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98年 - 98 專技高考_化學工程技師:程序控制#35763
> 申論題
題組內容
六、如下圖之熱交換器,其受控變數(溫度T(s))與作動變數(蒸汽量S(s))間之轉移函 數GM(s)為GM(s)=5 (℉/1000 lbm/hr)/(s+1)
3
;溫度感測計TT量測範圍為 50℉;蒸汽控制 閥具線性安裝後特性且全開時之流量為 10,000 lb
m
/hr;TC為比例控制器。
⑵試求一K
C
值使得此閉環系統之Gain Margin為 2;
相關申論題
⑴使用串級控制的主要目的。(6 分)
#96973
⑵若感測器的準確性與再現性無法兼顧,則串級控制中次環路(secondary loop)的 感測器應以何者為重?(請簡述理由)(6 分)
#96974
⑶如下圖為一加熱反應程序,主要受控變數為反應器內溫度TR,假設此程序中之燃 料流量Ffuel,進料溫度Ti及流量FA等均時常變動,並明顯影響到加熱爐出口溫度 TH及反應器內的溫度控制狀況,請為此一加熱反應程序設計一套三層次串級控制 (Three Levels Cascade Control)系統,並請簡要敘述為何此串級控制系統之控制 效果通常明顯優於傳統單純的回饋控制方式。(8 分)
#96975
五、某控制器之轉移函數為GC(s)=(Tds+1)e-Ls/(Tgs+1)。今假設當GC(s)之輸入訊號的拉氏 轉移函數為X(s)=1/s時,我們希望其輸出訊號的改變能延後 1 分鐘才開始作用,且 開始作用時瞬間之輸出訊號改變量為最終穩態值改變量的一半,若已知Tg值為 5 分 鐘,則Td及L之值分別為何?(10 分)
#96976
⑴試求能 維持閉環穩定的最大比例控制器參數KC;
#96977
⑶試求一KC值使得此閉環系統之Phase Margin為 45°。(30 分)
#96979
(三)承(二),計算控制閥的可調範圍能力(Valve rangeability)。
#557652
(二)在其他條件不變的情況下,只將該閥的 Cv 改為 250 且該閥為線性。 計算閥門完全打開時通過閥門的流量。 提示:
#557651
(一)假設在 100%過量容量情況,計算標示處閥(圖中 A)的流量係數。
#557650
四、在一個蒸餾塔中,利用回流比(R)和蒸汽流率(S)以控制餾出物(xD ) 與底部產品(xB )的組成。當控制迴路被打開,以進行如上所述的控制 實驗,並收集到以下數據: 請計算此系統的相對增益矩陣(relative gain array)以及判斷操控變數(R、S) 與被控變數之間,那一個配對方式是最佳的配對。
#557649
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