第七组 组长：罗彬彬 组员：符娇 杨智玉 连荣坤 卢赞明 刘棋
2. 在连续精馏塔中，分离下表所示的液体混合物。操作压力为2780.0kPa 、加料量为100kmol ／h 。若要求馏出液中回收进料中91.1％乙烷，釜液中回收进料中9
3.7％的丙烯，试用清晰分割估算馏出液流量及各组分在两产品中的组成。
序号 1 2 3 4 5 6 组分 甲烷 乙烷 丙烯 丙烷 异丁烷 正丁烷 x i
0.05
0.35 0.15 0.20 0.15 0.10 ih
α
10.95
2.59
1
0.884
0.422
0.296
解：d LK =100*0.35*0.911=31.885 kmol
w LK =100*0.35*(1-0.911)=3.115 kmol w HK =100*0.15*0.937=14.055 kmol d HK =100*0.15*(1-0.937)=0.945 kmol
根据以上数据，以及按照清晰分割得出如下表格：
4. 某精馏塔进料中含n-C 6o 0.33，n-C 7o 0.33，n-C 8o 0.34。要求馏出液中n-C 7o 含量不大于0.011，釜液中n-C 6o 含量不大于0.015（以上均为摩尔分数）。若进料流率为100kmol/h 。 说明什么是关键组分，什么是非关键组分，按清晰分割预算馏出液及塔釜液流量及组成。 解：是非关键组分。
是关键组分，和0
80
60
7C n C n C n ---
根据清晰分割，给如下表格：
编号 组分 进料 馏出液di 釜液wi 1 0
6C n -
33 33-0.015W 0.015W 2 07C n -
33 0.011D 33-0.011D
3 0
8C n -
34 0 34 ∑
100
D
W
根据以上表格的数据，得到D+W=100，33-0.015W+0.011D=D
编号 组分 进料 馏出液di
釜液wi 1 甲烷 5 5 0 2 乙烷 35 31.885 3.115 3 丙烯 15 0.945 14.055 4 丙烷 20 0 20 5 异丁烷 15 0 15 6 正丁烷 10 0 10 ∑
100
37.83
62.17
解得：D=32.341 kmol W=67.659 kmol 所以上面的表格经计算为： 编号 组分
进料 馏出液di x i ，D 釜液wi x i ，W 1 0
6C n - 33 31.985 0.989 1.015 0.015 2 07C n - 33 0.356 0.011 32.644 0.482 3 08C n -
34 0 0 34 0.503 ∑
100
32.341
1
67.659
1
5. 拟以水为溶剂对醋酸甲酯（1）—甲醇（2）溶液进行萃取精馏分离，已知料液的65
.01=F x ，
此三元系中各组分的端值常数为：
8289
.0;
9464.0;
0293.122112===s A A A 8881.1;9934.2;5066.0112===s s s A A A
试问当全塔萃取剂浓度为6.0=s x 时，水能作为该体系的萃取剂吗？若当全塔萃取剂浓度为8.0=s x 时，其萃取效果可提高多少？除萃取剂的浓度外，影响萃取效果的因素有那些？ 解：
溶液的性质和浓度有关
影响萃取效果的还与原效果提高了
时，同理，当
时，当%
27.51%1002356
.54611
.3-2356.52356
.5)(
8.04611
.3)(
2416
.1)]21([)(ln 6.065
.035
.065.065.066775
.0)(2
198785.0)(2144075.2)(218.06.0'
1'
12'
2'
12
11'122'22112'1211'
1=?===∴=---===+=
+=
=+==+==+=α
αα
αα
αS S S S S S S S S S S S S S x x A A A x x x x x x A A A A A A A A A
6. 某1、2两组分构成二元系，活度系数方程为22
1ln Ax
=γ，
2
1
2ln Ax =γ，端值常数与温
度的关系：A=1.7884-4.25?10-3T (T ，K)
蒸汽压方程为：T
P S
40500826.16ln 1-
= ，
T
P S
40503526.16ln 2-
= (P ：kPa ：T ：
K)
假设汽相是理想气体，试问99.75Kpa 时：（1）系统是否形成共沸物？（2）共沸温度是多少？ 解：
物。也即系统可以形成共沸使得个理，可得，至少存在一根据连续函数的介值定综上，可得
的连续函数，设是因为，则时当，则时当1
)(,572
.0)1(,055.1)0(),
(572
.067
.1303351.175.9913351.12890.01)79.335210
25.47884.1(ln 1
0ln 67.1308727.4352.79
40503526.16T
40503526.16ln K
79.352T
40500826.1675.99ln ln 75.99,0,1.055
.175
.991147
.763820.11
0ln 3820
.13235.01)68.3441025.47884.1(ln 147.763327.4344.68
40500826.16T
40500826.16ln K
68.344T
40503526.1675.99ln ln 75.99,1,0.)1(111121120
2
201
11212
3
2110
1020
10
1210
2
201
1122212
3
10
1010
20
221=====??=
=
=?=???-==?==?=-
=-==?-======II =??=
=
=?==?=???-==?=-
=-
==?-======I --x f x f f x f x P P kPa P P T P kPa P P x x P P kPa
P P T P kPa P P x x ααγγαγγγγγγαγγγγ
27
.0)21)(10
25.47884.1(ln
ln
1)
21)(1025.47884.1(])1[()(ln
27
.0)40500826.16(40503526.16ln
)2(13
1
022
10
2
201
113
2
12
12
12
22
10
1
02=-?-==-?-=--=-==-
--
=--x T P P P P x T x x A x x A T
T
P P 也即，则有在恒沸点处，有
γγγγγγ
先假设一个T ，求出x1，再求出，x2、γ1、γ2、01P 、02P ，再带入0
2220111P x P x P γγ+=，验算是否为99.75kPa 。
以下是用excel 做出来的结果：
温度 P
330 76.91233705 331 79.58825821 332 82.32336331 333 85.11622063 334 87.96501164 335 90.86747787 336 93.82086046 337 96.82183107 338 99.86641284
由上表可得，共沸温度是介于337和338。同样用excel 计算，得出当T=337.962时，P=99.74997551，故共沸温度为T=337.962
第三章 习题及答案 传递函数描述其特性，现在用温度计测量盛在容器内的水温。发现需要时间才能指示出实际水温的98%的数值，试问该温度计指示出实际水温从10%变化到90%所需的时间是多少? 解： 41min, =0.25min T T = 1111()=1-e 0.1, =ln 0.9t h t t T -=-T 21T 22()=0.9=1-e ln 0.1t h t t T -=-， 210.9 ln 2.20.55min 0.1 r t t t T T =-=== 2.已知某系统的微分方程为)(3)(2)(3)(t f t f t y t y +'=+'+''，初始条件2)0( , 1)0(='=--y y ，试求： ⑴系统的零输入响应y x (t )； ⑵激励f (t ) (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )； ⑶激励f (t ) e 3t (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )。 解：(1) 算子方程为：)()3()()2)(1(t f p t y p p +=++ ) ()e 2 5e 223()()()( ) ()e 2 1e 223()()()( )()e e 2()(2 112233)( )2(; 0 ,e 3e 4)( 34 221e e )( 2x 2222x 212 121221x t t y t y t y t t t h t y t t h p p p p p p H t t y A A A A A A A A t y t t t t t t f f t t t t εεεε------------+=+=+-==-=?+-+= +++= -=??? ?-==????--=+=?+=∴* ) ()e 4e 5()()()( )()e e ()(e )()( )3(2x 23t t y t y t y t t t h t y t t t t t f f εεε------=+=-==* 3.已知某系统的微分方程为)(3)(')(2)(' 3)(" t f t f t y t y t y +=++，当激励)(t f =)(e 4t t ε-时，系统
题目：时间响应由 和 两部分组成。 分析与提示：时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。 答案：瞬态响应、稳态响应 题目：系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程，称为 。 分析与提示：瞬态响应，指系统在某一输入信号作用下，系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。 答案：瞬态响应 题目：系统的时间响应可从两方面分类，按振动性质可分为 与 。 分析与提示：系统的时间响应可从两方面分类，按振动性质可分为自由响应与强迫响应。 答案：自由响应、强迫响应 题目：系统的时间响应可从两方面分类，按振动来源可分为 与 。 分析与提示：系统的时间响应可从两方面分类，按振动性质可分为自由响应与强迫响应；按振动来源可分为零输入响应(即由“无输入时系统的初态”引起的自由响应)与零状态响应(即仅由输入引起的响应)。 答案：零输入响应、零状态响应 题目：系统微分方程的特解就是系统由输入引起的输出(响应)，工程上称为 。 分析与提示：初始条件及输入信号产生的时间响应就是微分方程的全解。包含通解和特解两个部分。通解完全由初始条件引起的，它是一个瞬态过程，工程上称为自然响应 (如机械振动中的自由振动)。特解只由输入决定，特解就是系统由输入引起的输出(响应)，工程上称为强迫响应 (如机械振动中的强迫振动)。 答案：强迫响应 题目：系统的瞬态响应不仅取决于系统本身的特性，还与外加 的形式有关。 分析与提示：系统的瞬态响应不仅取决于系统本身的特性，还与外加输入信号的形式有关。 答案：输入信号 题目：单位阶跃信号? ??<>=000t t t u 1)(的拉氏变换为【 】 A 、 s 1 B 、21 s C 、1 D 、s 分析与提示：熟练掌握典型信号的拉氏变换。B 为单位斜坡信号的拉氏变换，C 为单位冲击信号的拉 是变换。 答案：A 题目：选取输入信号应当考虑以下几个方面，输入信号应当具有 ，能够反映系统工作的大部分实际情况。 分析与提示：选取输入信号应当考虑以下几个方面，输入信号应当具有典型性，能够反映系统工作的大部分实际情况。 答案：典型性 题目：选取输入信号时，输入信号的形式应当尽可能 。 分析与提示：选取输入信号时，输入信号的形式应当尽可能简单。 答案：简单 题目： 是使用得最为广泛的常用输入信号。 分析与提示：单位脉冲函数、单位阶跃函数、单位斜坡函数、单位抛物线函数 都为常用输入信号时，单位脉冲函数是使用得最为广泛的常用输入信号。 答案：单位脉冲函数 题目：设一阶系统的传递函数为 5 23 +s ，则其时间常数和增益分别是【 】
第三章 习题及答案 传递函数描述其特性，现在用温度计测量盛在容器内的水温。发现需要时间才能指示出实际水温的98%的数值， 试问该温度计指示出实际水温从10%变化到90%所需的时间是多少? 解： 41min, =0.25min T T = 2.已知某系统的微分方程为)(3)(2)(3)(t f t f t y t y +'=+'+''，初始条件2)0( , 1)0(='=--y y ，试求： ⑴系统的零输入响应y x (t )； ⑵激励f (t ) (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )； ⑶激励f (t ) e 3t (t )时，系统的零状态响应y f (t )和全响应y (t )。 解：(1) 算子方程为：)()3()()2)(1(t f p t y p p +=++ 3.已知某系统的微分方程为)(3)(')(2)(' 3)(" t f t f t y t y t y +=++，当激励)(t f =)(e 4t t ε-时，系统的全响应)()e 6 1e 27e 314()(42t t y t t t ε-----=。试求零输入响应y x (t )与零状态响应y f (t )、自由响应与强迫响应、暂态响应与稳态响应。 解： 4. 设系统特征方程为：0310126234=++++s s s s 。试用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别该系统的 稳定性。 解：用劳斯-赫尔维茨稳定判据判别，a 4=1，a 3=6，a 2=12，a 1=10，a 0=3均大于零，且有 所以，此系统是稳定的。 5. 试确定下图所示系统的稳定性. 解：210 110(1)(1)(). ()210(21) 1(1) s s s s a G s s s s s s s +++=?=?+++ 系统稳定。 满足必要条件，故系统稳定。 6.已知单位反馈系统的开环传递函数为) 12.001.0()(2++= s s s K s G ξ，试求系统稳定时，参数K 和ξ的取值关系。 解：2()(0.010.21)0D s s s s k ξ=+++=
第三章 理想流动反应器 概述 按照操作方式，可以分为间歇过程和连续过程，相应的反应器为间歇反应器和流动反应器。 对于间歇反应器，物料一次性加入，反应一定时间后把产物一次性取出，反应是分批进行的。物料在反应器内的流动状况是相同的，经历的反应时间也是相同的。 对于流动反应器，物料不断地加入反应器，又不断地离开反应器。 考察物料在反应器内的流动状况。有的物料正常的通过反应器，有的物料进入反应器的死角，有的物料短路（即近路）通过反应器，有的物料在反应器内回流。 在流动反应器中物料的流动状况不相同，造成物料浓度不均匀，经历的反应时间不相同，直接影响反应结果。 物料在反应器内的流动状况看不见摸不着。人们采用流动模型来描述物料在反应器内的流动状况。流动模型分类如下： 理想流动模型 流动模型 非理想流动模型 特别强调的是，对于流动反应器，必须考虑物料在反应器内的流动状况；流动模型是专指反应器而言的。 第一节 流动模型概述 3－1 反应器中流体的流动模型 平推流模型 全混流模型
一、物料质点、年龄、奉命及其返混 1.物料质点 物料质点是指代表物料特性的微元或微团。物料由无数个质点组成。 2.物料质点的年龄和寿命 年龄是对反应器内质点而言，指从进入反应器开始到某一时刻，称为年龄。 寿命是对离开反应器的质点而言，指从进入反应器开始到离开反应器的时间。 3.返混 （1）返混指流动反应器内不同年龄质点间的混合。 在间歇反应器中，物料同时进入反应器，质点的年龄都相同，所以没有返混。 在流动反应器中，存在死角、短路和回流等工程因素，不同年具的质点混合在一起，所以有返混。 （2）返混的原因 a.机械搅拌引起物料质点的运动方向和主体流动方向相反，不 同年龄的质点混合在一起； b.反应器结构造成物料流速不均匀，例如死角、分布器等。 造成返混的各种因素统称为工程因素。在流动反应器中，不可避免的存在工程因素，而且带有随机性，所以在流动反应器中都存在着返混，只是返混程度有所不同而已。
一、判断题 1、（√）软件需求分析阶段要确定软件系统要“做什么”。 2、（×）软件需求规格说明书可作为可行性研究的依据。 3、（√）需求分析员可以参加最后的需求评审工作。 4、（×）画数据流图时可以加少量的控制流，使加工之间有时序的关系。 5、（√）结构化分析模型的核心是数据词典。 6、（×）在数据流图中，带有箭头的线段表示的是控制流。 7、（×）在软件生产过程中，需求信息的来源是项目经理。 8、（√）需求分析阶段的任务是确定软件的功能。 二、选择题 1、需求分析最终结果是产生（B）。 A、项目开发计划 B、需求规格说明书 C、设计说明书 D、可行性分析报告 2、数据流图（DFD）是（A）方法中用于表示系统的逻辑模型的一种图形工具。 A、SA B、SD C、SP D、SC 3、需求规格说明书的作用不包括（C）。 A、软件验收的依据 B、用户与开发人员对软件要做什么的共同理解 C、软件可行性研究的依据 D、软件设计的依据 4、数据词典是用来定义（D）中的各个成分的具体含义。 A、流程图 B、功能结构图
C、结构图 D、数据流图 5、结构化分析方法（SA）是一种面向（B）的分析方法。 A、数据结构 B、数据流 C、结构化数据系统 D、对象 6、在数据词典中，以下哪一项表示允许重复0至任意次（A）。 A、{ } B、0{ } C、0{ }n D、{ }n 7、以下数据流图符号中哪一个表示加工（B）。 A、B、C、D、 8、软件开发的需求活动，其主要任务是（D）。 A、给出软件解决方案 B、给出系统模块结构 C、定义模块算法 D、定义需求并建立系统模型 9、结构化分析的核心是（A）。 A、自顶向下的分解 B、用DFD建模 C、用DD描述数据需求 D、自底向上的抽象 10、需求分析的任务是（A）。 A、正确说明让软件“做什么” B、用DFD建模 C、用DD建立数学模型 D、给出需求规格说明书 11、对于分层的DFD，父图与子图的平衡是指（B）。 A、父图与子图的输入输出数据流必须相同 B、子图必须继承父图的输入与输出流 C、父图与子图相应的输入输出数据流名字保持一致
3 釜式反应器 3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ，反应速率常数等于5.6l/mol.min 。要求最终转化率达到95%。试问： （1） （1） 当反应器的反应体积为1m 3时，需要多长的反应时间？ （2） （2） 若反应器的反应体积为2m 3，，所需的反应时间又是多少？ 解：（1）002220 00001()(1)110.95169.6min(2.83) 5.60.0210.95 ===?---= ?=?-??Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h 。 3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应： 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇，产量为20㎏/h ，使用15%（重量）的NaHCO 3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h ，要求转化率达到95%。 （1） （1） 若辅助时间为0.5h ，试计算反应器的有效体积； （2） （2） 若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。 解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62=0.3226 kmol/h 每小时需氯乙醇：0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠：0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量： 091.11190.2 275.8/1.02+= =Q l h 氯乙醇初始浓度：00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间： 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积：0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l
第三章习题及参考答案 1.用逐步求精方法解决下述的更新顺序主文件的问题。 美国某杂志社需要一个软件，以更新存有该杂志订户姓名、地址等数据的顺序主文件。共有插入、修改和删除等3种类型的事务，分别对应于事务代码1、2和3。也就是说，事务类型如下： 类型1：INSERT（插入一个新订户到主文件中） 类型2：MODIFY（修改一个已有的订户记录） 类型3：DELETE（删除一个已有的订户记录） 事务是按订户名字的字母顺序排序的。如果对一个订户既有修改事务又有删除事务，则已对那个订户的事务排好次序了，以便使修改发生在删除之前。 2.分析图 3.1所示的层次图，确定每个模块的内聚类型。 3.分析图3.2，确定模块之间的耦合类型。 在图3.2中已经给模块之间的接口编了号码，表3.1描述了模块间的接口。
4. 假设你在一所职业高中工作，负责该校信息系统的建设与维护。财务科长请你研究用学校拥有的微型计算机生成工资明细表和各种财务报表的可能性。请详细描述你用结构化分析方法分析上述问题的过程。用面向数据流方法设计工资支付系统的软件结构。 5.用3种方法计算图3.3所示流图的环形复杂度。 6. 图3.4是用程序流程图描绘的程序算法，请把它改画为等价的盒图。
7. 某交易所规定给经纪人的手续费计算方法如下：总手续费等于基本手续费加上与交易中的每股价格和股数有关的附加手续费。如果交易总金额少于1000元，则基本手续费为交易金额的8.4%；如果交易总金额在1000元到10000元之间，则基本手续费为交易金额的5%，再加34元；如果交易总金额超过10000元，则基本手续费为交易金额的4%加上134元。当每股售价低于14元时，附加手续费为基本手续费的5%，除非买进、卖出的股数不是100的倍数，在这种情况下附加手续费为基本手续费的9%。当每股售价在14元到25元之间时，附加手续费为基本手续费的2%，除非交易的股数不是100的倍数，在这种情况下附加手续费为基本手续费的6%。当每股售价超过25元时，如果交易的股数零散（即，不是100的倍数），则附加手续费为基本手续费的4%，否则附加手续费为基本手续费的1%。 要求： （1）用判定表表示手续费的计算方法；
题目：时间响应由和两部分组成。 分析与提示：时间响应由瞬态响应和稳态响应两部分组成。 答案：瞬态响应、稳态响应 题目：系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程，称为。 分析与提示：瞬态响应，指系统在某一输入信号作用下，系统的输出量从初始状态到稳定状态的响应过程。 答案：瞬态响应 题目：系统的时间响应可从两方面分类，按振动性质可分为与。 分析与提示：系统的时间响应可从两方面分类，按振动性质可分为自由响应与强迫响应。 答案：自由响应、强迫响应 题目：系统的时间响应可从两方面分类，按振动来源可分为与。 分析与提示：系统的时间响应可从两方面分类，按振动性质可分为自由响应与强迫响应；按振动来源可分为零输入响应(即由“无输入时系统的初态”引起的自由响应)与零状态响应(即仅由输入引起的响应)。 答案：零输入响应、零状态响应 题目：系统微分方程的特解就是系统由输入引起的输出(响应)，工程上称为。 分析与提示：初始条件及输入信号产生的时间响应就是微分方程的全解。包含通解和特解两个部分。通解完全由初始条件引起的，它是一个瞬态过程，工程上称为自然响应 (如机械振动中的自由振动)。特解只由输入决定，特解就是系统由输入引起的输出(响应)，工程上称为强迫响应 (如机械振动中的强迫振动)。 答案：强迫响应 题目：系统的瞬态响应不仅取决于系统本身的特性，还与外加的形式有关。 分析与提示：系统的瞬态响应不仅取决于系统本身的特性，还与外加输入信号的形式有关。 答案：输入信号 题目：单位阶跃信号???<>=000t t t u 1)(的拉氏变换为【 】 A 、 s 1 B 、21 s C 、1 D 、s 分析与提示：熟练掌握典型信号的拉氏变换。B 为单位斜坡信号的拉氏变换，C 为单位冲击信号的拉是变换。 答案：A 题目：选取输入信号应当考虑以下几个方面，输入信号应当具有，能够反映系统工作的大部分实际情况。 分析与提示：选取输入信号应当考虑以下几个方面，输入信号应当具有典型性，能够反映系统工作的大部分实际情况。 答案：典型性 题目：选取输入信号时，输入信号的形式应当尽可能。 分析与提示：选取输入信号时，输入信号的形式应当尽可能简单。 答案：简单 题目：是使用得最为广泛的常用输入信号。 分析与提示：单位脉冲函数、单位阶跃函数、单位斜坡函数、单位抛物线函数 都为常用输入信号时，单位脉冲函数是使用得最为广泛的常用输入信号。 答案：单位脉冲函数 题目：设一阶系统的传递函数为 5 23 +s ，则其时间常数和增益分别是【】 A ． 2，3 B ．2，3/2 C ． 2/5，3/5 D ． 5/2，3/2
第三章 3-2．假设温度计可用1/（Ts+1）传递函数描述其特性。现用该温度计测量某容器中的水温，发现经1min 后才能指示出实际水温的96%，问： （1）. 该温度计的指示从实际水温的10%变化到90%所需的时间是多少？ （2）. 如果给该容器加热，使容器内水温以0.1℃/s 的速度均匀上升，当定义误 差e(t)=r(t)-c(t)时，温度计的稳态指示误差有多大？ 解： （1）. 设实际水温为T r ，温度计原来处于T 0=0度，当温度计放入水中时，相当 于输入一阶跃值为T r -T 0=T r 的阶跃函数，温度计的时间响应函数为： ()()???? ? ?--=-T t r e T T t c 10 ()()??? ? ? ? -==--T t r r e T t c T T t c 10 根据题意可得：T e 60196.0--= 即可得：T=18.64(s)，()??? ? ? ?-=-T t r e T t c 1 10%所需的时间为64.18111.0t e - -=，()s t 96.11=。 90%所需的时间为64 .18119.0t e - -=，()s t 92.422=。 所以可得该温度计的指示从实际水温的10%变化到90%所需的时间（上升时间）是 ()s t t t r 96.4012=-= （2）. 由题可知系统为一阶系统，故系统稳定，为求当r(t)=0.1t 时的稳态误差， 由一阶系统的时间响应分析可知，单位斜坡响应的稳态误差为T ，所以稳态指示误差：()C T t e t ο864.11.0lim =?=∞ →
（将1/（Ts+1）转化为开环传递函数为1/（Ts ）时的单位反馈系统，则可见此时系统的误差为e(t)=r(t)-c(t)。根据系统为I 型，可得稳态速度误差系 数为Kv=K=1/T ，得当输入信号为r(t)=0.1t 时的稳态误差为 C T K e v ssv ο864.11.01 1.0=?=? =） 3-5．某控制系统如图3-24所示，已知K=125， 试求： （1）. 系统阶次，类型。 （2）. 开环传递函数，开环放大倍数。 （3）. 闭环传递函数，闭环零点、极点。 （4）. 自然振荡频率ωn ，阻尼比ζ，阻尼振荡频率ωd 。 （5）. 调整时间t s (△=2%)，最大超调量σp %。 （6）. 输入信号r(t)=5时，系统的输出终值c(∞)、输出最大值c max 。 （7）. 系统的单位脉冲响应。【系统的单位阶跃响应】 （8）. 系统的单位斜坡响应。【讨论系统单位阶跃响应出现超调、衰减振荡、无 超调三种情况下的K 值】 （9）. 静态误差系数K p 、K v 、K a 。 （10）. 系统对输入为r(t)=5+2t+t 2时的稳态误差。 解： （1）. 系统的开环传递函数：()()()()() 125.05625 .1125.00125.0442.0+=+=+= s s s s K s s K s H s G ， 图3-24 题 3-5图
3 釜式反应器 3、1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应: 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0、02mol/l,反应速率常数等于5、6l/mol 、min 。要求最终转化率达到95%。试问: （1） (1) 当反应器的反应体积为1m 3时,需要多长的反应时间？ （2） (2) 若反应器的反应体积为2m 3,,所需的反应时间又就是多少？ 解:(1)002220 00001()(1)110.95 169.6min(2.83)5.60.0210.95 ===?---=?=?-? ?Af Af X X A A A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h (2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关,所以反应时间仍为2、83h 。 3、2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应: 223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇,产量为20㎏/h,使用15%(重量)的NaHCO 3水溶液及30%(重量)的氯乙醇水溶液作原料,反应器装料中氯乙醇与碳酸氢钠的摩尔比为1:1,混合液的比重为1、02。该反应对氯乙醇与碳酸氢钠均为一级,在反应温度下反应速率常数等于5、2l/mol 、h,要求转化率达到95%。 （1） (1) 若辅助时间为0、5h,试计算反应器的有效体积; （2） (2) 若装填系数取0、75,试计算反应器的实际体积。 解:氯乙醇,碳酸氢钠,与乙二醇的分子量分别为80、5,84 与 62kg/kmol,每小时产乙二醇:20/62=0、3226 kmol/h 每小时需氯乙醇:0.326680.5 91.11/0.9530%?=?kg h 每小时需碳酸氢钠:0.326684 190.2/0.9515%?=?kg h 原料体积流量:091.11190.2275.8/1.02+==Q l h 氯乙醇初始浓度:00.32661000 1.231/0.95275.8?==?A C mol l 反应时间: 02000110.95 2.968(1) 5.2 1.23110.95===?=-?-??Af Af X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积:0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=?+=r V Q t t l （2） (2) 反应器的实际体积: 956.512750.75= ==r V V l f
第一章： 一.判断题： 1.软件就程序，编软件就是编写程序。（） 2.软件危机的主要表现是软件需求增加，软件价格上升。() 3.软件工程科学出现的主要原因是软件危机的出现。（） 4.与计算机科学的理论研究不同，软件工程是一门原理性学科（） 二.选择题 1.在下列选项中，（）不是软件的特征 A系统性与复杂性 B 可靠性与一致性 C 抽象性与智能性 D 有形性与可控性 2.软件危机的主要原因是： A软件工具落后 B 软件生产能力不足 C 对软件的认识不够 D 软件本身的特点及开发方法 3.下列说法正确是的是 A 20世纪50年代提出了软件工程的概念 B 20世纪60年代提出了软件工程的概念 C 20世纪70年代提出了客户机/服务器技术 D 20世纪80年代软件工程学达到成熟 4.( )是将系统化的规范的可定量的方法应用于软件的开发，运行和维护的过程。它包括方法、工具和过程三个要素 A 软件生命周期 B 软件测试 C 软件工程 D 软件过程
5.在下列选项中，（）不属于软件工程学科索要研究的基本内容。 A 软件工程材料 B 软件工程目标 C 软件工程原理 D 软件工程过程 6.软件工程的三要素是（） A技术，方法和工具 B 方法，对象和类 C 方法，工具和过程 D 过程，模型和方法 7.用来辅助软件开发，运行，维护，管理，支持等过程中的活动的软件成为软件开发工具，通常也称为（）工具 A CAD B CAI C CAM D CASE 三简答题 1.与计算机硬件相比，计算机软件有哪些特点？ 2.软件就是程序吗？如何定义软件？ 3.什么是软件危机？是什么原因导致了软件危机？ 4.为什么说软件工程的开发能在一定程度上解决软件危机的各种弊端？ 5.请简述软件工程的研究内容。 6.请简述软件工程的三要素。 7.请简述软件工程的目标，过程和原则。 8.请简述软件工程的基本原则。 9.请简述现代软件工程与传统软件工程显著的区别与改进。 第二章： 一判断题 1.瀑布模型的最大优点是将软件开发的各个阶段划分得十分清晰。
《控制工程基础C》作业和解答 第一章自动控制概论 1-1 解： u（表征液位的希被控对象：水箱。被控量：水箱的实际水位c。给定量：电位器设定点位 r c）。比较元件：电位器。执行元件：电动机。控制任务：保持水箱液面高度不变。 望值 r u）时，电动机静止不动，控制阀门有一定的开工作原理：当电位器电刷位于中点（对应 r c。一旦流入水量或流出水量发度，流入水量与流出水量相等，从而使液面保持给定高度 r c。 生变化，液面高度就会偏离给定高度 r 例如：当液面升高时，浮子也相应升高，通过杠杆作用，是电位器电刷由中点位置下移，从而给电动机提供一定的控制电压，驱动电动机，通过减速器带动进水阀门向减小开度的方向转动，从而减少流入的水量，使液面逐渐降低，浮子位置也相应下降，直到电位器电刷回到 c。 中点位置，电动机的控制电压为零，系统重新处于平衡状态，液面恢复给定高度 r 反之，若液面降低，则通过自动控制作用，增大进水阀门开度，加大流入水量，使液面升高c。系统方块图如图所示 到给定高度 r
在上图中，比较环节：电位器（电位比较）；控制器：电位器（比例控制器）；被控对象：电动机、减速器、控制阀、水箱（输出水位）；检测变换：浮子连杆、电位器（位移—>电位）1-2 解： 被控对象：电炉。被控量：炉温。给定量：电位计的给定电压。放大元件：电压放大器和功率放大器。执行机构：电动机和减速器。测量元件：热电偶。 工作原理：热电偶将温度信号转换为电信号，反映炉温，其输出电势与给定电信号之差为偏差信号。偏差信号经电压放大和功率放大后，带动电机旋转，并经减速器使自耦调压器的活动触点移动，从而改变加在电阻丝两端的电压。当炉温达到预定值时，热电偶感应的电压值与电位计输出电压大小相同，相互抵消，放大器零输出，电机不动，变压器输出电刷不动，电阻的端电压恒定，保持炉温等于希望值。当炉温偏离希望值时，放大器输入端的平衡会打破，其输出电压会驱动电机通过减速器调节变压器输出电刷位置，改变电阻丝的端电压，使炉温达到希望值。系统方块图如图所示
解：01A A A x c kt x = - 把数据代入得100.2m in A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+- （式A ） 把x A =0.75和t=10min 代入解得1 0.1n A c k -= 再把t=30min 代入（式A ）解得x A =1.25 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：n A A dc kc dt -= 则()()11 0111n n A A x n c kt ---=+-，且c A0=1 因此有 ()()() ()1110.811810.91118 n n n k n k ---=+--=+- 解得：n=2;k=0.5L/mo l ·min -1 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0（注意进料中水的浓度c S0不为0）。 2）列出当酸的转化率为x A 时，各组分浓度的表示式： ()0000001A A A B B A A R A A S S A A c c x c c c x c c x c c c x =-=-==+ 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 ()6 2 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx x x dt -=-?-+ 4）计算转化率达35%所需的时间为 () 0.356 20 7.9310 10.220.1 2.58A A A dx t x x -= ?-+? 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算，结果为 71532t s h =≈ 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m 3反应体积每天的生产量，然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 V R =51.9m 3
软件工程第1章作业 一、填空题（每小题1分，共15分） 1、软件与物质产品有很大的区别，软件是一种_____逻辑_______产品。 2、软件工程是一门综合性交叉学科，计算机科学着重于理论和原理，软件工程着重于建造一个软件系统____________________。 3、最基本、应用广泛、以文档为驱动、适用于开发功能明确的软件项目生存期模型是_瀑布模型。 4、一个软件从定义、开发、使用和维护，直到最终被废弃，要经历一个漫长的时期，通常把这个漫长的时期称为_生存周期。 5、软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门工程学科。 6、软件工程包括___软件开发技术_________和____管理________两方面的内容，是技术与管理紧密结合所形成的工程学科。 7、通常把在软件生命周期全过程中使用的一整套技术方法的集合称为方法学，也称为_范型____________。 8、螺旋模型将瀑布模型和快速原型模型结合起来，加入了两种模型均忽略了的__风险分析_________，弥补了这两种模型的不足。 9、____瀑布_____模型不能适应需求可变的软件开发，只有到开发结束时才能见到整个软件系统。 10、将软件生存周期各个活动规定为依线性顺序联接的若干阶段的模型是__瀑布________模型。 11、喷泉模型是一种以用户需求为动力，以__对象________为驱动的模型。 12、一个软件项目的开发中，要采用一种生存周期模型，要按照某种_开发方法__________，使用相应的工具来进行。 13、软件工程的出现主要是由于_ ____软件危机__________的出现而产生的。 14、软件工程知识体系指南SWEBOK将软件工程知识体系划分为___10____个知识域。 15、Rational统一过程RUP是_用例_______驱动的、以体系结构为核心的、迭代的增量的过程，其迭代过程分为初始、细化、___构建________、移交4个阶段。 二、选择题（每小题2分，共30分） 1、作坊式小团体合作生产方式的时代属于( C )时代。 A.程序设计 B.软件生产自动化 C.程序系统 D.软件工程 2、软件工程与计算机科学性质不同，软件工程着重于( C )。 A.理论研究 B.原理探讨 C.建造软件系统 D.原理的理论 3、个体手工劳动生产方式的时代是( A )时代。 A.程序设计 B.软件生产自动化 C.程序系统 D.软件工程 4、软件是一种（ B ）产品。 Ａ、有形Ｂ、逻辑Ｃ、物质Ｄ、消耗 5、与计算机科学的理论研究不同，软件工程是一门（ C ）学科。 Ａ、理论性Ｂ、工程性Ｃ、原理性Ｄ、心理性 6、软件工程学科出现的主要原因是（ C ）。 Ａ、计算机的发展Ｂ、其他工程学科的影响
第三章复习题 一、选择题 1、系统方框图如图示，则该系统的开环传递函数为（ B ） A 、 1051s + B 、2051s s + C 、10 251s s () + D 、2s 2、 某系统的传递函数为2 s 5 )s (G +=，则该系统的单位脉冲响应函数为（A ） A 、52e t - B 、5t C 、.52e t D 、5t 3、 二阶欠阻尼系统的上升时间t r 定义为（ C ） A 、单位阶跃响应达到稳态值所需的时间 B 、单位阶跃响应从稳态值的10%上升到90%所需的时间 C 、.单位阶跃响应从零第一次上升到稳态值时所需的时间 D 、单位阶跃响应达到其稳态值的50%所需的时间 4、系统类型λ、开环增益K 对系统稳态误差的影响为（ A ） A.系统型次λ越高，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 B.系统型次λ越低，开环增益K 越大，系统稳态误差越小 C.系统型次λ越高，开环增益K 越小，系统稳态误差越小 D.系统型次λ越低，开环增益K 越小，系统稳态误差越小 5、一系统的传递函数为G s K Ts ()=+1 ，则该系统时间响应的快速性（ C ） A.与K 有关 B.与K 和T 有关 C.与T 有关 D.与输入信号大小有关 6、一闭环系统的开环传递函数为G s s s s s ()() ()() = +++83232，则该系统为（ C ） A.0型系统，开环增益为8 B.I 型系统，开环增益为8 C.I 型系统，开环增益为4 D.0型系统，开环增益为4 7、瞬态响应的性能指标是根据哪一种输入信号作用下的瞬态响应定义的（ B ） A.单位脉冲函数 B.单位阶跃函数 C.单位正弦函数 D.单位斜坡函数 8. 二阶系统的极点分别为s s 1205 4=-=-.,，系统增益为5，则其传递函数为（D ） A. 2 054(.)() s s -- B. 2 054(.)() s s ++
华东版 3-1 解：01A A A x c kt x = - 把数据代入得1 00.2min A c k -= 当x A =0.75时解得t=15min 所以，增加的时间为15-5=10min 3-2 解：() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+- （式A ） 把x A =0.75和t=10min 代入解得1 00.1n A c k -= 再把t=30min 代入（式A ）解得x A =1.25 所以，转化率应为1 3-3 解：设反应动力学方程为：n A A dc kc dt -= 则() ()11 0111n n A A x n c kt ---=+-，且c A0=1 因此有()()()()1110.8118 10.91118 n n n k n k ---=+--=+- 解得：n=2;k=0.5L/mo l ·min -1 3-4 1）计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度c A0、c B0、c S0（注意进料中水的浓度c S0不为0）。 2）列出当酸的转化率为x A 时，各组分浓度的表示式： ()0000001A A A B B A A R A A S S A A c c x c c c x c c x c c c x =-=-==+ 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式，整理得 ()62 7.931010.220.1 2.58A A A dx x x dt -=-?-+ 4）计算转化率达35%所需的时间为 () 0.35 62 7.931010.220.1 2.58A A A dx t x x -=?-+? 上述积分可查积分表用公式计算，也可用MA TLAB 语言的quad 解算子计算，结果为 71532t s h =≈ 5）计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数，再计算每m 3反应体积每天的生产量，然
软件工程第2章作业 一、填空题（每小题2分，共22分） 1、可行性研究实质上是进行一次简化、压缩了的___需求分析和设计____。 2、可行性研究的三个方面是技术可行性、社会可行性和__经济可行性。_______。 3、可行性研究的第一个具体步骤是___确定项目的规模和目标_______。 4、若年利率为i ，不计复利，P 元在n 年后的价值F 是__ P （1+i ）n _______。 5、整个生存周期系统的累计收入的折现值PT 与总成本折现值ST 之差称为___纯收入_______。 6、把资金投入到项目中与把资金存入银行比较，其中投入到项目中可获得的年利率就称为项目的_____投资回收率______________。 7、可行性研究的目的是用最小的代价，在尽可能短的时间内，确定__问题是否能够解决。____________。 8、可行性研究在进行简要需求分析和设计时，要在高层次上以___抽象方式____________进行。 9、软件工程有两种效益，它们是无形效益和___有形效益___________。 10、项目开发计划是一种___管理性___________文档。 11、基于计算机系统的系统元素主要有硬件、软件、人、_数据库_______、文档、__过程_________。 二、选择题（每选择题2分，共36分） 1、可行性研究的目的是决定( B )。 A 、开发项目 B 、项目是否值得开发 C 、规划项目 D 、维护项目 2、技术可行性要研究的问题之一是( B )。 A 、存在侵权否 B 、成本效益问题 C 、运行方式可行否 D 、技术风险问题 3、纯收入是累计效益现在值与投资之( B )。 A 、和 B 、差 C 、积 D 、商 4、项目开发计划这类文档是一种( B )。 A 、技术性文档 B 、管理性文档 C 、需求分析文档 D 、设计文档 5、在软件的可行性研究中，可以从不同的角度对软件的可行性进行研究，其中是从软件的功能可行性角度考虑的是( B )。 A 、经济可行性 B 、技术可行性 C 、操作可行性 D 、法律可行性 6、在软件工程项目中，不随参与人数的增加而使软件的生产率增加的主要问题是( D )。 A 、工作阶段间的等待时间 B 、生产原型的复杂性 C 、参与人员所需的工作站数 D 、参与人员之间的通信困难 7、制定软件计划的目的在于尽早对欲开发的软件进行合理估价，软件计划的任务是( D )。 A 、组织与管理 B 、分析与估算 C 、设计与测试 D 、规划与调度
3.5 使用温度计对水温进行测量，若水温为恒定值，该温度计能在1分钟时指示出实际温度值的98%。假定温度计为一个一阶系统，求该系统的时间常数T 。 解： 恒定的水温可以视为一个阶跃输入信号，温度计的测量输出可以视为对该阶跃输入信号的响应。 一阶系统的单位阶跃响应的时间函数为：)0(1)(/>-=-t e t x T t o （P82，3.3.2） 根据题意可知：98.01)(/11 =-=-=T t o e t x →02.0/1=-T e →256.050 ln 1 == T (min) 若测量开始后，实际水温从零度起，以10°C/min 的速度线性升温，求温度计在1分钟时的示值与实际水温的误差是多大？ （帮助公式：11111 2 22++-=+?Ts T s T s Ts s ） 根据题意，实际的温度输入信号为： t t x i ?=10)( 其拉氏变换为：2 10 )(s s X i = 测量误差的时间函数为： ] 11 10[)()]()([)()]([)() ()()(2111+??-=?-=-=-=---s T s L t x s G s X L t x s X L t x t x t x t e i i i o i o i 其中： )(10]1 1[10]111[10]1110 [/2212121 T t e T T t Ts T s T s L Ts s L s T s L ----?+-=++-=+?=+?? 所以： )1(56.2)1(10)(1010)(256.0///t T t T t e e T e T T t t t e ----=-=?+--= 当t=1时，测量误差为： 5.2)1(5 6.2)(256.0/11=-=-=e t e t 3.7已知控制系统的微分方程为)(20)()(5.2t x t y t y =+'，试用拉氏变换法求该系统的单位脉冲响应)(t w 和单位阶跃响应)(t x ou ，并讨论二者之间的关系 解：由传递函数的定义和系统的微分方程（P34，2.2.2~2.2.3），可得系统的传递函数为
软件工程第1章例题分析与解答 一、填空题 1.软件与物质产品有很大的区别，软件是一种____逻辑___产品。 2.软件工程是一门综合性交叉学科，计算机科学着重于理论和原理，软件工程着重于___建造一个软件系统____。 3.概要设计主要是把各项功能需求转换成系统的__体系结构______。 4.最基本、应用广泛、以文档为驱动、适用于开发功能明确的软件项目生存期模型是__瀑布模型_____。 5.简单实用、应用广泛、技术成熟的开发方法是__结构化方法______。 二、选择题 1.同一软件的大量软件产品的生产主要是通过( B )而得到。 A.研究 B.复制 C.开发 D.研制 2.作坊式小团体合作生产方式的时代是( C )时代。 A.程序设计 B.软件生产自动化 C.程序系统 D.软件工程 3.软件工程与计算机科学性质不同，软件工程着重于( C )。 A.理论研究 B.原理探讨 C.建造软件系统 D.原理的理论 4.将每个模块的控制结构转换成计算机可接受的程序代码是( A )阶段的任务。 A.编码 B.需求分析 C.详细设计 D.测试 5.软件生存周期中时间最长的是( D )阶段。 A.需求分析 B.概要设计 C.测试 D.维护
一、填空题答案 1.逻辑 2.建造一个软件系统 3.体系结构 4.瀑布模型 5.结构化方法 二、选择题答案 1.B 2.C 3.C 4.A 5.D
第1章自测题及参考答案 一、名称解释 1.软件 2.文档 3.软件工程 4.软件生存周期 5.软件工程过程 6.软件生存周期模型 7.软件开发方法 8.软件工具 二、填空题 1.构成一个完整计算机系统的两部分是硬件与_____软件___。 2.程序设计时代的生产方式是___个体手工劳动_____。 3.软件工程涉及到几个学科，它是一门__综合性交叉___学科。 4.软件开发划分的各阶段任务尽可能独立，同一阶段任务性质尽可能_____相同___。 5.将软件生存周期各个活动规定为依线性顺序联接的若干阶段的模型是_瀑布_______模型。 6.喷泉模型是一种以用户需求为动力，以____对象___为驱动的模型。 7.结构化方法是一种面向数据流的开发方法。由结构化分析、__结构化设计_____、结构化程序设计构成。 8.软件工程研究的主要内容是软件开发管理和___软件开发技术____两个方面。 9.软件工具是支持软件开发人员的开发和维护活动而使用的____软件____。 10.一个软件项目的开发中，要采用一种生存周期模型，要按照某种_开发方法_______，使用相应的工具来进行。 三、选择题 1.软件是一种( B )产品。 A.物质 B.逻辑 C.有形 D.消耗