zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Đáp án đề thi học kỳ II năm 2017-2018 môn Điều khiển quá trình (Đề số 1) - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

Chia sẻ: Đinh Y | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

43
lượt xem 5
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 II năm 2017-2018 môn Điều khiển quá trình (Đề số 1) - ĐH Sư phạm Kỹ thuật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐÁP ÁN HK 2 NĂM HỌC 17-18 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Môn: ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Mã môn học: PCTR421929 Đề số: 01; Đề thi có 2 trang. BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ Thời gian: 60 phút. ------------------------- Được phép sử dụng tài liệu Bài 1 (4đ): Cho hệ gia nhiệt như hình. Lưu lượng khối của chất vào, w1  500kg / h . T1 , w1 Thể tích của bình chứa V= 1 m3 (không đổi). Trọng lượng riêng và nhiệt dung riêng của chất vào lần lượt là:   900kg / m3 , C  1.2 cal / g.o C . Quá trình gia nhiệt đang hoạt động ổn định với nhiệt độ vào T1= 300C và Q  18000 ( kcal h) T,w a. Hỏi nhiệt độ ra T tại trạng thái ổn định? b. Hệ đang hoạt động ổn định thì bộ gia Q nhiệt (heater) gặp sự cố và giảm công suất 1/3. Hỏi nhiệt độ dòng ra thay đổi Heater như thế nào, vẽ đồ thị? c. Đề suất phương pháp điều khiển nhiệt độ dòng ra. Hãy tự chọn biến điều khiển, nhiễu quá trình và vẽ lưu đồ P&ID của hệ? Đáp án: a. Phương trình (2.44) slide bài giảng: 0  wCTis  wCTs  Qs Qs  wC(Ts  Tis ) Q 18000 Ts  s  Tis   30  600 C (1) wC 500 1.2 b. Sử dụng pt (2.48) slide bài giảng, ta có hàm truyền: K 1 T ' ( s)  Q ' ( s)  T ' ( s)  s 1  s 1 i 1 1 1 K   wC 500 1.2 600 V 900.1    1.8(h) (0.5) w 500 Bộ gia nhiệt giảm công suất 1/3, suy ra: 6.103 Q (s)   ' (0.5) s Do đó, ta có phương trình của sự thay đổi nhiệt độ dòng ra: 1/ 600 6.103 10 T ( s)   '  1.8s  1 s s(1.8s  1) t /1.8  T (t)  10(1  e ' )  T ' ()  10 Vậy nhiệt độ dòng ra giảm 100C (0.5) Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV 1
Đồ thị đáp ứng (0.5) c. Sử dụng bộ điều khiển feedback với thuật toán điều khiển PID để điều khiển nhiệt độ dòng ra. Lựa chọn biến quá trình MV: Q CV: T (0.5) DV: T1 T1 SP TT FBC Q Heater SCR (0.5) Bài 2: (6đ) Cho hệ điều khiển nhiệt có sơ đồ khối như hình Tsp ( s ) Tsp ( s ) E ( s) P( s ) Pt( s) Ps( s) K p e s T ( s ) Km Gc KIP Kv  C  0  mA   mA   mA   psi   psi   s 1  0 C  Tm ( s) Km  mA  Biết thiết bị đo nhiệt (cảm biến và bộ chuyển đổi) có thông số: tầm đo (0-2000C), tín hiệu trả về dòng điện (4-20mA); Độ lợi (gain) cho bộ chuyển đổi dòng sang áp suất và van điều khiển lần lượt là KIP  0.75 (psi/mA) và Kv  1.2 ; Độ lợi, hằng số thời gian và thời gian trễ của đối tượng điều khiển lần lượt là K p  5 ,   5 (min) và   1 (min) a. Tìm hệ số Km của thiết bị đo. Tìm hàm truyền tổng quát của hệ? b. Với bộ điều điều khiển tỉ lệ Gc(s) = Kc. Tìm điều kiện của Kc để hệ kín ổn định? c. Chọn Kc = 2, tính offset của hệ khi tín hiệu vào thay đổi nấc đơn vị? Vẽ đáp ứng? d. Để tăng chất lượng điều khiển, các kỹ sư đã sử dụng bộ điều khiển PID. Tìm các thông số của bộ điều khiển bằng phương pháp IMC-PID với xấp xỉ Padé 1/1, chọn  c theo đề xuất của Skogestad?. Đáp án: a. Tìm hệ số Km của thiết bị đo. Tìm hàm truyền tổng quát của hệ? 20  4 Hệ số K m   0.08 (mA/0C) (0.25) 200  0 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV 1
Hàm truyền tổng quát của hệ: T ( s) K mGc K IP K v K p e s ( s 1) K mGc K IP K v K p e  s G(s)    (0.25) Tsp ( s) 1  K mGc K IP K v K p e  s ( s  1)  s  1  K mGc K IP K v K p e  s Thế các giá trị vào, ta có: T ( s) 0.36Gc e s G( s)   (0.5) Tsp (s) 5s  1  0.36Gc e s b. (SV có thể sử dụng các phương pháp xấp xỉ khác) 1  0.5s Sử dụng xấp xỉ Padé 1/1, e s  , ta có: 1  0.5s 0.36 K c (1  0.5s) G(s)  (0.5) 2.5s  (5.5  0.18K c ) s  1  0.36 K c 2 Để hệ kín ổn định: 5.5  0.18K c  0   2.77  K c  30.5 (0.5)  1  0.36 K c  0 c. Chọn Kc=2, sử dụng công thức tính offset 4.28, slide bài giảng: Ysp offset  (0.5) K OL  1 với Ysp  1 KOL  Km Kc K IP Kv K p  0.72 Vậy offset = 1/(1+0.72) = 0.58 (0.5) Vẽ đáp ứng (1) d. Hàm truyền bộ điều khiển PID:  1  Gc ( s)  K c 1   Ds  (0.25)  Is  Hàm truyền vòng hở của đối tượng điều khiển: K m K IP K v K p e  s Ke s G ( s)   (0.5)  s 1  s 1 với K  K m K IP Kv K p  0.36 ;   1 ;   5 Theo đề xuất của Skogestad, chọn  c    1 (0.25) Các thông số bộ điều khiển tính theo phương pháp IMC-PID, công thức 4.66 slide bài giảng: 1 2   1 2  5 1 Kc    10.185 K 2 c   0.36 2 1  1  1  I      5  5.5 (1) 2 2  5 D    0.455 2   2  5  1 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV 1

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.