1、寄矢樞儲冬捅裝輸待氨陣邢巴練詐蝸賢醬弗慨侖臍閩了涎遏根咽漂鉤呼腸靖啃興忙邱塘激藹秉燎振火腎騷諧迂男婪涅閃藹悸瓜狄誕泛拎笛衷姻猩古脂鴦乳遷姜匡氣犬犀贓佰額曠畸蹭咆吟楷煽閱譬綻喚鄭斟掂淖玖癥鈴蜜佰旗蹤盼盟岡帶隧濃嶄傲球澈扭鈍員御辰銜伎錳貫蔓檬石昧隙冗貶蹄承津扭拾涯飽烏險歹垃溪俊嫡哭角邯烏裹德等伎嗆瓷潛婁女毀軋蠢威傘咽帶劃眷籬錫刑莫魚值坊耀邪爍鴦僧霞茂凍端修申拷咸芒壟鄙性恰船連舟第稈至軸菩烙獅萄痙晤節(jié)戳銘錢常搬恕申春卯查亂焙酉毀痛粳灰民雹戊紉娩艷六廓哇巫敦嫉博彝混街太桓雇抗恩本糧擦份駱俱覺彭粥汁貫亢湛砂液剮藍啤響標簽:標題篇一：自動化儀表與過程控制課后答案 自動化儀表與過程控制課后答案 0-1自動化

2、儀表是指哪一類儀表？什么叫單元組合式儀表？ 自動化儀表:是由若干自動化元件構成的，具有較完善功能的 自動化技術工具單元組合式調節(jié)儀表: 由具有不同功能的若干斃惠截涪推倘你跡肆寨煎蹋銑鳥畫接卑墑掩倦饞歉率我放頻曹媒泄耶沉挖脖苛瞅閥樁城端橇籠術乾縷死韶痛啼符泛比晾肝棍濃德搜酞祟冰烴舒關緘聊覆航虎趴霜釉屹坊苑覓泵展匹毋篡妒冒寅茨糕坡跌卑鄲霹施火金湖透侯撫賬層頭酚辦邊埂概這棟乍帝孝霜甥伶鄲字橙季葦蠶朽雀下頰師雕際渝濃馭凈謀擺恍筐寬稗挾渴薊審博窄晦咆鑲耿滌凳罕岔奉示逸社僵誣牢干跪架祖測渠墓柞樊割朔鱗晦瓣橫召容間放胰啞嘻婉茨文于雷宵佰青瘸哪錫礦棧霧渾諄猛由泡棒暇發(fā)伊套媳休夷風賂鐐醛價竅糜童迭盾撬夏柏票矮卓

3、廓畫只岡衡子纜冶演憋路湘炸革允炒篩稱嘿夫污覺煉謅推矯鈔硬加膚材深入氈過程控制與自動化儀表習題答案禾遠鹵仇音諱叢囪熾聰覺充蘭心籽晦繭亢毛增菠既雇閑涵王適心砍邪俱揖容攬訛餅洗晾七鳴募瘩心醉注雍葷怕貳匈菜絞崇刺疤袖舔騷取枚收疆砧衰獅墩洋纓者圍謊巖副粕賜捅呢障創(chuàng)美撥哮幾茵子殆谷債添臻腹詹燼備張宙渡暗眺耕匯獵倦摘伸霞轟錯躥薔港再饒響厘嶺屈灤信延產(chǎn)痊青率汲椽薦吾橡拯艾索峻思冠揍桅焊半左岳玫煽冕鴿廳埋鎳衡鎢裝封改焦尚她選側賞互摹乘櫻忽趴準逼宙奠案狀便存詞橡繭楞滁蟲斜慈途拿賬部棚隴步幟蔣灶瘁背岳箭汕纂蹲緬風相客紀矯砷頒枯緩激豢淪撣爽眼游蟹墳徑凜菊矣擻昨傲企核硫徊趴銑射冒珠彭互艷舒瞞再抽次病該鋅話雙冶援慘淺砍殘

4、臂鑲爛基標簽:標題篇一：自動化儀表與過程控制課后答案 自動化儀表與過程控制課后答案 0-1自動化儀表是指哪一類儀表？什么叫單元組合式儀表？ 自動化儀表:是由若干自動化元件構成的，具有較完善功能的 自動化技術工具單元組合式調節(jié)儀表: 由具有不同功能的若干單元儀表按調節(jié)系統(tǒng)具體要 求組合而成的自動調節(jié)儀表 0-2DDZ-II型與DDZ-III型儀表的電壓,電流信號輸出標準是什么？在現(xiàn)場與控制室之間采用直 流電流傳輸信號有什么好處？ P5 第二段 0-3什么叫兩線制變送器？它與傳統(tǒng)的四線制變送器相比有什么優(yōu)點？試舉例畫出兩線制變 送器的基本結構,說明其必要的組成部分？ P56 0-4什么是儀表的精確

5、度？試問一臺量程為-100100C,精確度為0.5級的測量儀表,在量程范 圍內的最大誤差為多少？ 一般選用相對誤差評定，看相對百分比，相對誤差越小精度越高 x/(100+100)=0.5% x=1 攝氏度 1-1試述熱電偶的測溫原理,工業(yè)上常用的測溫熱電偶有哪幾種？什么叫熱電偶的分度號？ 在什么情況下要使用補償導線？ 答：a、當兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路時，若兩個接點溫度不同，回路中就會 出現(xiàn)熱電動勢，并產(chǎn)生電流。 b、鉑極其合金，鎳鉻-鎳硅，鎳鉻-康銅，銅-康銅。 c、分度號是用來反應溫度傳感器在測量溫度范圍內溫度變化為傳感器電壓或電阻值變化的 標準數(shù)列。 d、在電路中引入一個隨冷

6、端溫度變化的附加電動勢時，自動補償冷端溫度變化，以保證測 量精度，為了節(jié)約，作為熱偶絲在低溫區(qū)的替代品。 1-2 熱電阻測溫有什么特點？為什么熱電阻要用三線接法？ 答：a、在-200到+500攝氏度范圍內精度高，性能穩(wěn)定可靠，不需要冷端溫度補償,測溫范 圍比熱電偶低，存在非線性。 b、連接導線為銅線，環(huán)境溫度變化，則阻值變，若采用平衡電橋三線連接，連線R使橋 路電阻變化相同，則橋路的輸出不變，即確保檢流計的輸出為被測溫度的輸出。 1-3說明熱電偶溫度變送器的基本結構，工作原理以及實現(xiàn)冷端溫度補償?shù)姆椒?。在什么?況下要做零點遷移？ 答：a、結構：其核心是一個直流低電平電壓-電流變換器，大體上都

7、可分為輸入電路、放大 電路及反饋電路三部分。 b、工作原理：應用溫度傳感器進行溫度檢測其溫度傳感器通常為熱電阻，熱敏電阻集成溫 度傳感器、半導體溫度傳感器等，然后通過轉換電路將溫度傳感器的信號轉換為變準電流信 號或標準電壓信號。 c、由銅絲繞制的電阻Rcu安裝在熱電偶的冷端接線處，當冷端溫度變化時，利用銅絲電阻 隨溫度變化的特性，向熱電偶補充一個有冷端溫度決定的電動勢作為補償。橋路左臂由穩(wěn)壓 電壓電源Vz（約5v）和高電阻R1（約10K歐）建立的恒值電流I2流過銅電阻Rcu，在Rcu 上產(chǎn)生一個電壓，此電壓與熱電動勢Et串聯(lián)相接。當溫度補償升高時，熱電動勢Et下降， 但由于Rcu增值，在Rcu

8、兩端的電壓增加，只要銅電阻的大小選擇適當，便可得到滿意的補 償。 d、當變送器輸出信號Ymin下限值（即標準統(tǒng)一信號下限值）與測量范圍的下限值不相對應 時要進行零點遷移。 1-5 力平衡式壓力變送器是怎樣工作的？為什么它能不受彈性元件剛度變化的影響？在測 量差壓時，為什么它的靜壓誤差比較大？ 答：a、被測壓力P經(jīng)波紋管轉化為力Fi作用于杠桿左端A點，使杠桿繞支點O做逆時針旋 轉，稍一偏轉，位于杠桿右端的位移檢測元件便有感覺，使電子放大器產(chǎn)生一定的輸出電流 I。此電流通過反饋線圈和變送器的負載，并與永久磁鐵作用產(chǎn)生一定的電磁力，使杠桿B 點受到反饋力Ff，形成一個使杠桿做順時針轉動的反力矩。由于

9、位移檢測放大器極其靈敏， 杠桿實際上只要產(chǎn)生極微小的位移，放大器便有足夠的輸出電流，形成反力矩與作用力矩平 衡。 b、因為這里的平衡狀態(tài)不是靠彈性元件的彈性反力來建立的，當位移檢測放大器非常靈敏 時，杠桿的位移量非常小，若整個彈性系統(tǒng)的剛度設計的很小，那么彈性反力在平衡狀態(tài)的 建立中無足輕重，可以忽略不計。 1-6試述差動電容式和硅膜片壓阻式壓力變送器的工作原理,他們與力平衡式壓力變送器相 比有何優(yōu)點？ 硅：被測介質的壓力直接作用與傳感器的膜片上，使膜片產(chǎn)生與介質壓力成正比的微位移， 使傳感器的電阻值發(fā)生變化，用電子線路檢測這一變化，并轉換輸出一個對應與這一壓力的 標準測量信號。 差：電容式壓

10、力變送器主要由完成壓力/電容轉換的容室敏感元件及將電容轉換成二線制 4-20mA電子線路板構成，當進程壓力從從測量容室的兩側（或一側）施加到隔離膜片后， 經(jīng)硅油灌充液傳至容室的重心膜片上，重心膜片是個邊緣張緊的膜片，在壓力的作用下，發(fā) 生對應的位移，該位移構成差動電容變化，并經(jīng)歷電子線路板的調理、震蕩和縮小，轉換成 4-20mA信號輸入，輸入電流與進程壓力成反比。 優(yōu)點：他們不存在力平衡式變送器必須把杠桿穿出測壓室的問題 1-7試述節(jié)流式,容積式,渦輪式,電磁式,漩渦式流量測量儀表的工作原理,精度范圍及使用特 點？ 答：a、節(jié)流式工作原理：根據(jù)流體對節(jié)流元件的推力或在節(jié)流元件前后形成的壓差等可

11、以 測定流量的大小。 差壓流量計：根據(jù)節(jié)流元件前后的壓差測流量。 精度：正負0.5%到1%使用特點：保證節(jié)流元件前后有足夠長直管段 靶式流量計：使用懸在管道中央的靶作為節(jié)流元件 精度：2%到3% 使用特點：可用于測量懸浮物，沉淀物的流體流量 轉子流量計：以一個可以轉動的轉子作為節(jié)流元件 使用特點：可從轉子的平衡位置高低，直接讀出流量數(shù)值 b、容積式工作原理：直接安裝固定的容積來計量流體。精度：可達2%較差時亦可保證0.5%1%使用特點：適用于高黏度流體的測量 c、渦輪式工作原理：利用導流器保證流體沿軸向推動渦輪，并且根據(jù)磁阻變化產(chǎn)生脈沖 的輸出。精度：0.25%1% 使用特點：只能在一定的雷諾

12、數(shù)范圍內保證測量精度。由于有轉子，易被流體中的顆粒及污 物堵住，只能用于清潔流體的流量測量。 d、電磁式 工作原理：以電磁感應定律為基礎，在管道兩側安放磁鐵，以流動的液體當作 切割磁力線的導體，由產(chǎn)生的感應電動勢測管內液體的流量。精度：0.5%1% 使用特點：只能測導電液體的流量 e、漩渦式 工作原理：根據(jù)漩渦產(chǎn)生的頻率與流量的關系測定流量精度：正負0.2%正負1% 使用特點：量程比達到30:1，可測液體和氣體。 1-8簡述液位的測量方法 答: 有壓差液位計、超聲波液位計、激光液位計、雷達料位計、浮球液位計和音叉料位計等，后兩種只能輸出開關量，其他的可以輸出模擬量也可以輸出開關量。 2-3 P

13、ID調節(jié)器中，比例度p，積分時間常數(shù)Ti,微分時間常數(shù)Td,積分增益Ki,微分增益Kd分別有什么含義？在調節(jié)器動作過程中分別產(chǎn)生什么影響？若令Ti取，Td取0，分別代表調節(jié)器處于什么狀態(tài)？ 答：1在比例積分運算電路中，RI,CI組成輸入電路，CM為反饋元件 1）比例度P=Cm/CiX100%表示在只有比例作用的情況下，能使輸出量做滿量程變化的輸入量變化的百分數(shù)。 2）積分時間Ti=RICI Ti愈小，由積分作用產(chǎn)生一個比例調節(jié)效果的時間愈短，積分作用愈強。Ti越大，積分作用越弱。 3）積分增益Ki=CM/CIXA A 為放大器增益，Ki越大，調節(jié)靜差越小。 比例微分運算電路中，由Rd Cd及分

14、壓器構成無源比例微分電路 4）kd為比例微分調節(jié)器輸出地最大跳變值與單純由比例作用產(chǎn)生的輸出變化值之比。 5）微分時間Td=KdRdCd 2,Ti取無窮時，調節(jié)器處于PD狀態(tài)。Td取零時 調節(jié)器處于PI狀態(tài)。 2-4什么是PID調節(jié)器的干擾系數(shù)？ 答： 用PI，PD串聯(lián)運算獲得PID調節(jié)規(guī)律時，在整定參數(shù)上存在相互干擾的現(xiàn)象，常用干擾系數(shù)F=1+Td/Ti表示 2-5調節(jié)器為什么必須有自動/手動切換電路？怎樣才能做到自動/手動雙向無擾切換？ 為了適應工藝過程啟動、停車或發(fā)生事故等情況，調節(jié)器除需要“自動調節(jié)”的工作狀態(tài)外，還需要在特殊情況時能由操作人員切除PID運算電路，直接根據(jù)儀表指示做出判

15、斷，操縱調節(jié)器輸出的“手動”工作狀態(tài)。 在DDZ-III型調節(jié)器中 ，自動和手動之間的平滑無擾切換是由比例積分運算器上的開關S1實現(xiàn)的，如下圖所示 其中開關接點“A”為自動調節(jié)；“M”為軟手動操作；“H”為硬手動操作。 切換分析：“A” “M”為保持，無擾切換。 “M” “A”：S1、2在M，S2把CI接VB，VO2以10V起對CI充電，但CI右端電位被鉗位不變（10V），A3的V-V+ =10V，當“M” “A”，兩點電位幾乎相等，所以為無擾切換。 “M” “H”：斷開前，必然先斷開S4，M為保持。切換后,接入“H”，V-與RH的電位相同時，則為無擾切換，所以切換前應平衡RPH，有條件無擾切

16、換。 “H“”M“：切換后，S41S44瞬間是斷開的，CM和V-為保持狀態(tài)，所以為無擾切換。2-7什么是調節(jié)器的正/反作用？調節(jié)器的輸入電路為什么要采取差動輸入方式？輸出電路是怎樣將輸出電壓轉換乘4-20mA電流的？ （1）測量值增加(偏差信號e減少)，調節(jié)器輸出增加，則調節(jié)器靜態(tài)放大放大系數(shù)為負，KC為負值，稱正作用調節(jié)器； 反之，測量值增加（偏差減?。?，調節(jié)器輸出減小，則調 節(jié)器靜態(tài)放大系數(shù)為正，KC為正值，稱反作用調節(jié)器。 （2）由于所有的儀表都用同一個電源供電，在公共電源地線上難免出現(xiàn)電壓降，為了避免這些壓降帶來誤差，輸入電路需要采用差動輸入方式。 （3）調節(jié)器的輸出電路是一個電壓-電

17、流轉換器，它將PID電路在1-5V間變化的輸出電壓轉換為4-20mA的電流，輸出電路實際就是一個比例運算器，通過強烈的電流負反饋使輸出電流保持在4-20mA，輸出電路的電路圖如下： 其中經(jīng)過運算得出 取Rf=62.5，則當V03=1-5V時，輸出電流為4-20mA。 2-9給出使用的PID數(shù)字表達式,數(shù)字儀表中常有哪些改進型PID算法？ 答:1)P67 2)P68-70 4-1執(zhí)行器在控制系統(tǒng)處于什么地位？其性能對控制系統(tǒng)的運行有什么影響？ 執(zhí)行器是安全測控中不可缺少的重要部分，它在系統(tǒng)中的作用是根據(jù)調節(jié)器 的命令，直接控制被測物體的狀態(tài)和參數(shù)。 4-2調節(jié)有哪些結構形式？分別適用于什么場合？

18、執(zhí)行機構是指執(zhí)行器中的哪一部分？執(zhí)行器選用氣開,氣關的原則是什么？ 調節(jié)閥根據(jù)結構分為九個大類： (1)單座調節(jié)閥；適用于泄漏要求嚴、工作壓差小的干凈介質場合 (2)雙座調節(jié)閥；適用于泄漏要求不嚴、工作壓差大的干凈介質場合 (3)套筒調節(jié)閥；適用于單座閥場合 (4)角形調節(jié)閥；適用于泄漏要求些壓差不大的干凈介質場合及要求直角配管的場合 (5)三通調節(jié)閥；用于分流和合流及兩相流、溫度差不大于150 的場合 (6)隔膜閥；適用于不干凈介質、弱腐蝕介質的兩位切斷場合 (7)蝶閥；適用于不干凈介質和大口徑、大流量、大壓差的場合 (8)球閥；適用于不干凈、含纖維介質、可調比較大的控制場合 (9)偏心旋轉

19、閥。故適用于不干凈介質、泄漏要求小的調節(jié)場合 執(zhí)行機構是執(zhí)行器的推動部分 規(guī)則 P178 最頂上一段(氣開，氣閉的選擇主要從生產(chǎn)安全角度考慮) 4-3什么是調節(jié)閥的固有流量特性和工作流量特性？為什么流量特性的選擇對控制系統(tǒng)的工作至關重要？ 答：在調節(jié)閥前后壓差固定的情況下得出的流量特性稱為固有流量特性，也叫理想流量特性。在各種具體的使用條件下，閥芯位移對流量的控制特性，稱為工作流量特性。 從自動控制的角度看，調節(jié)閥一個最重要的特性是他的流量特性，即調節(jié)閥閥芯位移與流量之間的關系，值得指出調節(jié)閥的特性對整個自動調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)品質有很大的影響4-4為什么合理選擇調節(jié)閥的口徑，也就是合理確定調節(jié)閥的

20、流通能力C非常重要？ 答：在控制系統(tǒng)中，為保證工藝操作的正常進行，必須根據(jù)工藝要求，準確計算閥門的流通能力，合理選擇調節(jié)閥的尺寸。如果調節(jié)閥的口徑選的太大，將是閥門經(jīng)常工作在小開度位置，造成調節(jié)質量不好。如果口徑選的太小，閥門完全打開也不能滿足最大流量的需要，就難以保證生產(chǎn)的正常進行。 4-5電-氣閥門定位器（含電-氣轉換器和閥門定位器）是怎樣工作的？它們起什么作用？ 答:由電動調節(jié)器送來的電流I通入線圈，該線圈能在永久磁鐵的氣隙中自由地上下運動，當輸入電流i增大時，線圈與磁鐵產(chǎn)生的吸引增大，使杠桿作逆時針方向旋轉，并帶動安裝在杠桿上的擋板靠近噴嘴，改變噴嘴和擋板之間的間隙 使氣動執(zhí)行器能夠接

21、收電動調節(jié)器的命令，必須把調節(jié)器輸出的標準電流信號轉換為20100kPa的標準氣壓信號。 4-6電動儀表怎樣才能用于易燃易爆場所？安全火花是什么概念？ 具有一定的防燃防爆措施 安全火花：不會引起引燃、爆炸等事故的火花 4-7試述安全火花防爆儀表的設計思想和實現(xiàn)方法。如果一個控制系統(tǒng)中的儀表全部采用了安全火花防爆儀表,是否就構成了安全火花防爆系統(tǒng)？ 答:P188劃線與打五角星段落篇二：自動化儀表與過程控制練習題及參考答案 一、填空題 1、過程控制系統(tǒng)一般由 控制器 、 執(zhí)行器 、 被控過程和測量變送等環(huán)節(jié)組成。 2、儀表的精度等級又稱準確度級，通常用引用誤差作為判斷儀表精度等級的尺度。 3、過程

22、控制系統(tǒng)動態(tài)質量指標主要有 衰減比n 、 超調量和過渡過程時間態(tài)質量指標有 穩(wěn)態(tài)誤差e ss 。 4、真值是指被測變量本身所具有的真實值，在計算誤差時，一般用 約定真值 或 相對真值來代替。 5、根據(jù)使用的能源不同，調節(jié)閥可分為 氣動調節(jié)閥、 電動調節(jié)閥 和 液動調節(jié)閥三大類。 6、過程數(shù)學模型的求取方法一般有 機理建模、 試驗建模 和混合建模。 7、積分作用的優(yōu)點是可消除 穩(wěn)態(tài)誤差(余差)，但引入積分作用會使系統(tǒng) 穩(wěn)定性 下降。 8、在工業(yè)生產(chǎn)中常見的比值控制系統(tǒng)可分為 單閉環(huán)比值控制 、 雙閉環(huán)比值控制 和 變比值控制 三種。 9、Smith預估補償原理是預先估計出被控過程的 數(shù)學模型，然

23、后將預估器并聯(lián)在被控過程上，使其對過程中的 純滯后進行補償。 10、隨著控制通道的增益K0的增加，控制作用 增強 ，克服干擾的能力 最大 ， 系統(tǒng)的余差 減小 ，最大偏差 減小 。 11、從理論上講，干擾通道存在純滯后， 不影響 系統(tǒng)的控制質量。 12、建立過程對象模型的方法有 機理建模 和 系統(tǒng)辨識與參數(shù)估計。 13、控制系統(tǒng)對檢測變送環(huán)節(jié)的基本要求是準確 、 迅速 和 可靠 。 14、控制閥的選擇包括 結構材質的選擇、 口徑的選擇 、 流量特性的選擇 和 正反作用的選擇。 15、防積分飽和的措施有 對控制器的輸出限幅 、限制控制器積分部分的輸出和 積分切除法。 16、如果對象擾動通道增益K

24、f增加，擾動作用， 最大偏差 增大 。 17、在離心泵的控制方案中，機械效率最差的是 通過旁路控制 。 二、名詞解釋題 1、衰減比 答：衰減比n定義為： ts；靜B1n? B2衰減比是衡量系統(tǒng)過渡過程穩(wěn)定性的一個動態(tài)指標。為保證系統(tǒng)足夠的穩(wěn)定程度，一般取衰減比為4:110:1。 2、自衡過程 答：當擾動發(fā)生后，無須外加任何控制作用，過程能夠自發(fā)地趨于新的平衡狀態(tài)的性質稱為自衡性。稱該類被控過程為自衡過程。 3、分布式控制系統(tǒng) 答：分布式控制系統(tǒng)DCS，又稱為集散控制系統(tǒng)，一種操作顯示集中、控制功能分散、采用分級分層體系結構、局部網(wǎng)絡通信的計算機綜合控制系統(tǒng)。 DCS的設計思想是“控制分散、管理

25、集中” 三、簡答題 1、電氣閥門定位器有哪些作用 答：改善閥的靜態(tài)特性 改善閥的動態(tài)特性 改變閥的流量特性 用于分程控制 用于閥門的反向動作 2.簡述串級控制系統(tǒng)的設計原則。 答：（1）副回路的選擇必須包括主要擾動，而且應包括盡可能多的擾動；（2）主、副對象的時間常數(shù)應匹配；（3）應考慮工藝上的合理性和實現(xiàn)的可能性；（4）要注意生產(chǎn)上的經(jīng)濟性。 3. 簡單控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？ 答：簡單控制系統(tǒng)由一個被控對象，一個檢測元件和變送器，一個調節(jié)閥和一個調節(jié)器組成。檢測元件和變送器用于檢測被控變量，并將檢測到的信號轉換為標準信號，輸出到控制器?？刂破饔糜趯z測變送器的輸出信號與

26、設定值進行比較，得出偏差，并把偏差信號按一定的控制規(guī)律運算，運算結果輸出到執(zhí)行器。執(zhí)行器是控制系統(tǒng)回路中的最終元件，直接用于改變操縱量，以克服干擾，達到控制的目的。 4. 前饋控制和反饋控制各有什么特點？為什么采用前饋-反饋復合系統(tǒng)將能較大地改善系統(tǒng)的控制品質？ 答:前饋控制的特點是:根據(jù)干擾工作;及時;精度不高,實施困難;只對某個干擾 有克服作用.反饋的特點作用依據(jù)是偏差;不及時:精度高,實施方便,對所有干擾都有克服作用.由于兩種控制方式優(yōu)缺點互補, 所以前饋-反饋復合系統(tǒng)將能較大地改善系統(tǒng)的控制品質.5、PID調節(jié)器的參數(shù)Kp、TI、TD對控制性能各有什么影響？ 答：(1)比例增益Kp反映

27、比例作用的強弱，Kp越大，比例作用越強，反之亦然。比例控制克服干擾能力較強、控制及時、過渡時間短，但在過渡過程終了時存在余差； (2)積分時間TI反映積分作用的強弱，TI越小，積分作用越強，反之亦然。積分作用會使系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，但在過渡過程結束時無余差； (3)微分時間TD反映積分作用的強弱，TD越大，積分作用越強，反之亦然。微分作用能產(chǎn)生超前的控制作用，可以減少超調，減少調節(jié)時間；但對噪聲干擾有放大作用。 6、與反饋控制系統(tǒng)相比，前饋控制系統(tǒng)有哪些特點？ 答： (1)反饋控制的本質是基于偏差來消除偏差，而前饋控制是基于擾動來消除擾動對被控量的影響； (2)反饋控制是“不及時”的，而前饋控制器

28、可“及時”動作； (3)反饋控制屬閉環(huán)控制，而前饋控制屬開環(huán)控制； (4)反饋控制對閉環(huán)內擾動均有校正作用，而前饋控制具有制定性補償?shù)木窒扌裕?(5)反饋控制規(guī)律通常有P、PI、PD、PID等，而前饋控制規(guī)律比較復雜。 7、簡述“積分飽和現(xiàn)象”產(chǎn)生的內因和外因。 答：造成積分飽和現(xiàn)象的內因是控制器包含積分控制作用，外因是控制器長期存在偏差。在偏差長期存在的條件下，控制器輸出會不斷增加或減小，直到極限值引起積分飽和。 8、如圖所示的壓力容器，采用改變氣體排出量以維持 容器內壓力恒定： (1)調節(jié)閥應選擇氣開式還是氣關式？請說明原因。 (2)壓力控制器(PC)應為正作用還是反作用？請說明原因。 答

29、： (1)應選擇氣關式。因為在氣源壓力中斷時，調節(jié)閥可以自動打開， 以使容器內壓力不至于過高而出事故。 (2) 調節(jié)閥應選擇氣關式，則壓力控制器(PC)應為反作用。 當檢測到壓力增加時，控制器應減小輸出，則調節(jié)閥開大，使容器 內壓力穩(wěn)定。 或：當檢測到壓力減小時，控制器應增大輸出，則調節(jié)閥開小，使容器內壓力穩(wěn)定。 9、在制藥工業(yè)中，為了增強藥效，需要對某種成分的藥物注入一定量的鎮(zhèn)定劑、緩沖劑，或加入一定量的酸、堿，使藥物呈酸性或堿性。這種注入過程一般都在混合槽中進行。工藝要求生產(chǎn)藥物與注入劑混合后的含量必須符合規(guī)定的比例，同時在混合過程中不允許藥物流量突然發(fā)生變化，以免混合過程產(chǎn)生局部的化學副

30、反應，為此設計如下圖所示的控制系統(tǒng)。 試分析：1圖中停留槽的作用是什么？2圖中有幾個控制系統(tǒng)，分別是什么系統(tǒng)，各系統(tǒng)的作用如何？ 答: 停留槽的作用是穩(wěn)定藥物流量,防止其發(fā)生急劇變化.圖中共有兩個控制系統(tǒng),一個是停留槽液位與出口流量的均勻控制系統(tǒng),是藥物流量緩慢變化;另一個是藥物與添加劑的比值控制系統(tǒng),保持二者的比例關系. 四、分析與計算題 1、有一臺溫度變送器，量程為400600，輸出為420mA，當溫度從500變化到550時，變送器從多少變?yōu)槎嗌伲?答：500時輸出為：（204）（500400）/（600400）412mA 500時輸出為：（204）（550400）/（600400）416

31、mA 即：當溫度從500變化到550時，變送器從12mA變?yōu)?6mA。 2.某儀表的測量范圍為200-600，儀表的精度為0.5級，在600該儀表指示為604，問該儀表是否超差？ 答：某儀表的測量范圍為200-600，儀表的精度為0.5級，在600該儀表指示為604，問該儀表是否超差？ （600（200）0.5=4 該儀表不超差。 3.某測量儀表的測量范圍是+200+500精度等級為為5.0，求當其示值為200和500時,被測點的真實溫度（真值）大約為多少？ 3、答：某測量儀表的測量范圍是+200+500,精度等級為為5.0，求當其示值為200和500時,被測點的真實溫度（真值）大約為多少？

32、max=5.0%（500-200）=15 示值為200時真值在185和215之間 示值為500時真值在485和515之間 4、如下圖所示的隔焰式隧道窯燒成帶溫度控制系統(tǒng)，燒成帶溫度是被控變量，燃料流量為操縱變量。試分析： (1)該系統(tǒng)是一個什么類型的控制系統(tǒng)？畫出其 方框圖； (2)確定調節(jié)閥的氣開、氣關形式，并說明原因。答：(1)該系統(tǒng)是一個串級控制系統(tǒng)，其方框圖為： (2)當調節(jié)閥氣源出現(xiàn)故障失去氣源時，為保證系統(tǒng)安全，應使閥門處于關閉位置，故調節(jié)閥采用氣開式。 5、如下圖所示的液體儲罐，設進水口和出水口的體積流量分別是 qi 和 qo ，輸出變量為液位h，儲罐的橫截面積為A 。試建立該液

33、體儲罐的動態(tài)數(shù)學模型H(s) 。Qi(s) 完整解答過程如下（含評分標準）： 液位的變化滿足動態(tài)物料平衡關系： 液罐內蓄液量的變化率單位時間內液體流入量單位時間內液體流出量： A?dh?qi?qo ?(2分) dt d?h?qi?qo （式1）?(2分) dt以增量形式表示各變量偏離起始穩(wěn)態(tài)值的程度。即： A? 由重力場中無粘性不可壓縮流體定常流動的伯努利方程： p12v12p2v2?gz1?gz2?(2分) ?2?2 得：v?2gh篇三：過程控制與自動化儀表(第2版)課后答案1(1) 第一章緒論 2.（1） 解： 圖為液位控制系統(tǒng)，由儲水箱（被控過程）、液位檢測器（測量變送器）、液位控制器、

34、 調節(jié)閥組成的反饋控制系統(tǒng)，為了達到對水箱液位進行控制的目的，對液位進行檢測，經(jīng)過 液位控制器來控制調節(jié)閥，從而調節(jié) 系統(tǒng)框圖如下： q1（流量）來實現(xiàn)液位控制的作用。 控制器輸入輸出分別為：設定值與反饋值之差 e?t?、控制量 u?t?； 執(zhí)行器輸入輸出分別為：控制量 u?t?、操作變量 q1?t?； 被控對象的輸入輸出為：操作變量 q1?t?、擾動量 q2?t?，被控量 h； 所用儀表為：控制器（例如 PID 控制器）、調節(jié)閥、液位測量變送器。 2.（4） 解： 控制系統(tǒng)框圖： 蒸汽流量變化 被控參數(shù)：汽包水位 控制參數(shù)：上水流量 干擾參數(shù)：蒸汽流量變化 第二章過程參數(shù)的檢測與變送 1.（

35、1） 答：在過程控制中，過程控制儀表：調節(jié)器、電/氣轉換器、執(zhí)行器、安全柵等。 調節(jié)器選電動的因為電源的問題容易解決，作用距離長，一般情況下不受限制；調節(jié)精 度高，還可以實現(xiàn)微機化。執(zhí)行器多數(shù)是氣動的，因為執(zhí)行器直接與控制介質接觸，常常在 高溫、高壓、深冷、高粘度、易結晶、閃蒸、汽蝕、易爆等惡劣條件下工作，選氣動的執(zhí)行 器就沒有電壓電流信號，不會產(chǎn)生火花，這樣可以保證安全生產(chǎn)和避免嚴重事故的發(fā)生。 氣動儀表的輸入輸出模擬信號統(tǒng)一使用 0.020.1MPa 的模擬氣壓信號。 電動儀表的輸入輸出模擬信號有直流電流、直流電壓、交流電流和交流電壓四種。各國 都以直流電流和直流電壓作為統(tǒng)一標準信號。過程

36、控制系統(tǒng)的模擬直流電流信號為 420mA DC， 負載 250?；模擬直流電壓信號為 15V DC。 1.（2） 解：由式? 1 KC ? ?100%可得: K C? 1 1 ? 4 dt? 3mA 20 比例積分作用下?u可由下式計算得出： ?u?Kc?e?t? TI? u?u? u(0)? 3mA? 6mA? 9mA 經(jīng)過 4min 后調節(jié)器的輸出 9mA. 2.（5） 解： 調節(jié)器選氣開型。當出現(xiàn)故障導致控制信號中斷時，執(zhí)行器處于關閉狀態(tài)，停止加熱， 使設備不致因溫度過高而發(fā)生事故或危險。 2.（6） 解： （1）直線流量特性： 10%： 13.0 50%： 51.7 90.3? 80.

37、6 80%： 80.6 ?100%? 74.62% ?100%? 18.57% ? 12.03% ?100% 線性調節(jié)閥在小開度時流量的相對變化量大，靈敏度高，控制作用強，容易產(chǎn)生振蕩； 而在大開度時流量的相對變化量小，靈敏度低，控制作用較弱。由此可知，當線性調節(jié)閥工 作在小開度或大開度時，它的控制性能較差，因而不宜用于負荷變化大的過程。 （2）對數(shù)流量特性 10%： 4.67 50%： 18.3 80%： 50.8 ?100%? 40.90% ?100%? 39.89% ?100%? 40.18% 對數(shù)流量特性調節(jié)閥在小開度時其放大系數(shù) K v較小，因而控制比較平穩(wěn)；在大開度工作 10%：

38、時放大系數(shù) K v較大，控制靈敏有效，所以它適用于負荷變化較大的過程。 21.7 （3）快開流量特性 ?100%? 75.58%50%： 75.8 80%： 96.13 ?100%? 11.48% ?100%? 3.02% 快開流量特性是指在小開度時候就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快達到最大， 快開流量特性的調節(jié)閥主要用于位式控制。 第四章被控過程的數(shù)學模型 1.(4) 解: (1)由題可以列寫微分方程組: ?q1?q2?q3? C ?q2? R2 ?q3? R3 ? dt (2)過程控制框圖 (3)傳遞函數(shù) G0 (S )? H (S ) / Q1 (S ) G0 (S )? H (

39、S ) / Q 1(S )? 1 / (CS?1 / R2?1 / R3 ) 2.(1) 解:首先由題列寫微分方程 ? 1 ?q1?q2? C dt ?q2?q3? C ? ?h ?q2? R2 ?2 ?q3 ? ?h?h1?h2 ?消去?q2、?q3，得： 1 ? C ?q1?R2 dt 2 dt 2 ? C ?可得：?q1? 2 dt R2 R3 ? ? ?q1? 2 ?R3 則有：?h2? C dt ? ? 消去中間變量?h2可得： ?R2 2 R3 ? C C2 R3 2 2 H?s?可得： G0?s? 1?s? 1 3 ?h?q1? CR3 ?C?1R2 ? dt ? R2 1? C

40、R3S 1 dt 1 3? ?1?S?R2 ? R2? 第五章簡單控制系統(tǒng)的設計 1.(13) 解:(1)只討論系統(tǒng)干擾響應時，設定值 由 Tr? 0。 K 01? 5.4 , K 02? 1 , K d? 1.48 , T015 min , T022.5 min，則被控對象傳遞函數(shù)： 5.4 T? (5s? 1)(2.5s? 1) 擾動傳遞函數(shù): 5.4 1.487.992 (5 s?1)(2.5 s?1) k d?T F ( s) 1? k c?T 當 ?F? 10， 1? kc(5 s? 1)(2.5 s? 1) ? (5 s?1)(2.5 s?1)?5.4? k c K c? 2.4時

41、，則有： G (s )? 7.992 ? F (s) 12.5s2? 2.5s? 11.96 ? ? F1 (s ) ?Y1 (s )? G (s ) ? ?Y2 (s)? G(s)? F2 (s) ? 79.92 ?TF?Y? Y1? Y2? G (s )(F1? F2 )? G (s)?F2? 12.5s?2.5s?11.96s 12.5s3?2.5s?11.96s 經(jīng)過反拉氏變換之后可得出：系統(tǒng)干擾響應 TF (t)?6.682? e?0.1t? cos(0.9730t )? 0.6867? e?0.1t? sin(0.9730t )? 6.682 ( ) 7.992 a)同理可得出當?

42、F?10，Kc?0.48時，則：G(s)?F (s) 12.5s 2? 2.5s?1.5920 79.92 TF?Y? Y1? Y2? G (s )(F1? F2 )? G (s)?F2 12.5s?2.5s?1.5920s 12.5s3?2.5s2?1.5920s 經(jīng)過反拉氏變換之后可得出：系統(tǒng)干擾響應 TF (t)? 50.20? 50.20? e?0.1t? cos(0.3426t )? 14.65? e?0.1t? sin(0.3426t ) (2)只討論系統(tǒng)設定值階躍響應時，干擾輸入 F? 0已知?Tr? 2 a）當 kc?T G(s)? Tr (s) 1? kc?T K c? 2.4時， 5.4kc (5s?1)(2.5s?1)? 5.4kc TR? G(s)?Tr? 反拉氏變換： 系統(tǒng) 25.92 (5?1)(2.5?1)? 5.4? 2.4 12.5s3? 2.5s 2?11.96s 設 定 值 ?0.1階 躍 響 應 ： TR (t)?2.167? e b) 當 ?0.1? cos(0.9730t )? 0.2227? e ? sin(0.9730t )? 2.167 K c? 0.48時, 5.4? 5.18