7.3比值控制系统
生产过程中，经常需要几种物料的流量保持一定的比例关系。例如，在锅炉的燃烧系统中，要保持燃料和空气量的一定比例，以保证燃烧的经济性。
定义：实现两个或多个参数符合一定比值关系的控制系统，称为比值控制系统。
例如要实现两种物料的比例关系，则表示为：
Q2=K Q1
其中：K—比值系数；Q
1—主流量；Q
2
—副流量。
7.3.1 比值控制系统的种类
1. 开环比值控制系统
如图Q 1是主流量，Q 2是副流量。流量变送器FT 检测主物料流量Q 1；由控制器FC 及安装在副物料管道上的阀门来控制副流量Q 2。
FC
Q 1
Q 2此控制K 方案的优点：
结构简单、成本低。缺点
是无抗干扰能力，当副流
管线压力等改变时，不能
保证所要求的比值。
控制目标：Q 2＝K Q 1图8-14开环比值控制方块图
P
结构简单，只需一台纯比例控制器，其比例度可以根据比值要求来设定。主、副流量均开环；
这种比值控制方案对副流量Q
2本身无
抗干扰能力。所以这种系统只能适用于副流量较平稳且比值要求不高的场合。
2. 单闭环比值控制系统
为了克服开环比值控制的不足，在开环比值控制的基础上，增加对副流量的闭环控制。特点：?
对Q 2进行闭环控制，比值控制精度提高。
?
控制目标：Q 2=K Q 1
?对Q 1只测量、不控制。Q 1变化，Q 2跟着变化，总流量不稳定。
F 1T Q 1
Q 2
K F 2T
F 2C
图8-16单闭环比值控制系统方块图
它能实现副流量随主流量的变化而变化即Q
2=KQ
1
，还
可以克服副流量本身干扰对比值的影响。
结构简单，实施方便，尤其适用于主物料在工艺上不允许进行控制的场合。
虽然能保持两物料量比值一定，但由于主流量是不受控制的，当主流量变化时，总的物料量就会跟着变化。
P PID
3.双闭环比值控制系统
为了克服单闭环比值控制中主流量不受控制的缺
点，增加了主流量控制回路。特点：
?Q 1是主流量，Q 2是副
流量。两个流量都可控，因此总流量稳定。
F 1T
Q 1
Q 2
F 1C
F 2T
F 2C
K ?有两个闭环控制回路，用比值器联系。?
控制目标：Q 2=K Q 1
图8-18
双闭环比值控制系统方块图
F 1T F 1C
F 2T
F 2
C
实现了比较精确的流量比值，也确保了两物料总量基本不变。
提降负荷比较方便，只要缓慢地改变主流量控制器的给定值，就可以提降主流量，同时副流量也就自动跟踪提降，并保持两者比值不变。
结构较复杂，使用的仪表较多，投资较大，系统调整较麻烦。
主要适用于主流量干扰频繁、工艺上不允许负荷有较大波动或经常需要提降负荷的场合。
4．变比值控制系统
以上介绍的都是定比值控制系统。在有些生产过程中，要求两种物料流量的比值随第三个工艺参数的需要而变化，为满足这种工艺的要求，就出现了变比值控制系统。
例如，变换炉工艺中，煤气与水蒸汽（5~8倍）在触媒的催化下，转化成二氧化碳和氢气。温度越高转化率越高，但温度过高会影响触媒寿命。如果根据触媒层的温度调节其比例系数，就能保持最佳的触媒温度和最高的转化率。
温度控制器TC 根据触媒的实际温度与给定温度的偏差，计算流量比值的给定值。
除法器算出蒸汽与煤气流量的实际比值，输入到流量控制器FC 。最后通过调整蒸汽量（改变蒸汽与半水煤气的比值）来使变换炉触媒层的温度恒定在给定值上。
图8-19变比值控制系统
转化气
图7.20变比值控制系统方框图
G c2(s )Y (s )
+
G v2(s )G 02(s )
G 0(s )G c1(s )
X (s )G m (s )
Q 1(s )
Q 2(s )
G m2(s )
G m1(s )
÷
+K '
K r '_
_
应当注意，在变比值控制系统中，流量比值只是一种控制手段，不是最终目的，而第三参数（如本例中温度）往往是主要被控参数。
煤气
蒸汽
TC
触媒的实际温度
给定温度
7.3.2比值控制系统的设计与参数整定
1．比值控制系统设计
1）主流量、副流量的确定原则：
①生产中起主导作用的物料流量，一般选为主流量，其余的物料流量跟随其变化，为副流量。
②工艺上不可控的物料流量，一般选为主流量。
③成本较昂贵的物料流量一般选为主流量。
④当生产工艺有特殊要求时，主、副物料流量的确定应服从工艺需要。
2）控制方案的选择
控制方案选择应根据不同的生产要求确定，同时兼顾经济性原则。
①如果工艺上仅要求两物料流量之比值一定，而对总流量无要求，可用单闭环比值控制方案。
②如果主、副流量的扰动频繁，而工艺要求主、副物料总流量恒定的生产过程，可用双闭环比值控制方案。
③当生产工艺要求两种物料流量的比值要随着第三参数的需要进行调节时，可用变比值控制方案。
3）调节器控制规律的确定
比值控制系统中，调节器的控制规律是根据控制方案和控制要求而定。F 1T Q 1
Q 2
K
F 2T
F 2C 在单闭环比值控制系统中，比值器K 起比值计算作用，若用调节器实现，则选P 调节；调节器F 2C 使副流量稳定，为保证控制精度可选PI 调节。
P
PI
双闭环比值控制不仅
要求两流量保持恒定的比值关系，而且主、副流量均要实现定值控制，所以两个调节器均应选PI调节；比值器选P调节。F1T
Q
1
Q
2
F1C
F2T F2C
K
PI
PI
P
4）正确选择流量计及其量程
各种流量计都有一定的适用范围（一般正常流量选在满量程的70％左右），必须正确地选择和使用，可参考有关设计资料、产品手册。
5）比值系数的计算
工艺规定的流量（或质量）比值K 不能直接作为仪表比值使用，必须根据仪表的量程转换成仪表的比值系数K’后才能进行比值设定。
变送器的转换特性不同，比值系数K’的计算公式不同。
（l ）流量与测量信号之间成线性关系
如果Q 1的流量计测量范围为0～Q 1max 、Q 2的流量计测量范围为0～Q 2max ，则变送器输出电流信号和流量之间的关系如下：
因11
11max 1max Q Q I (204)4164Q Q =
-+=+2
22max
Q I 164
Q =+代入工艺比值公式：
'2max 22max
211max 11max
Q (I 4)Q Q K K
Q Q (I 4)Q -===-'
1max
2max
Q K K
Q =得换算公式：
'
21(I 4)
K (I 4)
-=
-而仪表比值公式：
（2）流量与测量信号之间成非线性关系
利用节流原理测流量时，流量计输出信号与流量的
平方成正比：?I=CQ 2 21
121max
Q
I 164
Q =+代入工艺比值公式：
得换算公式：
则
22
222max
Q
I 164
Q =+21max
22max '
221max
222max 21
222
)4()4(Q
Q K
I Q
I Q Q Q
K ==
=－－22max
2
1max 2
'
Q
Q
K
K =
6）流量测量中的温度、压力补偿
用差压流量计测量气体流量时，被测气体温度和压力的变化会使其密度发生变化，流量的测量值将产生误差。
v 0
122
S ()
Q P P αρ
=-对于温度、压力变化较大、而控制质量要求较高
的对象，必须进行温度、压力补偿，以保证流量测量值的准确。
:α流量系数ρ：流体密度0S ：流体截面积12P P -：流体压力的变化
2. 比值控制系统的实施与参数整定
1）比值系数的实现
比值系统的实现有相乘和相除二种方法。在工程上可采用比值器、乘法器、除法器等仪表实现；用计算机控制时，通过比例、乘、除运算程序实现。
2）比值控制系统的参数整定
比值系统的主流量回路，可按单回路控制系统进行整定；比值系统的副流量整定为振荡与不振荡的边界为佳，即过渡过程既不振荡而反应又快。
7.4均匀控制系统
在连续生产过程中，有许多装置是前后紧密联系的。前一设备的出料，往往是后一设备的进料，各设备的操作也互相关联、互相影响。例如图7.9所示的两个连续操作的精馏塔。LC
1#
2#
FT
FC
LT
1#塔要求液位稳定，设液位控制系统。
2#塔要求进料量稳定，设流量控制系统。
计算机操作系统第七章 作业及答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？
只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。
《计算机控制系统》作业参考答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控 制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID 调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC 计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC 计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC 计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT 操作站相连。 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与 控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。 与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。 图1.3-2 典型的数字控制系统 给定
一种简单实用的水位自动控制系统设计 发表时间：2010-03-10T16:21:22.827Z 来源：《中小企业管理与科技》2010年2月上旬刊供稿作者：周玲钟义广[导读] 近年来对城市供水提出了更高的要求，水塔水位控制自动化系统被不断地改造，以适应社会的发展和人民生活水平的提高周玲钟义广（广西机电职业技术学院） 摘要：本文介绍一种简单实用的水箱水位自动控制系统的基本组成及工作原理，通过对该系统组装测试，达到预期效果，正式应用于乡镇供水系统中。实践证明，该水位控制系统设计方案合理，运行效果好，具有低成本、高使用价值的优点。关键词：水位自动控制系统 0 引言 近年来对城市供水提出了更高的要求，水塔水位控制自动化系统被不断地改造，以适应社会的发展和人民生活水平的提高，满足及时、准确、安全和保证充足供水。目前水位自动控制系统有很多成熟的产品，控制手段主要有单片机监控、比较电路监控、利用PLC和传感器构成水塔水位恒定的控制系统等，运行可靠，可实现远程监控和无人值守。在许多偏远地区，特别是居住相对分散的农村地区，供水问题也待解决。如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障。本文针对乡镇和偏远农村家庭供水的特点，设计一款简单实用、符合要求的水位自动控制系统。 1 水箱水位自动控制系统的组成 针对偏远农村分散居住，取水不方便（包括从水井取水）的特点，考虑到农民生活消费水平不高，设计的供水系统必须是既方便农民的生活，又经济实惠等特点的水箱水位自动控制系统。水箱水位自动控制系统的组成。 由图中可知，水位自动控制系统电路主要由主电路和控制电路两大部分组成。主电路是一台抽水水泵，由220V交流电源电压供电。控制电路由包括整流、滤波、稳压电路、感应电路及限流限压电路组成。 2 水箱水位自动控制系统的设备 水位自动控制系统的设备只需选用价格低廉、安全可靠的设备。 由设备表可知，所有的设备都是简单而常用的小型设备，价格低廉，控制和维护简单易于掌握，对远离城市的偏远地区非常适用。传统的水位控制系统通常使用传感器进行上、下限控制，以保证水位在上、下限之间。此设计中只用三根导线来代替传感器放置在上、下限水位之间，利用水的导电特性完成上、下限水位的自动控制，节省了购买传感器的费用，也不必考虑传感器的故障，进一步降低成本，提高系统的可靠性。 常见的生活用水供应系统工作形式是由外来补充水源（一次水源）向一个高位水塔和一个低位水池补水，再由高位水塔和低位水池（二次水源）向各用户供水。此设计主要考虑针对家庭供水系统（或者某些单独取用水之处），因此只需用（储）水箱而非水塔供水。系统供水是由水箱直接供应，不用考虑由位置高度所形成的压力来进行供水，不用气压供水，不必在屋顶上设置水箱，也不用单独建筑水塔，仅在厨房或需用水的地方放置一足够大的（储）水箱即可满足供水要求。 3 水箱水位自动控制系统的控制原理 该水箱水位自动控制系统结构简单，控制原理如下：系统上电后，交流电源经整流、滤波、稳压后，由电位器调节获得12V直流工作电压。当水箱水位低于下限时，接触器线圈失电，其常闭触头使水泵接通工作，抽水到水箱中；当水位上升到上限时，接触器线圈得电，常闭触头断开，常开触头闭合，水泵停止抽水。 V1、V2用来保护LM317输出端电压为安全电压，使其免受短路电流的影响；V3用来保护三极管，同时避免触电事故的发生。水位的上、下限可通过调整三根导线的位置设定。 4 测试应用 该设计经安装调试，结合实验室给排水系统进行测试，效果良好。正式应用于某乡镇几个家庭的日常用水装置中已将近两年，至今未发生故障。该系统在运行期间稳定性高，完全符合预先规定的标准，只需将控制电路稳压输出调整在10V-12V之间，可投入使用。可用交流变压器供电，也可以用直流供电。 5 结束语 设计的水箱水位控制系统因价格便宜，结构简单，使用方便，不易发生故障，可用于要求不高的给排水系统中，特别适用于城镇及偏远山区取水装置。 参考文献： [1]布挺，王帆.基于西门子PLC的水塔水位自动控制系统[J].科技信息，2009年第12期. [2]曹琦.一种节能的变压变频供水系统[J].变频器世界，2006（7）：133-137. [3]朱晓青主编.过程检测控制技术与应用.北京，冶金工业出版社，2002年.
5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。 按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？ 只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。
第一章计算机控制系统概述 习题与思考题 1.1什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？举例说明。 解答：由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，被称为计算机控制系统。与模拟系统相比，计算机控制系统具有设计和控制灵活，能实现集中监视和操作，能实现综合控制，可靠性高，抗干扰能力强等优点。例如，典型的电阻炉炉温计算机控制系统，如下图所示： 炉温计算机控制系统工作过程如下：电阻炉温度这一物理量经过热电偶检测后，变成电信号（毫伏级），再经变送器变成标准信号（1-5V或4-20mA）从现场进入控制室；经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，与计算机内部的温度给定比较，得到偏差信号，该信号经过计算机内部的应用软件，即控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制双向晶闸管对交流电压（220V）进行PWM调制，达到控制加热电阻两端电压的目的；电阻两端电压的高低决定了电阻加热能力的大小，从而调节炉温变化，最终达到计算机内部的给定温度。 由于计算机控制系统中，数字控制器的控制算法是通过编程的方法来实现的，所以很容易实现多种控制算法，修改控制算法的参数也比较方便。还可以通过软件的标准化和模块化，这些控制软件可以反复、多次调用。又由于计算机具有分时操作功能，可以监视几个或成十上百个的控制量，把生产过程的各个被控对象都管理起来，组成一个统一的控制系统，便于集中监视、集中操作管理。计算机控制不仅能实现常规的控制规律，而且由于计算机的记忆、逻辑功能和判断功能，可以综合生产的各方面情况，在环境与参数变化时，能及时进行判断、选择最合适的方案进行控制，必要时可以通过人机对话等方式进行人工干预，这些都是传统模拟控制无法胜任的。在计算机控制系统中，可以利用程序实现故障的自诊断、自修复功能，使计算机控制系统具有很强的可维护性。另一方面，计算机控制系统的控制算法是通过软件的方式来实现的，程序代码存储于计算机中，一般情况下不会因外部干扰而改变，因此计算机控制系统的抗干扰能力较强。因此，计算机控制系统具有上述优点。 1.2计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？ 解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成。 被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。 1.3应用逻辑器件设计一个开关信号经计算机数据总线接入计算机的电路图。 解答： 1.4应用逻辑器件设计一个指示灯经过计算机数据总线输出的电路图。 解答： 1.5设计一个模拟信号输入至计算机总线接口的结构框图。 解答： 模拟量输入通道组成与结构图 1.6设计一个计算机总线接口至一个4~20mA模拟信号输出的结构框图。 解答：
第7章思考题与习题 7-1 与单回路系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？ 解答：P212—7.1.2 7-2 分析串级系统的工作原理，说明为什么副回路的存在会使系统抑制扰动的能力增强。 解答：P208—7.1.1 7-5 在串级控制系统中当主回路为定值（设定值）控制时，副回路也是定值控制吗？为什么？ 解答：P212 不是，副回路是随动控制。 7-8 在某生产过程中，通过加热炉对冷物料加热，根据工艺要求，需对热物料出口温度进行严格控制。对系统分析发现，主要扰动为燃料压力波动。故设计如图7-43所示的控制系统。要求： （1）画出控制系统框图； （2）为保证设备安全，炉温不能过高。确定调节阀的气开、气关形式。 （3）确定两个调节器的正反作用。 解答： （1）控制系统框图如图所示。 （2）气开式。 （3）副调节器：反作用； 主调节器：反作用。 7-9 简述前馈控制的工作原理，与反馈控制相比，它有什么优点和局限？ 解答： 1）当系统出现扰动时，立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据扰动量的大小来改变控制量，以抵消扰动对被控参数的
影响。P221 2）优点：前馈控制器在扰动出现时立即进行控制，控制及时，对特定扰动引起的动、静态偏差控制比较有效。 局限：P224—1）、2） 7-10 为什么一般不单独采用前馈控制方案？ 解答： 由于前馈控制的局限性。 7-14 图7-44为一单回路水位控制系统。如果蒸气用量经常发生变化，为了改善控制质量，将单回路控制系统改为前馈-反馈复合控制系统，画出控制系统工艺流程图和框图，并对新增回路的功能进行简单说明。 解答： 1）控制系统工艺流程图如图所示。 控制系统框图如图所示。 2）新增回路功能说明： 7-19 物料比值K与控制系统比值系数K'有何不同？怎样将物料比值转换成控制系统比值系数K'？ 解答： 1）K是工艺规定的流量比；K'是仪表信号之间的比例系数。 2）用P234式（7-37）和P235式（7-38）进行转换。
第7章简单控制系统 随着现代石油化工等过程装置的日益大型化、复杂化，智能仪表和计算机控制系统的日益普及，各类控制系统特别是复杂控制和先进控制系统在生产过程中的作用越来越显得重要。目前，占控制系统绝大多数的仍然是简单控制系统，简单控制系统也是各类复杂控制和先进控制系统的基础。因此，掌握简单控制系统的基本原理和设计方法非常重要。由于简单控制系统的工作原理在前述章节已做介绍与讨论，本章以简单控制系统的设计、投运与整定为主要内容。 7.1 简单控制系统结构与组成 从第一章已知，自动控制系统是由被控对象和自动化装置两大部分组成，即 测量元件及变送器 自动化装置自动控制器（调节器） 自动控制系统（起控制作用）执行器（控制阀） 被控对象受控制的物理装置（生产设备） （对象） 由于构成自动控制系统的这两大部分(主要是指自动化装置)的数量、连接方式及其目的不同，自动控制系统可以有许多类型。所谓简单控制系统，通常是指由一个测量元件及变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对象所构成的单闭环控制系统，因此也称为单回路控制系统。 图7-l所示的液位控制系统与图7-2所示的温度控制系统都是简单控制系统的例子。 图7-1所示的液位控制系统中，贮槽是被控对象，液位是被控变量，变送器LT将反映液位高低的信号送往液位控制器LC。控制器的输出信号送往执行器，改变控制阀开度使贮槽输出流量发生变化以维持液位稳定。 图7-1 液位控制系统图7-2 温度控制系统 图7-2所示的温度控制系统，是通过改变进入换热器的载热体流量，以维持换热器出口物料的温度在工艺规定的数值上。 需要说明的是在本系统中画出了变送器LT及TT这个环节，根据第一章中所介绍的控
第七章多处理机 历年真题精选 1. 在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间 必须是（ B ）。 A. 只有数据相关 B. 只有源数据相关 C. 只有数据反相关 D. 只有数据输出相关 2. 在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小 时，任务宜采用（粗）粒度。 3．多处理机互连形式一般有总线形式，环形互连形式，（交叉开关）形式，多端口存储器形式和（开关枢纽结构）形式等几种。 4. 多处理机实现的是（作业）和（任务）间的并行。 5. 用霍纳法则给定的表达式如下：E=a(b+c(d+e(f+gh))) 利用减少树高的办法加速运算，要求： （1）画出树形流程图； （2）确定运算级数TP，处理机机数P、加速比SP和效率EP等的值。 （TP=7，P=3，SP=7/4，EP=7/12） 6. 简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。(P182-183) 同步强化练习 一．单项选择题。 1. 多处理机主要实现的是（ A ）。 A.任务级并行 B.指令级并行 C.操作级并行 D.操作步骤的并行
2. 多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（ B ）。 A.可以并行执行 B.不可能并行 C.必须并行执行 D.任何情况均可交换串行 3. 若两个程序段之间没有任何相关，则两个程序段（ B ）。 A.不可并行 B.可并行 C.不可顺序串行 D.不可交换串行 4. 多处理机的各自独立型操作系统（ D ）。 A. 适合于紧耦合多处理机 B.要求管理程序不必是可再入的 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5. 多端口存储器适合于连接（ A ）。 A.紧耦合多处理机 B.松耦合多处理机 C.机数很多的的处理机 D.机数可变的多处理机 6. 主从型管理程序只在（ C ）运行。 A.多台处理机上 B.一台随意的主处理机上 C.一台指定的主处理机上 D.处理机之间 7. 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ C ）。 A.SISD B.MISD C.MIMD D.SIMD 8. 属于MIMD系统的结构是（ D ）。 A.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 B.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 C.阵列处理机 D.松耦合多处理机和多计算机 9. 在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是（ A ）。 A.并行多体交叉主存系统 B.共享Cache存储器 C.虚拟存储器 D.共用高速单体主存系统
第一章答案 1.操作系统负责管理计算机系统的（③），其中包括处理机、内存、外围 设备和文件。 ①、程序；②、文件；③、资源；④、进程 2.（③）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可 以通过各自的终端同时交互的使用计算机。 ①、网络；②、分布式；③、分时；④、实时 3.操作系统的四大功能是处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理 4.批处理系统主要解决吞吐量问题，分时系统主要解决 交互性问题。（华中理工大2001） 5.操作系统的基本特征是并发、共享、虚拟、异步。 6.如果操作系统具有交互性强、可供多个用户同时使用及响应较及时的特 点，则属于分时类型，如果操作系统可靠，响应及时但仅有简单的交互能力则属于实时类型，如果操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理类型。 7.用户和操作系统之间的接口主要分为 命令接口、图形接口、程序接口。 8.多道程序（multiprogramming）和多重处理(multiprocessing)有何区别答：多道程序是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正的同时执行多个作业；而多重处理系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 9.设计操作系统与哪些硬件器件有关 答：计算机操作系统的重要功能之一是对硬件资源的管理，因此设计计算机操作系统时应考虑下述计算机硬件资源： ①CPU与指令的长度及执行方式； ②内存、缓存和高速缓存等存储装置；
③各类寄存器，包括各种通用寄存器、控制寄存器和状态寄存器等； ④中断机构； ⑤外部设备与I/O控制装置； ⑥内部总线与外部总线； ⑦对硬件进行操作的指令集。 10.多用户系统于网络操作系统有什么区别 答：网络操作系统的工作，用户必须知道网址，而多用户操作系统是面向用户的，可以不必知道计算机的详细确切地址，多用户技术的关键是在用户之间有保密安全措施，网络操作系统强调的是客户机和服务器之间的通信。以单机多用户系统为例，说明它与网络操作系统的比较。 11.分时系统和实时系统有何不同 答： 系统设计目标不同。分时系统于与实时系统中的信息处理系统相似，都能为多个用户服务，系统按分时原则为多个终端用户服务； 而实时系统则表现为经常对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。因此，分时系统的目标是提供一种通用性强的系统，而实时系统大多具有某种特殊用途，是一种专用系统。 响应时间要求不同。分时系统与实时信息处理系统对象应时间的要求都是以人所能接受的等待时间来确定的。而实时控制系统的响应时间是以控制对象所能接受的时延来确定的，实时性要求更强。 交互性强弱不同。分时系统主要用于运行终端用户程序，因此具有较强
7.3比值控制系统 生产过程中，经常需要几种物料的流量保持一定的比例关系。例如，在锅炉的燃烧系统中，要保持燃料和空气量的一定比例，以保证燃烧的经济性。 定义：实现两个或多个参数符合一定比值关系的控制系统，称为比值控制系统。 例如要实现两种物料的比例关系，则表示为： Q2=K Q1 其中：K—比值系数；Q 1—主流量；Q 2 —副流量。
7.3.1 比值控制系统的种类 1. 开环比值控制系统 如图Q 1是主流量，Q 2是副流量。流量变送器FT 检测主物料流量Q 1；由控制器FC 及安装在副物料管道上的阀门来控制副流量Q 2。 FC Q 1 Q 2此控制K 方案的优点： 结构简单、成本低。缺点 是无抗干扰能力，当副流 管线压力等改变时，不能 保证所要求的比值。 控制目标：Q 2＝K Q 1图8-14开环比值控制方块图 P
结构简单，只需一台纯比例控制器，其比例度可以根据比值要求来设定。主、副流量均开环； 这种比值控制方案对副流量Q 2本身无 抗干扰能力。所以这种系统只能适用于副流量较平稳且比值要求不高的场合。
2. 单闭环比值控制系统 为了克服开环比值控制的不足，在开环比值控制的基础上，增加对副流量的闭环控制。特点：? 对Q 2进行闭环控制，比值控制精度提高。 ? 控制目标：Q 2=K Q 1 ?对Q 1只测量、不控制。Q 1变化，Q 2跟着变化，总流量不稳定。 F 1T Q 1 Q 2 K F 2T F 2C
图8-16单闭环比值控制系统方块图 它能实现副流量随主流量的变化而变化即Q 2=KQ 1 ，还 可以克服副流量本身干扰对比值的影响。 结构简单，实施方便，尤其适用于主物料在工艺上不允许进行控制的场合。 虽然能保持两物料量比值一定，但由于主流量是不受控制的，当主流量变化时，总的物料量就会跟着变化。 P PID
简单控制系统的设计 【教材分析】 普通高中通用技术课程《技术与设计2》第4章，控制与设计的内容。通过学习控制系统中的控制目标，控制的过程，和控制的机理，控制与设计的知识，有助于我们运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题，发展学生良好的逻辑思维品质。 【教学目标】 1.知识与技能：理解控制的含义及其在生产和生活中的应用，了解手动控制，自动控制，熟悉简单的开环闭环控制系统的基本组成，和简单的工作过程，并能够分析典型的案例。了解控制系统的设计，对整个设计产生的重要影响，了解简单的被控制对象的基本特征，能确定被控量控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计方案。 2.过程与方法：通过案例分析，学会多角度的思考问题，发展辩证思维能力。 3.情感态度与价值观：培养对控制系统设计的兴趣和想象力，理解控制系统技术设计在艺术中的魅力，提高审美情趣。 【教学重难点】 能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置，或者能根据简单闭环控制系统的设计方案，进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。 【教学课时及地点】
两课时。一课时在教室学习理论，一课时在实验室实践活动。【教学过程】 引入。通过上一节的学习，我们知道，任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统，控制系统通常又分为开环控制系统和闭环控制系统，其中闭环控制系统在日常生活和生产中，有着广泛的应用。 新课讲授。 简单控制系统设计概论。控制系统是一项大而专业的工程，光概论都是一本厚厚的书，今天我们只作为入门了解一下简单控制系统的涵义和设计步骤。简单控制系统其实就是单回路反馈控制系统，仅对一个被控变量进行控制，特点是结构简单、投资少、易于调整、易于运行，因此适用于被控过程的纯滞后和惯性小、负荷和扰动变化比较平缓、控制质量要求不太高的场合。 控制系统设计的一般步骤如下： 一、确定控制的目的。 二、确定系统的被控量，即控制系统要控制什么。一般情况下，系统的控制目的就是系统的被控量，但有些控制系统的控制目的与系统的被控量就可能不同。 三、明确系统被控量应达到的精度指标。 四、选定控制系统的结构。 五、建立系统各环节的模型。 六、确定待调参数。
简单控制系统 §5.1 简单控制系统设计原则 简单控制系统（单回路控制系统）是指由一个受控对象、一个测量变送器、一个控制器和一个执行机构（控制阀）所组成的闭环控制系统。 一、被控变量的选择 被控变量选择方法 方法一：选择能直接反映生产过程中产品产量和质量又易于测量的参数作为被控变量，称为直接参数法。 方法二：选择那些能间接反映产品产量和质量又与直接参数有单值对应关系、易于测量的参数作为被控变量，称为间接参数法。 选择被控变量的原则 1. 选择对产品的产量和质量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用的、可直接测量的工艺参数为被控变量。 2. 当不能用直接参数作为被控变量时，可选择一个与直接参数有单值函数关系并满足如下条件的间接参数为被控变量。 ⑴满足工艺的合理性 ⑵具有尽可能大的灵敏度且线形好 ⑶测量变送装置的滞后小。 二、操纵变量的选择 选择操纵变量，就是从诸多影响被控变量的输入参数中选择一个对被控变量影响显著而且可控性良好的输入参数，作为操纵变量，而其余未被选中的所有输入量则视为系统的干扰。 1. 对象静态特性对控制质量的影响 ＫＯ应适当大些。 扰动通道放大倍数K f越小越好。Ｋf小表示扰动对被控变量的影响小，系统可控性好。 小结：选择操纵变量构成控制系统时，从静态角度考虑，在工艺合理性的前提下，扰动通道的放大倍数Ｋf越小越好，控制通道放大倍数ＫＯ希望适当大些，以使控制通道灵敏些。 2. 对象动态特性的影响 对象的动态特性一般可由时间常数Ｔ和纯滞后τ来描述。 设扰动通道时间常数为Ｔf，纯滞后为τf；控制通道的时间常数为Ｔo，纯滞后为τo。下面我们分别进行讨论。 ⑴对扰动通道特性的影响 Ｔf对控制质量的影响
计算机控制系统作业答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 参考答案： 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 图1.3-2 典型的数字控制系统 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 参考答案： 计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制. ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT操作站相连. 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 参考答案： 计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象
第一章计算机系统概论 （一）选择题 1.有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中，称之为 A.硬件 B.软件 C.固件 D.辅助存储器 E.以上都不对 2.输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为 A.操作系统 B.存储器 C.主机 D.外部设备 3.计算机系统中的存储系统是指 A. RAM存储器 B. ROM存储器 C.主存 D.主存和辅存 4.计算机与日常使用的袖珍计算器的本质区别在于 A.运算速度的高低 B.存储器容量的大小 C.规模的大小 D.自动化程度的高低 5.冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是 A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执行指令 C.堆栈操作 D.存储器按内容选择地址 6.用户与计算机通信的界面是 A. CPU B外部设备 C.应用程序 D 系统程序 7.下列属于应用软件。 A.操作系统 B 编译程序 C.连接程序D文本出来程序 8下列不是输入设备。 A.画笔与图形板 B 键盘 C.鼠标器 D 打印机 9.下列各装置中，具有输入及输出功能。 A.键盘 B 显示器 C.磁盘驱动器 D 打印机 10.下列设备中不属于输出设备。 A.打印机 B 磁带机 C.光笔 D 绘图仪 11下列语句中是正确的。 A.数据库属于系统软件 B.磁盘驱动器只有输入功能 C.评估计算机的执行速度可以用每秒执行的指令数为判断依据 D.个人计算机是小型机 12.计算机只懂机器语言，而人类熟悉高级语言，故人机通信必须借助 A.编译程序 B.编辑程序 C.连接程序 D.载入程序 13.计算机的算术逻辑单元和控制单元合称为 A. ALU B. UP C. CPU D. CAD 14.只有当程序要执行时，它才会去将源程序翻译成机器语言，而且一次只能读取、翻译并执行源程序中的一行语句，此程序称为 A.目标程序 B.编译程序C解释程序 D.汇编程序 15下列语句中是正确的。 A. 1 KB= 1024x1024 B B. 1 KB=1024 MB C. 1 MB = 1024 x1024 B D. 1 MB = 1 024 B 16.一片1 MB的磁盘能存储的数据。 A. 106字节 B. 10-6字节 C. 109字节 D. 220字节 17. 32位的个人计算机，一个字节( byte)由位(bit)组成。 A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
第7章控制器 7.1 控制器的功能和组成 7.2 指令周期 7.3 操作命令分析 7.4 控制信号举例 7.5 控制器设计
7.1 控制器的组成 一、控制器的功能 1、从存储器取出指令，送到控制器里指令寄存器IR中 2、对指令进行译码，产生出完成指令对应的时序控制信号，并由CPU引脚将控制信号加到系统总线里的控制线中去，从而控制相关部件动作，完成指令的执行。 3. 控制程序输入及结果的输出 4. 总线管理 5. 处理异常情况和特殊请求
8.1 二、控制器的组成 1.程序计数器PC 存放当前正在执行的指令地址或下一条要执行指令的地址。具有自动加1（或加2）功能。 2.指令寄存器IR 存放次内存中取出的指令。 3.指令译码器 对指令寄存器IR中指令操作码进行译码，译码出的信号加到“操作信号形成部件”中一起形成该指令所需要的，具有一定时序关系的操作控制信号序列。
4.操作控制信号形成部件 根据指令操作码的译码信号以及时序信号产生部件发出的时序信号，分波次发出控制信号，控制计算机相关部件，完成指令的执行。 5. 时序信号产生器 产生机器周期信号和时钟信号，控制指令执行大的步骤（机器周期），及每个大步骤下的小的执行步骤（时钟周期）。 6.地址寄存器MAR 存放指令的地址或操作数的内存地址。 7. 数据缓冲寄存器MDR 内存写入数据或读出的指令或数据，都要经过MDR进行缓冲。
7.2 指令周期 一、指令周期的基本概念 1 . 指令周期 取出并执行一条指令所需的全部时间 完成一条指令 执行 取指、分析 取指阶段取指周期执行阶段执行周期（取指、分析） （执行指令） 指令周期 取指周期执行周期
计算机基础第一章复习题 一、填空题 1．计算机硬件由中央处理器、内存储器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。2. 字长是计算机在单位时间内__1__次能处理的__二__进制位数。 3．计算机的主机部分是由CPU和内存储器组成的。 4、计算机软件一般可分为系统软件和应用软件两类，用户写的C语言源程序属于应用软件。 5、运算器和控制器合称CPU。 6、程序、数据和及其相关的文档合称文件。 7、计算机系统的层次结构中，位于硬件之外的所有层次统称为软件系统。 8、由CPU、内存与I/O接口合在一起构成的处理系统称为主机。 9、计算机硬件系统中各部件之间传输的信息流是数据流和指令。 10、程序的运行过程由取指令、分析取令和执行指令组成。 11、内存中的指令，一般先取到数据缓冲寄存器，再送到指令寄存器。 12、（09）计算机语言分为高级语言、__汇编语言___和机器语言。 13、计算机语言分为高级语言、汇编语言和机器语言。 二、选择题 1．微机的诊断程序属于__B__。 A)管理软件B)系统软件 C)编辑软件D)应用软件 2．在下列软件中，不属于系统软件的是_D___。 A)操作系统B)诊断程序 C)编译程序D)用PASCAL编写的程序 3．某公司的财务管理软件属于__D__。 A)工具软件B)系统软件 C)编辑软件D)应用软件 4．计算机软件应包括_A___。 A)系统软件与应用软件 B)管理软件和应用软件 C)通用软件和专用软件 D)实用软件和编辑软件 5.一个字长的二进制位数是A。 A)8 B)16 C)32 D)随计算机系统而不同的 6.CPU主要由运算器与控制器组成，下列说法中正确的是 C 。 A)运算器主要负责分析指令，并根据指令要求作相应的运算 B)控制器主要完成对数据的运算，包括算术运算和逻辑运算 C)控制器主要负责分析指令，并根据指令要求作相应的运算 D)控制器直接控制计算机系统的输入与输出操作 7．微型计算机硬件系统主要包括存储器、输入设备、输出设备和_A___。 A)中央处理器B)运算器C)控制器D)主机 8．下列可选项，都是硬件的是__D__。 A）Windows、ROM和CPU B)WPS、RAM和显示器 C)ROM、RAM和Pascal D)硬盘、光驱和软驱 9．通常，在微机中所指的80486是__B__。 A)微机名称B)微处理器型号C)产品型号D)主频 10．一个字节的二进制位数是__C__。 A)2 B)4 C)8 D)16 11．在微机中，bit的中文含义是__A__。 A)二进制位B)字节C)字D)双字
1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的； 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。 两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。 分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。 3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。 指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。 程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出
石化公司维修公司（仪表维修工） 串级复杂控制系统考试试卷答案 （考试时间： 年 月 日 考试时长： 120 分钟） 一、填空题（每空1分，满分 30分） 1.串级控制系统是由主、副两个控制器串接工作的。主控制器的输出作为副控制器的 给定值，副控制器的输出去操纵控制阀，以实现对变量的定值控制。在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； 2.串级控制系统的目的在于通过改变副变量来提高对主变量的控制质量 由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了干扰对主变量的影响；系统对负荷改变时有一定的自适应能力。 3.串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。 4.在串级控制系统中，主、副调节器的作用是不同的。主调节器是定值控制，副调节器是随动控制。系统对二个回路的要求有所不同。主回路一般要求无差，主调节器的控制规律应选取PI 或PID 控制规律；副回路要求起控制的快速性，可以有余差，一般情况选取P 控制规律而不引入 I 或 D 控制。如果引入 I 控制，会延长控制过程，减弱副回路的快速控制作用；也没有必要引入 D 控制，因为副回路采用 P 控制已经起到了快速控制作用，引入D 控制会使调节阀的动作过大，不利于整个系统的控制 控制作用的特点是保证过程的稳定性。 I 控制作用的特点是保证控制过程作无差控制。 D 控制作用的特点是补偿控制对象的迟延和惯性 6.过度过程要有较好的稳定性和快速性一般希望调节过程具有较大的衰减比，超调量 要小些，调节时间越短越好，又要没有余差 二、简答题（共 6 题，每题5分，满分 30 分） 1. 简述串级控制系统的投用步骤？ 参考答案： （1）将副调节器“内、外”给定置外给定，“自动、手动”放在“手动”。 主调节器 “内、外”给定置内给定，“自动、手动”放在“手动”，并把“正、反”作用开 关分别放在正确位置，调节器参数分别放在预定值。 （2）用副调节器手动控制 （3）当主参数接近给定值，副参数也较平稳后，调节主调节器手动输 出，使副调节 器偏差为零，将副调节器由手动切到自动。 （4）调节主调节器给定值，使主调节器偏差为零 （5）将主调节器由手动切到自动。 2.简述串级控制系统主、副控制器作用方式的选择依据？ 参考答案： （ 主控制器± ） （ 副对象± ） （ 主对象± ） ＝ （ — ） 因此：当主、副变量同向变化时，主控制器应选反作用方式，反向变化则应选正作用方式。 副控制器作用方式选择： （ 副控制器± ） （ 控制阀± ） （ 副对象± ） ＝ （ — ） 3. 简述单回路控制系统的投用步骤？ 参考答案： 1. 设置好控制器正反作用和Ｐ、Ｉ、Ｄ参数。 2. 先手动控制使测量值逐步接近给定值，并保持测量值稳定 3. 按无扰动切换（指手、自动切换时阀上信号基本不变）的要求将控制器切入自动 4. 简述单回路控制系统的“4 :1衰减振荡”参数整定方法？ 参考答案：
第1章计算机控制系统概述 习题与思考题 1-1 测控系统微机化的重要意义是什么？ 1-2 对计算机控制系统有哪些基本要求？ 1-3 闭环控制与开环控制有什么不同？ 1-4 计算机控制系统中的在线方式与离线方式的含义是什么？ 1-5 按应用领域和设备形式，计算机控制系统可分为哪几种？ 1-6计算机控制系统有哪几种输入与输出信号？各有什么特点和应用场合？ 1-7 针对不同行业、不同被控对象，可以选择哪些计算机控制装置（主机）？ 1-8 以定位减速和工件加工为例，说明计算机控制系统的工作原理。 1-9 什么是实时计算机系统？在计算机控制系统中实时性体现在哪几个方面？ 1-10 什么是智能控制？有哪几种形式的智能控制系统？ 1-11 计算机控制系统各环节软、硬件的发展趋势是什么？ 参考答案 1-1 测控系统微机化的重要意义是什么？ 答：传统的测控系统主要由“测控电路”组成，所具备的功能较少，也比较弱。随着计算机技术的迅速发展，使得传统的测控系统发生了根本性变革，即采用微型计算机作为测控系统的主体和核心，替代传统测控系统的常规电子线路，从而成为新一代的微机化测控系统。由于微型计算机的速度快、精度高、存储容量大、功能强及可编程等特点，将微型计算机引入测控系统中，不仅可以解决传统测控系统不能解决的问题，而且还能简化电路、增加或增强功能、提高测控精度和可靠性，显著增强测控系统的自动化、智能化程度，而且可以缩短系统研制周期、降低成本、易于升级换代等。因此，现代测控系统设计，特别是高精度、高性能、多功能的测控系统，目前已很少有不采用计算机技术的了。在当今，完全可以这样说，没有微处理器的仪器就不能称为仪器，没有微型计算机的测控系统就更不能称其为现代工业测控系统。 计算机技术的引入，为测控系统带来以下一些新特点和新功能： 1）自动清零功能。在每次采样前对传感器的输出值自动清零，从而大大降低因测控系统漂移变化造成的误差。 2）量程自动切换功能。可根据测量值和控制值的大小改变测量范围和控制范围，在保证测量和控制范围的同时提高分辨率。 3）多点快速测控。可对多种不同参数进行快速测量和控制。 4）数字滤波功能。利用计算机软件对测量数据进行处理，可抑制各种干扰和脉冲信号。 5）自动修正误差。许多传感器和控制器的特性是非线性的，且受环境参数变化的影响比较严重，从