控制原理图可以转换为方块图。方块图中，被控对象是蒸汽加热器，控制器是TC，执行器是蒸汽流量调节阀，测量变送器是温度测量变送器。方块图如下所示：
```
s.p 控制器TC 执行器 蒸汽加热器 温度测量、变送
```
步骤 2：确定被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰
- 被控对象：蒸汽加热器
- 被控变量：物料出口温度
- 操纵变量：加热蒸汽流量
- 可能存在的干扰：进料流量、进料温度、加热蒸汽压力等
步骤 3：计算过渡过程品质指标
- 最大偏差：从图 1-22(b) 可知，最大偏差 $A=81.5-81={0.5}^{\circ }C$。
- 衰减比：第一个波峰值为 $81.5-80.7={0.8}^{\circ }C$，第二个波峰值为 $80.9-80.7={0.2}^{\circ }C$，因此衰减比 $n=0.8:0.2=4:1$。
- 余差：余差为 $80.7-81.0=-{0.3}^{\circ }C$。
根据题目描述，蒸汽加热器的温度控制原理图可以转换为方块图。方块图中，被控对象是蒸汽加热器，控制器是TC，执行器是蒸汽流量调节阀，测量变送器是温度测量变送器。方块图如下所示：
```
s.p 控制器TC 执行器 蒸汽加热器 温度测量、变送
```
步骤 2：确定被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰
- 被控对象：蒸汽加热器
- 被控变量：物料出口温度
- 操纵变量：加热蒸汽流量
- 可能存在的干扰：进料流量、进料温度、加热蒸汽压力等
步骤 3：计算过渡过程品质指标
- 最大偏差：从图 1-22(b) 可知，最大偏差 $A=81.5-81={0.5}^{\circ }C$。
- 衰减比：第一个波峰值为 $81.5-80.7={0.8}^{\circ }C$，第二个波峰值为 $80.9-80.7={0.2}^{\circ }C$，因此衰减比 $n=0.8:0.2=4:1$。
- 余差：余差为 $80.7-81.0=-{0.3}^{\circ }C$。