本文格式為Word版，下載可任意編輯——工業(yè)儀表及自動(dòng)化綜合復(fù)習(xí)題

一、填空題

1．彈性式壓力計(jì)是根據(jù)（彈性元件的變形）和所受壓力成比例的原理工作的。2.DDZ－Ⅱ型調(diào)理儀表現(xiàn)場(chǎng)傳輸電流信號(hào)為（0～10mA），DDZ－Ⅲ型調(diào)理儀表現(xiàn)場(chǎng)傳輸電流信號(hào)為（4～20mA）。

3.在（不考慮控制閥前后壓差變化）時(shí)得到的控制閥流量特性稱(chēng)為理想流量特性。

4.確定調(diào)理閥的氣開(kāi)、氣關(guān)特性時(shí)主要考慮（生產(chǎn)安全）因素。

5.控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過(guò)程、設(shè)備或機(jī)器叫做（被控對(duì)象）。6.過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)，被控變量所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與（設(shè)定值）之間的差值叫做（余差）。

7.比例積分調(diào)理規(guī)律的顯著特點(diǎn)是（過(guò)渡過(guò)程終止時(shí)無(wú)余差）。

8．一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由（檢測(cè)元件及變送器）、（控制器）、（調(diào)理對(duì)象）和（執(zhí)行器）四部分組成，其中（控制器）是控制系統(tǒng)的核心，調(diào)理對(duì)象是控制系統(tǒng)的核心。

9.PID控制器參數(shù)工程整定方法有（經(jīng)驗(yàn)法）、（臨界比例度法）和（衰減曲線法）三種。

10．壓力有（絕對(duì)壓力）、（表壓力）和（真空壓力）三種表示方法，一般壓力儀表所測(cè)得的壓力是指表壓力。

11.熱電偶參比端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕校ㄓ?jì)算法）、（冰浴法）、機(jī)械調(diào)零法和補(bǔ)償電橋法。

12.調(diào)理器的控制規(guī)律是指（控制器的輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的規(guī)律）。13.儀表的（變差）是指外界條件不變的狀況下，儀表的正反行程對(duì)應(yīng)同一測(cè)量值的儀表讀數(shù)之間的差值。

14.在自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，把被控變量不隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)稱(chēng)為控制系統(tǒng)的（靜態(tài)）。

15.在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱(chēng)為（理想）流量特性。

16比例控制規(guī)律的顯著特點(diǎn)是（調(diào)理及時(shí)、有力，但存在余差）。17.電動(dòng)電子電位差計(jì)是根據(jù)（電壓補(bǔ)償）原理進(jìn)行工作的。

18.由于介質(zhì)的輸送需要一段時(shí)間而引起的滯后叫（純滯后或傳遞滯后）。19.建立被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的主要方法有（機(jī)理建模）和（試驗(yàn)建模）兩類(lèi)。20.調(diào)理閥所能控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin的比值稱(chēng)為調(diào)理閥的（可調(diào)比）。

21.（比例積分）調(diào)理規(guī)律的顯著特點(diǎn)是過(guò)渡過(guò)程終止時(shí)無(wú)余差。

22.應(yīng)用最為廣泛的調(diào)理規(guī)律是（比例積分）,它適用于調(diào)理通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)。

23．一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由（檢測(cè)元件及變送器）、控制器、調(diào)理對(duì)象和執(zhí)行器四部分組成。

24.PID控制器參數(shù)（工程）整定方法有經(jīng)驗(yàn)法、臨界比例度法和衰減曲線法三種。

25．壓力有絕對(duì)壓力、表壓和真空壓力三種表示方法，一般壓力儀表所測(cè)得的壓力是指（表壓力或真空壓力）。

26.溫度檢測(cè)方法按測(cè)溫元件和被測(cè)介質(zhì)接觸與否可分成（接觸式）和（非接觸式）兩大類(lèi)。

27.寫(xiě)出常見(jiàn)的三種流量測(cè)量?jī)x表，如（靶式流量計(jì)）、（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）、（差壓流量計(jì)）以及電磁流量計(jì)、旋渦流量計(jì)或超聲波流量計(jì)、橢圓齒輪番量計(jì)等。（答對(duì)三種即可）。

28.熱電偶參比端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕杏?jì)算法、冰浴法、（機(jī)械調(diào)零法）和（補(bǔ)償電橋法）。

29.定值控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程主要有發(fā)散振蕩、單調(diào)發(fā)散、等幅振蕩、（衰減振蕩）和單調(diào)衰減等五種形式。

30.過(guò)渡過(guò)程的響應(yīng)可分為（自衡的非振蕩過(guò)程）、無(wú)自衡的非振蕩過(guò)程、自衡的振蕩過(guò)程和具有反向特性的過(guò)渡過(guò)程四種。

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31.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能夠測(cè)量某物理量的大小并把它轉(zhuǎn)化為一種特定信號(hào)的自動(dòng)化裝置是（檢測(cè)與變送器）。

32.串級(jí)調(diào)理系統(tǒng)中，主回路是一個(gè)（定值）調(diào)理系統(tǒng)。

33.在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸入和輸出信號(hào)都是（數(shù)字）信號(hào)。34.在調(diào)理系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)中，被調(diào)參數(shù)偏離給定值的最大數(shù)值叫做（最大動(dòng)態(tài)偏差）。

35.數(shù)字顯示儀表是直接以（數(shù)字量）顯示被測(cè)參數(shù)值大小的儀表。

36.當(dāng)來(lái)自調(diào)理器或閥門(mén)定位器的信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向下動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)叫做（正作用）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

37.串級(jí)調(diào)理系統(tǒng)中，副回路是一個(gè)（隨動(dòng)）調(diào)理系統(tǒng)。

38.電-氣轉(zhuǎn)換器能夠把0-10mA或4-20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成（20-100KPa）的氣信號(hào)。

39.（控制器）是整個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心裝置，其它設(shè)備都在它指揮下工作。40.熱電阻溫度計(jì)是利用測(cè)量元件的（電阻）隨溫度變化而變化的特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。

41.電子電位差計(jì)的測(cè)量橋路是（不平衡）電橋。42.前饋調(diào)理是按（干擾）的大小進(jìn)行調(diào)理的。

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二、選擇題

1．自動(dòng)控制系統(tǒng)中，尋常用（A）表示壓力控制器A．PCB．LCC．TCD．FC

2．某臺(tái)溫度測(cè)量?jī)x表的測(cè)溫范圍為100～600oC，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為3oC，該儀表的精度等級(jí)應(yīng)確定為（B）A．0.5級(jí)B．1.0級(jí)C．1.5級(jí)D．2.5級(jí)3．以下表達(dá)式中，（B）表示比例積分調(diào)理規(guī)律A．P＝KpeB．C.

D.

4．串聯(lián)管路中S為（C）時(shí)，閥門(mén)理想流量特性與工作流量特性一致A．0.618B.0.1C．1D．0.55．過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)中，余差C表示（A）

A.新穩(wěn)態(tài)值與給定值之差B．測(cè)量值與給定值之差C．調(diào)理參數(shù)與被調(diào)參數(shù)之差D．超調(diào)量與給定值之差6.K是反映對(duì)象（A）的參數(shù)

A．放大能力B.動(dòng)態(tài)特性C．靜態(tài)特性D.抗干擾能力7．控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)使得原來(lái)信號(hào)減小的叫做（A）A．負(fù)反饋B．正反饋C．前饋D．回饋8.一般認(rèn)為，經(jīng)過(guò)(A)的時(shí)間，動(dòng)態(tài)過(guò)程就基本終止了A.3-4TB.TC.5TD.10T

9.某測(cè)溫儀表范圍為200--1000℃，根據(jù)工藝要求，溫度指示值不允許超過(guò)±6℃，則應(yīng)選儀表的精度等級(jí)為(A)

A.0.5級(jí)B.1.0級(jí)C.1.5級(jí)D.2.5級(jí)

10.一臺(tái)測(cè)溫儀表,其測(cè)溫范圍為600--1100℃,已知其最大絕對(duì)誤差±6℃,則其確切等級(jí)為(B)

A.1.0級(jí)B.1.5級(jí)C.1.2級(jí)D.2.5級(jí)

11.分程調(diào)理系統(tǒng)，尋常有(B)控制閥A.一只B.二只C.三只D.四只

12．以下流量計(jì)不屬于速度型流量計(jì)的是（C）A．壓差式流量計(jì)B．電磁式流量計(jì)C．橢圓齒輪番量計(jì)D．渦輪番量計(jì)13．不屬于控制器的基本控制規(guī)律的是（A）A．分程控制位式控制B．比例控制C．積分控制D．微分控制14.下述關(guān)于前饋的表述，不正確的是(C)

A.是開(kāi)環(huán)調(diào)理B.一種前饋只能戰(zhàn)勝一種干擾C.是按偏差大小進(jìn)行調(diào)理的D.有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)前饋15．在如下圖的水槽液位控制系統(tǒng)中，（C）是被調(diào)參數(shù)A.進(jìn)水流量B.出水流量C.水槽液位D.水槽

16．以下（A）不是描述對(duì)象特性的參數(shù)A.過(guò)渡時(shí)間系數(shù)

B.時(shí)間常數(shù)D.滯后時(shí)間

C.放大

LTLC17．以下元件不屬于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的有（D）A．標(biāo)準(zhǔn)孔板B．噴嘴C．文丘里管D．圓缺孔板18．下面關(guān)于補(bǔ)償導(dǎo)線說(shuō)法不正確的有（B）

A．補(bǔ)償導(dǎo)線與對(duì)應(yīng)的熱電偶在0～100℃的溫度范圍內(nèi)有一致的熱電特性B．補(bǔ)償導(dǎo)線無(wú)極性

C．不同的熱電偶用的補(bǔ)償導(dǎo)線也不同

D．熱電偶測(cè)溫時(shí)若使用了補(bǔ)償導(dǎo)線只是將冷端延伸到溫度比較恒定的地方

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調(diào)理器，也可以先確定副調(diào)理器后確定主調(diào)理器。（×）

27．在常規(guī)控制系統(tǒng)中，假使用計(jì)算機(jī)來(lái)代替常規(guī)控制器，就可以構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（√）

28．在分析和設(shè)計(jì)調(diào)理系統(tǒng)時(shí)，為了安全和便利，尋常采用的干擾形式是階躍干擾。（√）

29．熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)只與兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)，與組成熱電偶的材料無(wú)關(guān)。（×）

30．調(diào)理閥的閥芯向下移動(dòng)時(shí)，閥芯與閥座間的流通面積減小的稱(chēng)為正裝調(diào)理閥。（√）

31．自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)理對(duì)象有可能只是某一段管道。（√）

32．在研究對(duì)象特性時(shí)，同一對(duì)象有調(diào)理通道和干擾通道之分，不同通道的對(duì)象特性可能是不同的。（√）

33．在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，能夠?qū)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的是A/D轉(zhuǎn)換器。（×）

34．有信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)、無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥開(kāi)的氣動(dòng)執(zhí)行器為氣開(kāi)式。（×）35．在一致的輸入作用下，時(shí)間常數(shù)越大，被控變量的變化速度越快。（×）36．在單回路控制系統(tǒng)的方塊圖中，每個(gè)方塊都只有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出。（×）

37．對(duì)于同一被調(diào)參數(shù)的調(diào)理來(lái)講，前饋調(diào)理和反饋調(diào)理是不能同時(shí)存在的。（×）

38．有信號(hào)壓力時(shí)閥關(guān)、無(wú)信號(hào)壓力時(shí)閥開(kāi)的氣動(dòng)執(zhí)行器為氣關(guān)式。（√）39．彈性式壓力計(jì)是利用彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理來(lái)測(cè)量壓力的。（√）

40．工業(yè)生產(chǎn)中的控制系統(tǒng)都把產(chǎn)品直接質(zhì)量指標(biāo)作為被調(diào)參數(shù)。（×）41．選擇氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開(kāi)氣關(guān)型式主要是考慮被調(diào)介質(zhì)的工藝條件及流體特性。（×）

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42．在自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖中，各方塊之間的連線與工藝流程圖上的物料線是完全一致的。（×）

43．對(duì)微分作用而言，假使偏差固定，即使數(shù)值很大，微分作用也沒(méi)有輸出。(√)四、簡(jiǎn)答題

1.用熱電偶測(cè)溫，在使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意些什么？答：1、注意型號(hào)相配；2、注意極性連接正確。

2.熱電阻與什么儀表配套使用？為什么要采用三線制接法？

答：熱電阻與電子自動(dòng)平衡電橋或動(dòng)圈式儀表配套使用；采用三線制接法是為了減少導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而引起的誤差。

3.比例微分控制器、比例積分控制器的特點(diǎn)分別是什么？

答：比例微分控制器能夠提前控制，戰(zhàn)勝容量滯后；比例積分控制器能夠消除余差。

4.何為比例控制器的比例度？

答：控制器輸入的變化相對(duì)值與相應(yīng)的輸出變化相對(duì)值之比的百分?jǐn)?shù)；

即：

5．什么是三沖量控制系統(tǒng)?為什么要引入三個(gè)沖量?

答：三沖量控制系統(tǒng)主要是指鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)中，分別引入汽包液位、蒸汽流量和給水流量三個(gè)信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算后，共同控制一只控制閥(給水閥)。

液位信號(hào)是該系統(tǒng)的被控變量，是反映鍋爐汽包工作狀態(tài)的主要工藝指標(biāo)，也是為了保證鍋爐安全工作的必要指標(biāo)。引入蒸汽流量信號(hào)的目的是為了及時(shí)戰(zhàn)勝蒸汽流量波動(dòng)對(duì)汽包液位的影響，并有效地戰(zhàn)勝由于“假液位〞現(xiàn)象而引起的控制系統(tǒng)的誤動(dòng)作。引入給水流量信號(hào)的目的是為了將給水流量作為副變量，利用串級(jí)控制系統(tǒng)中副回路戰(zhàn)勝干擾的快速性來(lái)及時(shí)戰(zhàn)勝給水壓力變化對(duì)汽包液位的影響。

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6.什么是多沖量控制系統(tǒng)?

答：所謂多沖量控制系統(tǒng)，是指在控制系統(tǒng)中，有多個(gè)變量信號(hào)，經(jīng)過(guò)一定的運(yùn)算后，共同控制一只執(zhí)行器，以使某個(gè)被控的工藝變量有較高的控制質(zhì)量。多沖量控制系統(tǒng)這個(gè)名稱(chēng)主要在鍋爐的給水系統(tǒng)控制中應(yīng)用比較廣泛。7．什么是分程控制系統(tǒng)?主要應(yīng)用在什么場(chǎng)合?

答：分程控制系統(tǒng)就是一個(gè)控制器的輸出信號(hào)被送往兩個(gè)或兩個(gè)以上的控制閥，每個(gè)控制閥都只在控制器的某段信號(hào)范圍內(nèi)工作。

分程控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合主要有：(1)用于擴(kuò)大控制閥的可調(diào)范圍，改善控制品質(zhì)；(2)用于控制兩種不同的介質(zhì)流量，以滿足工藝生產(chǎn)的要求，(3)用作生產(chǎn)安全的防護(hù)措施。

8．什么是生產(chǎn)過(guò)程的軟保護(hù)措施?與硬保護(hù)措施相比，軟保護(hù)措施有什么優(yōu)點(diǎn)?答：所謂生產(chǎn)的軟保護(hù)措施，就是當(dāng)生產(chǎn)短期內(nèi)處于不正常狀況時(shí)，無(wú)須像硬保護(hù)措施那樣硬性使設(shè)備停車(chē)，而是通過(guò)一個(gè)特定設(shè)計(jì)的自動(dòng)選擇性控制系統(tǒng)，以適當(dāng)改變控制方式來(lái)達(dá)到自動(dòng)保護(hù)生產(chǎn)的目的。這樣就可以減少由于停車(chē)而帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失。

9．前饋控制主要應(yīng)用在什么場(chǎng)合?

答：前饋控制主要用于以下場(chǎng)合：(1)干擾幅值大而頻繁，對(duì)被控變量影響猛烈，單純反饋控制達(dá)不到要求時(shí)；(2)主要干擾是可測(cè)不可控的變量；(3)對(duì)象的控制通道滯后大，反饋控制不及時(shí)，控制質(zhì)量差時(shí)，可采用前饋一反饋控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量。

10．什么是前饋控制系統(tǒng)?它有什么特點(diǎn)?

答：按擾動(dòng)變化大小進(jìn)行控制的系統(tǒng)稱(chēng)為前饋控制系統(tǒng)。

前饋控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：(1)前饋控制是基于不變性原理工作的，比反饋控制及時(shí)、有效；(2)前饋控制是屬于“開(kāi)環(huán)〞控制系統(tǒng)；(3)前饋控制使用的是視對(duì)象特性而定的“專(zhuān)用〞控制器，又稱(chēng)前饋補(bǔ)償裝置；(4)一種前饋?zhàn)饔弥荒軕?zhàn)勝一種干擾。

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11．什么叫比值控制系統(tǒng)?

答：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱(chēng)為比值控制系統(tǒng)。尋常為流量比值控制系統(tǒng)，用來(lái)保持兩種物料的流量保持一定的比值關(guān)系。

12．均勻控制系統(tǒng)的目的和特點(diǎn)是什么?

答：均勻控制系統(tǒng)的目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個(gè)變量之間能夠相互兼顧和協(xié)調(diào)操作。均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是其控制結(jié)果不像其他控制系統(tǒng)那樣，不是為了使被控變量保持不變，而是使兩個(gè)相互聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。13.什么是簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)?

答：所謂簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，尋常是指由一個(gè)被控對(duì)象、一個(gè)檢測(cè)元件及傳感器(或變送器)、一個(gè)控制器和一個(gè)執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此有時(shí)也稱(chēng)為單回路控制系統(tǒng)。

14．被控變量的選擇原則是什么?

答：被控變量的正確選擇是關(guān)系到系統(tǒng)能否達(dá)到預(yù)期控制效果的重要因素，它的選擇的一般原則是：(1)被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或是反映工藝操作狀態(tài)的重要變量；(2)被控變量應(yīng)是工藝生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常變化，因而需要頻繁加以控制的變量；(3)被控變量應(yīng)盡可能選擇工藝生產(chǎn)過(guò)程的直接控制指標(biāo)，當(dāng)無(wú)法獲得直接控制指標(biāo)信號(hào)，或其測(cè)量或傳送滯后很大時(shí)，可選擇與直接控制指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接控制指標(biāo);(4)被控變量應(yīng)是能測(cè)量的，并具有較大靈敏度的變量；(5)被控變量應(yīng)是獨(dú)立可控的；(6)應(yīng)考慮工藝的合理性與經(jīng)濟(jì)性。

15.操縱變量的選擇原則是什么?

答：(1)操縱變量應(yīng)是工藝上允許加以控制的可控變量;(2)操縱變量應(yīng)是對(duì)被控變量影響諸因素中比較靈敏的變量，即控制通道的放大系數(shù)要大一些，時(shí)間常數(shù)要小一些，純滯后時(shí)間要盡量小;(3)操縱變量的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性

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和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。

16.試述自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律及其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。

答：控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律有比例(P)、比例積分(PI)、比例積分微分(PID)控制規(guī)律。比例控制規(guī)律是控制器的輸出信號(hào)與它的輸入信號(hào)(給定值與測(cè)量值的偏差)成比例。它的特點(diǎn)是控制及時(shí)，戰(zhàn)勝干擾能力強(qiáng)，但在系統(tǒng)負(fù)荷變化后，控制結(jié)果有余差。這種控制規(guī)律適用于對(duì)象控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、對(duì)控制要求不高的場(chǎng)合。比例積分控制規(guī)律是控制器的輸出信號(hào)不僅與輸入信號(hào)成比例，而且與輸入信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分成比例。它的特點(diǎn)是能夠消除余差，但是積分控制作用比較緩慢、控制不及時(shí)。這種控制規(guī)律適用于對(duì)象滯后較小、負(fù)荷變化不大、控制結(jié)果不允許有余差存在的系統(tǒng)。比例積分微分控制規(guī)律是在比例積分的基礎(chǔ)上再加上微分作用，微分作用是控制器的輸出與輸入的變化速度成比例，它對(duì)戰(zhàn)勝對(duì)象的容量滯后有顯著的效果。這種控制規(guī)律適用于對(duì)象容量滯后較大、負(fù)荷變化大、控制質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)。

17.控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么?工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法?

答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來(lái)確定控制器的最正確參數(shù)值(包括比例度?積分時(shí)間T1微分時(shí)間TD)，以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)量。

控制器參數(shù)整定的方法有理論計(jì)算和工程整定兩大類(lèi)，其中常用的是工程整定法。屬于控制器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)湊試法等。

18.試簡(jiǎn)述臨界比例度法及其特點(diǎn)。

答：臨界比例度法是在純比例運(yùn)行下通過(guò)試驗(yàn)，得到臨界比例度和臨界周期T。，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。

這種方法比較簡(jiǎn)單、易于把握和判斷，適用于一般的控制系統(tǒng)。但是不適用于臨界比例度小的系統(tǒng)和不允許產(chǎn)生等幅振蕩的系統(tǒng)，否則易影響生產(chǎn)的正常進(jìn)

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行或造成事故。

19.試簡(jiǎn)述衰減曲線法及其特點(diǎn)？

答：衰減曲線法是在純比例運(yùn)行下通過(guò)使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減震蕩，得到衰減比例度

?s和衰減周期Ts（或上升時(shí)間T升），然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的關(guān)系求出控制器

各參數(shù)值。

這種方法比較簡(jiǎn)便，整定質(zhì)量高，整定過(guò)程安全可靠，應(yīng)用廣泛，但對(duì)于干擾頻繁，記錄曲線不規(guī)則的系統(tǒng)難于應(yīng)用。

20.描述簡(jiǎn)單對(duì)象特性的參數(shù)有哪些?各有何物理意義?

答：描述對(duì)象特性的參數(shù)分別是放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間?。放大系數(shù)K放大系數(shù)K在數(shù)值上等于對(duì)象處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)輸出的變化量與輸入的變化量之比，即

K?輸出的變化量輸入的變化量

由于放大系數(shù)K反映的是對(duì)象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出和輸入之間的關(guān)系，所以放大系數(shù)是描述對(duì)象靜態(tài)特性的參數(shù)。

時(shí)間常數(shù)T時(shí)間常數(shù)是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量假使保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間?；虍?dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的63．2％所需時(shí)間。

時(shí)間常數(shù)T是反映被控變量變化快慢的參數(shù)，因此它是對(duì)象的一個(gè)重要的動(dòng)態(tài)參數(shù)。

滯后時(shí)間?滯后時(shí)間?是純滯后時(shí)間?0和容量滯后?c的總和。輸出變量的變化落后于輸入變量變化的時(shí)間稱(chēng)為純滯后時(shí)間，純滯后的產(chǎn)生一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時(shí)間引起的。容量滯后一般是由于物料或能量的傳遞需要通過(guò)一定的阻力而引起的。滯后時(shí)間?也是反映對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)。

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21.什么叫氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開(kāi)式與氣關(guān)式？其選擇原則是什么？

答：隨著送往執(zhí)行器的氣壓信號(hào)的增加，閥逐漸開(kāi)啟的稱(chēng)為氣開(kāi)式，反之稱(chēng)為氣關(guān)式。氣開(kāi)、氣關(guān)式的選擇主要是由工藝生產(chǎn)上安全條件決定的。一般來(lái)講，閥全開(kāi)時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備比較危險(xiǎn)的選氣開(kāi)式；閥全關(guān)時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備比較危險(xiǎn)的應(yīng)選氣開(kāi)式。

22.何為控制閥的理想流量特性和工作流量特性？

答：閥前后壓差保持不變時(shí)的流量特性稱(chēng)為理想流量特性；在實(shí)際使用過(guò)程中，閥前后的壓差會(huì)隨閥的開(kāi)度的變化而變化，此時(shí)的流量特性稱(chēng)為工作流量特性。23.試分別寫(xiě)出DDZ一Ⅱ型、DDZ一Ⅲ型儀表的信號(hào)范圍。

答：DDZ一Ⅱ型儀表的信號(hào)制采用0～10mADC作為現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)，控制室內(nèi)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)為o～2VDC；DDZ一Ⅲ型儀表的信號(hào)制采用4～20mADC作為現(xiàn)場(chǎng)傳輸信號(hào)，控制室內(nèi)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)為1～5VDC。

24.控制器的控制規(guī)律是指什么?常用的控制規(guī)律有哪些?

答：所謂控制器的控制規(guī)律是指控制器的輸出信號(hào)戶與輸入偏差信號(hào)P之間的關(guān)系，即p?f?e??f?z?x?式中z——測(cè)量值信號(hào)；x——給定值信號(hào)；f——是指某種函數(shù)關(guān)系。

常用的控制規(guī)律有位式控制、比例控制(P)、積分控制(I)、微分控制(D)以及它們的組合控制規(guī)律，例P1、PD、PID等。25.試簡(jiǎn)述控制器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用。

答：控制器是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的核心組成部分。它的作用是將被控變量的測(cè)量值與給定值相比較，產(chǎn)生一定的偏差，控制器根據(jù)該偏差進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果以一定的信號(hào)形式送往執(zhí)行器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控變量的自動(dòng)控制。26.用熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?其冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N?

答：采用補(bǔ)償導(dǎo)線后，把熱電偶的冷端從溫度較高和不穩(wěn)定的地方，延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內(nèi)，但冷端溫度還不是o℃。而工業(yè)上常用的各種

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熱電偶的溫度—熱電勢(shì)關(guān)系曲線是在冷端溫度保持為o℃的狀況下得到的，與它配套使用的儀表也是根據(jù)這一關(guān)系曲線進(jìn)行刻度的，由于操作室的溫度往往高于o℃，而且是不恒定的，這時(shí)，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)必然偏小，且測(cè)量值也隨冷端溫度變化而變化，這樣測(cè)量結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，在應(yīng)用熱電偶測(cè)溫時(shí)，又有將冷端溫度保持為o℃，或者進(jìn)行一定的修正才能得到確鑿的測(cè)量結(jié)果。這樣做，就稱(chēng)為熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。

冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ幸韵聨追N：(1)冷端溫度保持為o℃的方法，(2)冷端溫度修正方法；(3)校正儀表零點(diǎn)法；(4)補(bǔ)償電橋法；(5)補(bǔ)償熱電偶法。27.自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由那些環(huán)節(jié)組成？各部分的作用是什么？

答：自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由兩大部分組成。一部分是起控制作用的全套自動(dòng)化裝置，對(duì)于常規(guī)儀表來(lái)說(shuō)，它包含檢測(cè)元件及變送器、控制器、執(zhí)行器等；另一部分是受自動(dòng)化裝置控制的被控對(duì)象。

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，檢測(cè)元件及變送器用來(lái)感受被控變量的變化并將它轉(zhuǎn)化成一種特定的信號(hào)（如氣壓信號(hào)或電壓、電流信號(hào)等）。控制器將檢測(cè)元件及變送器送來(lái)的測(cè)量信號(hào)與工藝上需要保持的設(shè)定值信號(hào)進(jìn)行比較得到偏差，根據(jù)偏差的大小及變化趨勢(shì)，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果用特定的信號(hào)（如氣壓信號(hào)或電流信號(hào)）發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來(lái)的信號(hào)值相應(yīng)地改變流入（或流出）被控變量的物料量或能量，戰(zhàn)勝擾動(dòng)的影響，最終實(shí)現(xiàn)控制要求。

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五、綜合題

1、右圖為一鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)示意圖，要求鍋爐不能燒干。請(qǐng)：（1）判斷控制閥的作用型式（即氣開(kāi)或氣關(guān)）

（2）畫(huà)出系統(tǒng)控制原理方塊圖，并確定各環(huán)節(jié)的作用形式

（3）簡(jiǎn)述當(dāng)加熱室溫度升高導(dǎo)致蒸發(fā)量增加時(shí)的過(guò)程控制過(guò)程

解：（1）要求鍋爐不能燒干，即控制閥無(wú)控制信號(hào)或故障時(shí)保持較好開(kāi)度，無(wú)氣則開(kāi)，所以應(yīng)為氣關(guān)控制閥。（2）

（3）蒸發(fā)量增加h??y??e??u??q??h?

2、請(qǐng)完成以下要求：（1）某臺(tái)測(cè)溫儀表的量程是600-1100℃，儀表的最大絕對(duì)誤差是±4℃，確定儀表的精度等級(jí)？（2）若某儀表的量程為0-1200℃，工藝要求該儀表指示值的誤差不得超過(guò)±４℃，應(yīng)選精度等級(jí)為多少的儀表才能滿足工藝要求？

（注：儀表的精度等級(jí)0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等）。

解：（1）儀表的最大引用誤差

δ=±4/(1100-600)×100%=±0.8%

由于國(guó)家規(guī)定的精度等級(jí)中沒(méi)有0.8級(jí)的儀表，而該儀表的最大引用誤差超過(guò)了0.5級(jí)儀表的允許誤差，所以這臺(tái)儀表的精度等級(jí)應(yīng)定為1.0級(jí)。（2）儀表的最大引用誤差

δ=±4/(1200-0)×100%=±0.33%，所以應(yīng)選精度等級(jí)為0.2級(jí)的儀表。

3、某一標(biāo)尺為0~500℃的溫度計(jì)出廠前經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺各點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果值

為

：

（

注

：

儀

表

的

精

度

等

級(jí)

0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等）被校表讀數(shù)/℃0標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃0100102200198300303400405500496請(qǐng)完成以下要求：①儀表最大絕對(duì)誤差值；②確定儀表的允許誤差及精度等級(jí)；

③經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后重新校驗(yàn)時(shí)，儀表最大絕對(duì)誤差為+6℃，問(wèn)該儀表是否還符合出廠時(shí)的精度等級(jí)？

解：（1）有試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理得：

?max?x?x0?50C

（2）儀表的最大引用誤差：

?max??5?1000??1.0000500?0；由于符合國(guó)家

規(guī)定的精度等級(jí)1.0，所以該儀表精度等級(jí)為1.0。（3）儀表的最大引用誤差：

?max??6?1000??1.2000500?0；由于國(guó)家規(guī)

定的精度等級(jí)沒(méi)有1.2，所以該儀表的精度等級(jí)為1.5，已不符合出廠精度等級(jí)。

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t0）=19.788mV，又從分度表中查得E（t0，0）=E（30，0）=1.203mV。則有：E（t，0）=E(t,t0)+E(t0,0)=19.788mV＋1.203mV=20.991mV

再由分度表查得，對(duì)應(yīng)20.991mV的溫度t≈508.24℃，即該熱電偶所測(cè)的實(shí)際溫度值為508.24℃。

11.某發(fā)酵過(guò)程工藝規(guī)定操作溫度為(40±2)℃。考慮到發(fā)酵效果，控制過(guò)程中溫度偏離給定值最大不能超過(guò)6℃?，F(xiàn)設(shè)計(jì)一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如圖2所示。試確定該系統(tǒng)的最大偏差、衰減比、余差、過(guò)渡時(shí)間(按被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±2％即達(dá)到穩(wěn)定來(lái)確定)和振蕩周期等過(guò)渡過(guò)程指標(biāo)。

圖2發(fā)酵罐及反應(yīng)曲線示意圖

解：由反應(yīng)曲線可知：最大偏差A(yù)＝45—40＝5℃余差C＝41—40＝1℃衰減比第一個(gè)波峰值B＝45—41=4℃其次個(gè)波峰值B`＝42－41=1℃n＝B／B`＝4:1

過(guò)渡時(shí)間：由題要求，被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±2％就可以認(rèn)為過(guò)渡過(guò)程已經(jīng)終止。那么限制范圍應(yīng)是4l×±2％＝±0．82℃由圖可看出，過(guò)渡時(shí)間Ts＝23min

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振蕩周期T＝l8—5＝13min

12.某測(cè)溫儀表的測(cè)量范圍為200～1000℃，根據(jù)工藝要求，溫度指示值不允許超過(guò)±6℃，則應(yīng)選儀表的精度等級(jí)為。

解：∵±6/(1000-200)×100%=0.75%，精度等級(jí)必需≤0.75；根據(jù)儀表的精度等級(jí)序列，∴應(yīng)選儀表的精度等級(jí)為0.5級(jí)。

13.鍋爐是化工、煉油等企業(yè)中常見(jiàn)的主要設(shè)備。汽包水位是影響蒸汽質(zhì)量及鍋爐安全的一個(gè)十分重要的參數(shù)。水位過(guò)高，會(huì)使蒸汽帶液。降低了蒸汽的質(zhì)量和產(chǎn)量，甚至?xí)p壞后續(xù)設(shè)備。而水位過(guò)低，輕則影響汽液平衡，重則燒干鍋爐甚至引起爆炸。因此，必需對(duì)汽包水位進(jìn)行嚴(yán)格的控制。圖3是一類(lèi)簡(jiǎn)單鍋爐汽包水位控制示意圖，要求：(1)畫(huà)出該控制系統(tǒng)方塊圖；