题目
3.图 1-11 所示是一反应器温度控制系统示意图。A、B两种物料进入反应器进行反应,-|||-通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度保持不变。图中TC表示温度控制-|||-器。试画出该温度控制系统的方块图,并指出该控制系统中的被控对象、被控变量、操纵变-|||-量及可能影响被控变量变化的扰动各是什么?-|||-AB 11 TC-|||-冷却水-|||-图 1-11 反应器温度控制系统
题目解答
答案
解析
考查要点：本题主要考查学生对自动控制系统基本概念的理解，包括被控对象、被控变量、操纵变量及扰动的识别，以及绘制简单方块图的能力。
解题核心思路：
- 识别关键要素：明确控制系统中各组成部分的定义，结合题目描述确定被控对象、被控变量、操纵变量。
- 分析干扰因素：从物料特性、环境条件、设备运行状态等方面寻找可能影响被控变量的扰动。
- 绘制方块图：按照控制系统标准结构，用方块和箭头表示各环节，体现信号流向和扰动作用点。
破题关键点：
- 被控对象是直接被控制的设备（反应器）。
- 被控变量是需要保持恒定的量（反应器温度）。
- 操纵变量是控制器直接作用的量（冷却水流量）。
- 扰动需从物料特性、冷却水条件、设备运行等角度全面考虑。
被控对象、变量及变量定义
- 被控对象：反应器（需保持温度恒定的设备）。
- 被控变量：反应器内温度（需控制的物理量）。
- 操纵变量：冷却水流量（通过调整流量调节温度）。
扰动分析
可能影响温度的扰动包括：
- 物料特性：A、B物料的流量、温度、浓度（影响反应放热）。
- 冷却水条件：冷却水温度、压力（影响冷却效果）。
- 设备运行：搅拌器转速（影响反应均匀性）。
方块图绘制步骤
- 设定值输入：温度设定值（Tsp）输入控制器。
- 控制器作用：比较设定值与测量值，输出控制信号。
- 执行器动作：调节冷却水流量（操纵变量）。
- 被控对象响应：冷却水流量改变反应器温度（被控变量）。
- 反馈测量：测量变送器将温度信号反馈至控制器。
- 扰动作用：干扰因素直接作用于反应器，影响温度。