过程控制作业答案

过程控制作业答案作业第二章：2-6 某水槽如题图2-1 所示。其中A1为槽的截面积， R1、R2 均为线性水阻， Qi 为流入量， Q1和 Q2为流出量要求： (1)写出以水位 h1 为输出量， Qi 为输入量的对象动态方程； (2)写出对象的传递函数G(s) 并指出其增益K 和时间常数T 的数值。解： 1）平衡状态：02010QQQ i2）当非平衡时：iiiQQQ0；1011QQQ；2022QQQ质量守恒：211QQQdthdAi对应每个阀门，线性水阻：11RhQ；22RhQ动态方程：iQRhRhdthdA2113) 传递函数：)()()11(211sQsHRRSAi1)11(1)()()(211TsKRRSAsQsHsGi这里：21121212111111RRATRRRRRRK；2-7 建立三容体系统h3 与控制量 u 之间的动态方程和传递数, 见题图 2-2 。h2 U R1 R2 Q2 Q1 Qi h1 h3 Q3 R3 解：如图为三个单链单容对像模型。被控参考△h3的动态方程：3233QQdthdc；22RhQ；33RhQ；2122QQdthdc；11RhQR2h1QiQ1R1A1Q2题图 2-2 111QQdthdciuKQi得多容体动态方程：uKRhdthdcRcRcRdthdccRRccRRccRRdthdcccRRR333332211232313132322121333321321)()(传递函数：322133)()()(asasasKsUsHsG；这里：32132133213213321321332211232132131313232212111;cccRRRkRKcccRRRacccRRRcRcRcRacccRRRccRRccRRccRRa2-8 已知题图 2-3 中气罐的容积为V，入口处气体压力，P1 和气罐内气体温度T 均为常数。假设罐内气体密度在压力变化不大的情况下，可视为常数，并等于入口处气体的密度；R1在进气量 Q1变化不大时可近似看作线性气阻。求以用气量Q2为输入量、气罐压力P为输出量对象的动态方程。解：根据题意：假设： 1) ρ 在 P 变化不大时为常数 2) R1近似线性气阻； 3）气罐温度不变，压力的变化是进出流量的变化引起；平衡时：211QQpp非平衡时：21GQQdtdC气容：容器内气体变化量量容器内气体重量的变化CdtdGdtpdCpddGC111)(1RppPPRG动态方程：211pQRpdtdC；2-10 有一复杂液位对象，其液位阶跃响应实验结果为: t ／ S 0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600 h／ Cm 0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 l1.8 14.4 16.6 18.4 19.2 19.6 (1) 画出液位的阶跃响应曲线；T R2 P、V、ρR1 Q1 Q2 题图 2-3 (2) 若该对象用带纯延迟的一阶惯性环节近似，试用作图法确定纯延迟时间τ 和时间常数 Ｔ。 (3) 定出该对象，增益K和响应速度 ε 设阶跃扰动量△μ=20% 。解： 1）画出液位动态曲线：20cm y 0 P B T τ...