1、1.4 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不变。试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么？反应器温度控制系统（1）该温度控制系统的方块图反应器温度控制系统方块图（2）被控对象：反应器；被控变量：反应器内的温度；控制变量：冷却水流量。可能影响被控变量的干扰因素主要有 A、B 两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。1.5 锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。水位过高，会使蒸汽带液。降低了蒸汽的质量和产量，
2、甚至会损坏后续设备。而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。因此，必须对汽包水位进行严格的控制。图 1-16 是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求：(1)画出该控制系统方块图；(2)指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量各是什么?(3)当蒸汽负荷忽然增加，该系统如何实现自动控制？(1)(2)被控对象：锅炉汽包。被控变量：锅炉汽包水位。操纵变量：锅炉给水量。扰动量：冷水温度、压力、蒸汽压力、流量，燃烧状况等。(3)当蒸汽负荷突然增加，会导致汽包水位下降，液位变送器检测到液位 h 下降信号并与设定水位 h0 进行比较，将偏差信号传给控制器，控制器使执行器动作，增大阀门
3、开度，使冷却水流量增加，从而降低加热室燃烧程度，进一步使得汽包液位升高。2.4 P17-P18，精度等级为 0.22.11 用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿?其冷端温度补偿的方法有哪几种? 解：（1）热电偶的热电势只有当 T0（或 t0）恒定是才是被测温度 T（或 t）的单值函数。热电偶标准分度表是以 T00为参考温度条件下测试制定的，只有保持 T00，才能直接应用分度表或分度曲线。若 T00，则应进行冷端补偿和处理。（2）冷端温度补偿的方法有：延长导线法，0恒温法，冷端温度修正法，冷端温度自动补偿法等。2.17 AD590 是一个电流型集成式温度测量元件，能够从端口输出与绝对温度成比
4、例的电流，然后利用利用 10K 电阻将电流信号转换为相应的电压变化值，由变送器送给单片机进行A/D 采样，最后由单片机显示输出，得到测量的温度。2.21 压力表的误差=量程*精度可知量程规格为 01.6、02.5、04.0MPa，精度等级为 1.0 时的误差分别为：1.6*1%=0.016Mpa2.5*1%=0.025Mpa4.0*1%=0.04Mpa精度等级为 1.5 时误差分别为：1.6*1.5%=0.024Mpa2.5*1.5%=0.0375Mpa4*1.5%=0.06Mpa精度等级为 2.5 时误差分别为：1.6*2.5%=0.04Mpa2.5*2.5%=0.0625Mpa4*2.5%
5、=0.1Mpa由于要求测量误差不大于压力示值的5%，被测压力变化范围为 0.51.4MPa，所以最小误差为 0.5*5%=0.025Mpa，以上满足此条件的只有精度等级为 1.0 量程为 0-1.6Mpa 和 0-2.5Mpa 的压力表，以及精度等级为 1.5 量程为 0-1.6Mpa 的压力表，鉴于 0.5-1.4Mpa 的测量范围在 0-1.6Mpa 的表盘上更容易读数，所以同等条件下选择 0-1.6Mpa 的压力表，同样量程的压力表精度为 1.0 的比精度 1.5 的贵，所以从成本考虑选择精度为 1.5 的压力表，所以选择量程为 0-1.6Mpa 精度为 1.5 的压力表。2.25 因为
6、差压变送器的输出电流信号与输入差压值成正比，故有：6.13p04可得：p=88.4Pa此为对应 13.6mA 电流时的差压值。因为流量与差压平方根成正比，故可得到： 320q14.8可得 q=297.6m3/h此为对应 13.6mA 电流时的被测流量。4.8 如图所示液位过程的输入量为 Q1，流出量为 Q2，Q3，液位 h 为被控参数，C 为容量系数，并设 R1、R2、R3 均为线性液阻，要求：（1）列出过程的微分方程组；（2）画出过程的方框图；（3）求过程的传递函数 W0（S）H （S ）/Q1（S）；解：（1）根据动态物料平衡关系，流入量流出量： 过程的微分方程的增量形式：中间变量：消除中
7、间变量： 同除 (R2+R3) 得到：令：上式可写为：（2）Laplace 变换得到：传递函数:（3） 过程的方框图：4.11 该对象具有純滞后的一阶对象，放大系数 K805.2-316kdth)Q(321C12RhQ3Rh)(dtC2313 ht312 32RhdtCQ1)S(H)S(1RsW10由一阶对象的输出响应 TAt-e1k带入数据可得 T=2/ln2已知純滞后时间为 2，则可列出微分方程以及传递函数的表达式。4.12 解：方法一：图解法由图可以看出：过程应该用一阶加延时系统。 201)(00xyK从图中得到：40s， T260 40220sSSeeTsW400021)( 方法二：计算法在图中取y(t 1)0.33 y( ) y(t2)0.39y () y(t3)0.632 y() y(t4)0.7 y()得t 1125s t2 140s t3 225s t4 260ss150)(T231s532168.t42 7t42可见数据很接近，于是：s1592T10s56210过程数学模型： SSeeTKsW5600 191)( 7.8 选择第二个，因为 F2 干扰不进入主控回路对系统有较大影响，串级特性是在副回路中消除干扰。
