三、分析题
1、精馏塔可以分离出较纯组分的产品，工艺要求塔釜温度控制在某范围内，蒸汽压力为主要扰动，故设计如图所示系统流程图。要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构框图。2）指出控制量和被控量。3）确定调节阀的气开、气关形式及各调节器的正、反作用方式。
2、如图所示某造纸厂网前箱温度控制系统。纸浆用泵从储槽送至混合器，在混合器内用蒸汽加热至某一温度，经过立筛、圆筛除去杂质后送到网前箱，工艺要求网前箱温度恒定，此过程中纸浆流量波动为主要扰动，故设计成如图所示串级控制系统。要求：1）绘出系统结构框图。2）指出控制量、主被控量和副被控量。3）确定调节阀的气开、气关形式及主、副调节器的正、反作用方式。
3、如图所示为民用自来水消毒控制系统流程图，工艺要求氯气的注入量和自来水量保持一定的比例关系，故设计如图所示控制系统。要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构图。2）指出主动量、从动量及比值器。3）确定调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。（氯气不能过多）
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4、在有些生产过程中，许多存放着石油化工原料的储罐都建在室外，为保证这些原料与空气隔绝，常采用罐顶充氮的方法，保持储罐内的氮气压力成微正压。当储罐内原料增加时，及时使罐内氮气适量排空，并停止充氮气，其控制系统设计如下。要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构框图。2）指出控制量和被控量。3）确定各调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。
5、在某生产过程中，冷物料通过热交换器用热水和蒸汽对其进行加热，当用热水加热不能满足要求时，则再同时使用蒸汽加热，从而减少能源消耗，其温度控制系统设计如下。要求：1）指出该系统为何种控制系统？并绘出结构框图。2）指出控制量和被控量。3）确定各调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。
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冷物料 热物料 热水蒸汽TT TC A B
6、如图为冷凝器温度前馈-反馈控制系统，工艺要求冷凝液温度不变。要求: 1）绘出结构框图,并指出控制量、被控量及主要扰动量。2）确定调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。3）若实现完全补偿，确定前馈补偿器的传递函数。（冷凝器温度不宜过高）
7、如图为炼油装置上加热炉的前馈-反馈控制系统，qB为燃料油流量，qF为进料流量，θ为加热炉出口温度，θ0为温度给定值，工艺要求保持加热炉出口温度θ恒定。要求：1）绘出结构框图,并指出控制量、被控量及主要扰动量。2） 确定调节阀的气开、气关形式及调节器的正、反作用方式。3）若实现完全补偿，确定前馈补偿器的传递函数。
qF^ FT FFC θ TT TCΣ θ0 qBB 8、在现代生活中，人们要求洗一个舒适的澡，根据各人对水温的的不同要求，可以分别调节如图所示水管中的热水量和冷水量，即当感到水温太高时，可以调节冷水量；当水温太低时，可以调节热水量，以满足各人对水温的要求。试设计一个分程控制系统，并简述其控制过程。
△
冷水 热水
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9、如图所示为用蒸汽加热的储槽加热器，进料量为q1，其初温为T1；出料量为q2，温度为T2。生产工艺要求储槽中的物料温度维持在某一值T上，当进料量q1不变，而初温T1波动较大时，试设计一个前馈-反馈过程控制系统，并确定全补偿时，前馈控制器的传递函数。（蒸汽不能过多） T1 q1
∞ T
蒸T2 q2 汽
10、如图所示采用三个大容量的澄清池、过滤池和清水池进行污水处理，工艺要求控制清水池的水位稳定在某以高度上，在污水处理过程中污水流量经常波动，是诸干扰因素中最主要的一个扰动，要求：试设计一个串级控制系统
澄清池 过滤池 清水池
四、计算题
1、如图所示为两只水箱串联工作的双容过程，试求当其输入量为q1、输出量为q3时的数学模型。 R1
q1 h1 R2 q2 h2 R3 q3
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2、如上图所示为两只水箱串联工作的双容过程，试求当其输入量为q1、输出量为h2时的数学模型。
3、已知对象传递函数为W0(s)?器的参数。
4、已知对象传递函数为W0(s)?的参数。
1?0.17s，采用数字PID算式实现，试
0.08s分别写出相应的位置型PID和增量型PID算式（采样周期T=0.2s）。
1?0.015s 6、已知模拟调节器的传递函数Wc(s)?，采用数字PID算式实现，
0.003s试分别写出相应的位置型PID和增量型PID算式（采样周期T=0.2s）。
4，试用稳定边界法整定比例调节器
(s?1)(s?2)1，试用稳定边界法整定比例调节
s(s?1)(s?5) 5、已知模拟调节器的传递函数Wc(s)? 9
