Đáp án đề thi học kỳ I năm 2017-2018 môn Điều khiển quá trình (Đề số 1)

Chia sẻ: Đinh Y | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

57
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đáp án đề thi giúp cho các bạn sinh viên nắm bắt được cấu trúc và cách giải đề thi, dạng đề thi chính để có kế hoạch ôn thi một cách tốt hơn. Tài liệu hữu ích cho các các bạn sinh viên đang theo học môn này và những ai quan tâm đến môn học này dùng làm tài liệu tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đáp án đề thi học kỳ I năm 2017-2018 môn Điều khiển quá trình (Đề số 1)

Đáp án Điều khiển quá trình (PCTR421929), Đề 01, HỌC KỲ I, 20172018 BÀI 1: Điểm a. Tìm hàm truyền mô tả mối quan hệ giữa ngõ ra và các ngõ vào? (4 đ) K m Gc K IP K v K p e −θ s (τ s + 1) K p e −θ s (τ s + 1) H (s) = H sp ( s) + Q2 ( s) 1 + Gc K IP K v K m K p e −θ s (τ s + 1) 1 + Gc K IP K v K m K p e −θ s (τ s + 1) 0.5 Trong đó: K p = R = 1 ; τ = AR = 3 [min]; 0.6Gc e − s e− s � H (s) = H ( s ) + Q2 ( s) 3s + 1 + 0.6Gc e − s sp 3s + 1 + 0.6Gc e − s 0.5 b. K c = 10 , tìm điều kiện của τ I để hệ kín ổn định? � 1 � � 1 � Gc ( s) = K c � 1+ �= 10 � 1+ � � τIs � � τIs � Phương trình đặc trưng hệ kín: � 1 �− s 3s + 1 + 0.6 10 � 1+ �e =0 � τIs � 0.5 Xấp xỉ Taylor: e − s ; 1 − s � (3s + 1)τ I s + 6(τ I s + 1)(1 − s ) = 0 � −3τ I s 2 + (7τ I − 6) s + 6 = 0 Để hệ ổn định các hệ số phải cùng dấu � τ I < 0 Do τ I là thời gian tích phân của bộ điều khiển nên τ I > 0 . Vậy không tồn tại τ I để hệ kín ổn định. 0.5 c. Thiết kế bộ điều khiển PI hoặc PID khi giá trị đặt thay đổi? H ( s) Gc G = H sp ( s ) 1 + GcG 0.6e − s Trong đó: G = K m K IP K vG p = 3s + 1 0.5 Sử dụng các phương trình (4.43) và (4.44) trong slide bài giảng, ta có Gc là bộ điều khiển PI với các hệ số: τ 3 K c = = = 2.5 K (τ c + θ ) 0.6(1 + 1) τ I = τ = 3 � 1� � Gc ( s ) = 2.5 � 1 + � 0.5 � 3s �
d. Tính sai số (offset) trong trường hợp sử dụng bộ điều khiển tỉ lệ và 1 nhiễu thay đổi? Hàm trễ không ảnh hưởng đến độ lợi tĩnh của hệ nên ta có thể sử dụng công thức tính offset (4.30) Kd offset = − K 2 ∆Q2 = − ∆Q2 1 + K OL Trong đó: K d = K p = 1 ; K OL = K m K c K v K IP K p = 0.6 K c ∆Q2 Vậy offset = − 1 + 0.6 K c BÀI 2: a. Các biến quá trình: MV: Ps (3 đ) CV: T2 0.5 DV: T1 Đây là quá trình trao đổi nhiệt, nhiệt độ dòng ra T2 được điều khiển bằng cách thay đổi lưu lượng hơi ( Ps ) đưa vào bình để trao đổi nhiệt với dòng vào có nhiệt độ T1 . Sử dụng thiết bị đo để đo nhiệt độ dòng ra ( T2 ) trả về 0.5 tín hiệu điện và được đưa vào bộ điều khiển nhiệt độ (TC), tín hiệu ra của bộ điều khiển (tín hiệu điện) được chuyển thành tín hiệu áp suất thông qua bộ chuyển đổi (I/P) để điều khiển độ mở van điều khiển nhằm thay đổi lưu lượng hơi đi vào. b. T1 ( s ) T2 sp ( s ) T2sp ( s) E ( s) Pt ( s ) Ps ( s) T2 ( s ) Km Gc K IP Gv Gp 1 T2 m ( s ) Km Trong đó: Gc : hàm truyền bộ điều khiển K IP : hệ số của bộ chuyển đổi từ điện sang áp suất Gv : hàm truyền của van điều khiển Trang 2
G p : hàm truyền của bồn trao đổi nhiệt K m : hệ số chuyển đổi của thiết bị đo c. T2 ( s) Gc G = T2 sp ( s) 1 + GcG 2e − s 1.35e− s Trong đó G = K m K IPGvG p = 0.9 0.75 = 2s + 1 2s + 1 Chọn τ c = θ = 1 (Skogestad) 0.5 Sử dụng bộ điều khiển PID với công thức (4.66), ta có 1 2τ + θ 1 2 2 +1 Kc = = = 1.2345 K 2τ c + θ 1.35 2 1 + 1 θ 1 τ I = + τ = + 2 = 2.5 2 2 τθ 2 τD = = = 0.4 2τ + θ 2 2 + 1 � 1 � Vậy bộ điều khiển: Gc ( s) = 1.2345 � 1+ + 0.4 s � � 2.5s � 0.5 Bài 3: a. (3đ) Most RTDs consist of a length of fine coiled wire wrapped around a 1 ceramic or glass core. The RTD element is made from a pure material, typically platinum, nickel or copper. Its principle is based on a physical phenomenon that the material resistance is a function of its temperature RT = R0 (1 + AT + BT 2 ) Where, : resistance of sensor at T (0C) : resistance of sensor at 0 (0C) A, B: temperature coefficients (A>0) b. Platinum (Pt) is the most popular since it can be used for a wide 1 temperature range and has excellent stability. Therefore, it is suitable for industry applications c. There are three types of wire configuration. They are twowire, threewire 1 and fourwire configurations. In four Four-wire configuration wire configuration: Advantage: the most accuracy ADC Trang 3
compared to the others Disadvantage: it needs a current source (more expensive) GV. Võ Lâm Chương Trang 4