自动检测和过程控制重点总结
为什么要进行冷端温度补偿σ
（1）根据热电偶测温原理【E（t,tO）= f（t）—f（tθ）】只有当参比端温度tθ稳定不变且已知时，才能得到热电势E和被测温度t的单值函数关系。
⑵实际使用的热电偶分度表中热电势和温度的对应值是以t0=0 C为基础的，但在实际测温
中由于环境和现场条件等原因，参比端温度t0往往不稳定，也不一定恰好等于O C,因此
需要对热电偶冷端温度进行处理。常用的冷端补偿方法有如下几种。
（一）零度恒温法（冰浴法）（二）计算修正法（三）冷端补偿器法（四）补偿导线法
一、温度计的选择原则（1）满足生产工艺对测温提出的要求；（2）组成测温系统的各基本环
节必须配套；（3）注意仪表工作的环境；（4）投资少且管理维护方便。
二、感温元件的安装要求（1）正确选择测温点；
⑵避免热辐射等引起的误差；（3）防止引入干扰信号；
（4）确保安全可靠。接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换。
优点：结构简单、可靠，测温精度较高。
缺点：由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破
坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的延迟现象，不适于测量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。不适于直接对腐蚀性介质测量。
自动平衡电桥与电子电位差计在外形结构上十分相似，许多基本部件完全相同。但它们终
究是不同用途的两种模拟式显示仪表，主要区别如下：（1）配用的感温元件不同；（2）作用原理不同；（3）感温元件与测量桥路的连接方式不同；（4）电子电位差计的测量桥路具有对
热电偶自由端温度进行自动补偿的功能，自动平衡电桥不存在这一问题。
（三）数字式显示仪表的特点（1）准确度高，可避免视差。
⑵灵敏度高，响应速度快，而且不受输送距离限制。
（3）量程和极性可以自动转换，因而量程范围宽，能直接读出测量值和累积值。
（4）体积小，重量轻，易安装，可以在恶劣环境中工作。
（5）其中的智能型数字式显示仪表，还有量程设定、报警参数设定、自动整定PID参数、
仪表数据掉电保护、可编程逻辑控制等功能。
（三）电子电位差计技术指标
（1）基本误差。电子电位差计的基本误差包括两种，一是指示基本误差，二是记录基本误差C
（2）全行程时间。在使用过程中当被测参数发生变化时，衡量仪表指示器反映被测参数变化的速度性质的指标，用全行程时间表示。
（3）仪表不灵敏区。它是指仪表指针不发生变化的输入信号最大变化范围，通常不超过量程
的0.25%或0.5%。
热电极材料要求（1）应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势E（t）和温
度t之间尽可能地呈线性函数关系；（2）能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电
特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能；
（3）要求热电偶材料有较高的导电率和较低的电阻温度系数；
（4）具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表C （二）测量误差与测量不确定度的区别是误差理论中的两个重要且不同的概念，它们都可用
作测量结果准确度评定的参数，是评价测量结果质量高低的重要指标：
（1）误差是不确定度的基础，研究不确定度首先需要研究误差，只有对误差的性质、分布规
律、相互联系及对测量结果的误差传递关系等有了充分的了解和认识，才能更好地估计各不
确定度分量，正确得到测量结果的不确定度，用测量不确定度表示测量结果，易于理解、便
于评定，具有合理性和实用性。(2)测量不确定度的内容不能包罗更不能取代误差理论的
所有内容，不确定度是现代误差理论的内容之一，是对经典误差理论的一个补充。
准确度也称精确度，是指测量结果与实际值相一致的程度，是测量的一个基本特征
这种电磁波是由物体内部带电粒子在分子和原子内振动产生的，其中与物体本身温度有关传
播热能的那部分辐射，称为热辐射
若某物体的辐射亮度E(I,T)与温度为TL的绝对黑体的亮度EO(I,TL)相等，则称TL为这个物体在波长为I 时的亮度温度测量值Xi与平均值之差称为残差
分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量，是有量纲的数
相对误差是指被测量的绝对误差与约定值的百分比。系统误差指在偏离测量规定条件时
或由于测量方法引入的因素所引起的、按某确定规律变化的误差随机误差指在实际条件
下多次测量同一个量时，如果误差的绝对值和符号以不可预定方式变化的误差
粗大误差指由于错误的读取示值，错误的测量方法等所造成，明显歪曲了测量结果的误差
附加误差：仪表偏离规定的正常工作条件时所产生的与偏离量有关的误差。
置信区间随机变量取值的范围［-a,a］置信概率P是随机变量在置信区间的范围内取值的概
率
测量不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性并与测量结果相联系的参数。
压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时而发生变形，并在其表面上产生电荷；而且在
去掉外力后，它们又重新回到原来的不带电状态，这种现象就称为压电效应
应变效应：当金属导体受力(拉伸或压缩)，导体的几何尺寸及其电阻率都会发生变化，从而引起电阻值的相对变化，且阻值变化与应变成正比。
(四)测量结果数据处理的步骤
(1)对测得值进行修正，列成表格；
-1 n
⑵求算术平均值：X= ' X i；
n y
⑶列出残差 ' 与二2，并验证ξi =0 ；
(4)用贝塞尔公式计算标准差?JH X —x)2;
⑸按山|>3二原则，剔除坏值，并从⑵重新计算；
(6) 判断有无系统误差，如有系差，查明原因，重新测量；
(7) 求算术平均值的标准偏差：；「=/ n；
(8) 得出最终表达式，即：X = X-Z二(z=1,2,3)o
刘玉长
光学高温计在测量物体温度时，是由人的眼睛来判断亮度平衡状态，带有测量人的主观性，
同时由于测量温度是不连续的，使得难以做到被测温度的自动记录
光电高温计与光学高温计相比，主要优点有：
灵敏度高；精确度高；使用波长范围不受限制；光电探测器的响应时间短；
便于自动测量与控制。
绝对黑体辐射的两个波长l1 和l2 的亮度比等于被测辐射体在相应波长下的亮度比时，绝对黑体的温度就称为这个被测辐射体的比色温度比色法光学测温的特点
(1) 由于光谱发射率与波长的关系，比色温度可以小于、等于或大于真实温度。对于灰体，
当el仁el2 ≠ 1时，同样可能出现T= TR,这是比色温度计最大优点。由此，波长的选择是决定该仪表准确度的重要因素。
(2) 中间介质如水蒸气,二氧化碳、尘埃等对l1 和l2 的单色辐射均有吸收,尽管吸收率不一定相同，但对单色辐射亮度的比值R的影响相对会减小。与光谱辐射温度计相比，
比色高温计的准确度通常较高、更适合在烟雾、粉尘大等较恶劣环境下工作。
仪表量程的选择原则：安全、可靠：
(1) 被测压力较稳定场合：最大工作压力不应超过仪表满量程的3/4 ；
(2) 被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的2/3 ；
(3) 为保证测量准确度,最小工作压力不应低于满量程的1/3 ；
(4) 优先满足最大工作压力条件；
(5) 实际量程符合国家标准规定值。我国出厂的压力(差压)仪表的量程系列：(1.0 、1.6、2.5、4.0 、
6.0) × 1 0nPa。
一简答题
1. 测量压力的仪表,按其转换原理不同那个,可以分为几类,各是什么？答：测量压力的仪表,按其转换原理不同,可以分为四大类,分别为：
1) 液注式压力计2)弹簧式压力计3)电器式压力计4)活塞式压力计
2. 测量物位仪表按其工作原理主要由哪些类型？
答：1. 直读式物位仪表；2. 差压式物位仪表；3. 浮子式物位仪表；4. 电磁式物位仪表；5. 和辐射式物位仪表；6. 声波式物位仪表；7. 光学式物位仪表
3. 什么是温度？温度可以测量吗？
答：温度是物体的冷热程度。温度不能直接测量, 只能借助于不同物体之间的热交换, 以及物体的某些物理性质随冷热程度不同变化的特点来加以间接测量。
4. 什么是压力式温度计,是根据什么原理工作的？答：应用压力随温度的变化来测量的仪表叫做压力式温度计, 它是根据在密闭系统中的液体, 气体
或低沸点液体的饱和蒸汽在受热后体积膨胀或压力变化这一原理制作的, 并用压力表来测量
这种变化,从而测的温度。
5. 差压变送器的检测元件为什么要做成膜盒结构,用单片行不行？答：因为膜盒在使用的差压范围内,具有很好的灵敏性和线性,而当差压超过使用范围时, 即单向过载时, 膜盒不但不坏, 而且也极少有影响：由于膜盒内充有硅油, 它除了传递压力之外, 还有阻尼作用,所以仪表输出平稳；由以上可知单膜片不能单向过载,尽管它加工方便,灵敏度高,不易使用。
6. 浮筒液位计的校验方法有哪几种？答：主要有灌液法和挂重法。但现场一般一般采用液校法,倘若被测液体不是水和酒精,则可以通过密度换算成水和酒精代校, 在检修期间可采用挂重校检法。校检时把浮筒取下, 挂上砝码盘,计算出浮筒的起始端,中间和终端的值,进行加砝码校验。
7. 什么是温标的三要素？何谓温标？
答：1 )选择一些纯物质的平衡太温度作为温标的基准点；2)规定了不同温度范围内的基准
仪器；3)建立了基准仪器的示值与国际温标间关系的插补公式。
8. 在分度号S, K, E三种热偶中，100摄氏度时的哪种电势最大，哪种最小？
答：100摄氏度时，分度号K的热电势为4.095mv;100度时，分度号E的热电势是6.317mv。所以E的热电势最大，K次之，S最小。
9. 补偿导线与其匹配的热偶的热电特性完全相同吗？
答：补偿导线比热电偶便宜，在0~100度范围内，它的热电性质和所配的热偶性质相同，所
以使用补偿导线犹如将配偶延长，把热偶冷端延长到远离热源的控制室或其它读数方便的地方；不过严格的说，补偿导线和热偶电势并不完全相同。例如：补偿导线铜-镍铜，100度
电势为4.27mv，二和其相配的K型热电偶则为4.095mv;补偿导线铜-镍铜100度电势为0643mv,而和其相配的S型热电偶则为0.645.
10. 什么是绝对误差？
答：是测量结果与真值之差。
11. 什么是相对误差？
答：是相对误差和被测量值之比
12. 什么是引用误差？
答：是绝对误差和量程值比。
13. 调整差压变送器时，零点和量程会不会相互影响？
答：调整量程时，因为改变了力平衡关系，所以影响零位。调整零位时，虽然也会引起膜盒，密封膜片，拉条等弹性元件的位置变化，因而产生附加力，但是很微小，所以一般不影响量
程.
15. 热电偶冷端补偿一般采用哪几种方法？
答：1.冰点法；2.计算法；3.平衡电桥法.；4.机械零点调零法
16. 检测系统是由哪几部分组成？说明各部分作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置是由传感器，测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取，转换，显示和处理功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图为检测系统组成框图
传感器是把被测量转换成电学量的装置，是检测系统与被测对象直接发生关系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取的信息的质量往往是由传感器的性能决定的，因为检测
系统的其他环节无法添加新的检测信息并且不容易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易与测量的电压或电流 信号。通常传感器输 出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满 足显示记录装置的要求。根据需要测 量电路还能进行阻抗 匹配、微分、积 分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是 检测人员和检测系统联系的主要环节， 主要作用是使 人们了解被测量的大小或变化的过程。
19. 什么是系统误差和随机误差 ?正确度和精密度的含义是什么 ? 它们各 反映何种误差 ? 答：系统误差是指在相同的条件下， 多次重复测量同一量时， 误差的大小 和符号保持不变， 或按照一定的规律变化的误差。随机误差则是指在相同 条件下，多次测量同一量时，其误 差的大小和符号以不可预见的方式变化 的误差。正确度是指测量结果与理论真值的一致程 度，它反映了系统误差 的大小，精密度是指测量结果的分散程度，它反映了随机误差的大 小。
也就是被测量与已知标准量之差，再用偏差法测出。
2、 传感器的静态特性的技术 指标及其定义是什么？ 正确答案 传感器静态特性技术指标有线性度、 灵敏度、迟滞和重复性。 线性度：指实际输
出 — 输入特性曲线和理论曲线两者之间的偏差与输出满度值之比。
3、 什么叫热电阻效应？金属热电阻效应的特点和形成的原因。
正确答案 物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象叫热电阻效应。金属热电阻效应的特 点是其电阻 - 温度特性曲线为正斜率。即金属材料的电阻率随温度的升高而增加。产生上 述 特点的原因是由于金属材料的载流子为自由电子，当温度在一定范围内升高时，虽然自 由电 子的总数基本保持不变，但是，每个自由电子的动能将增加，造成自由电子作定向运 动的阻 力增加，这就是形成金属热电阻效应的原因。
6. 电感式传感器测量电路的主要任务是什么？变压器电桥和带相敏整流的交流电桥谁能 更好地完成这一任务？为什么？ 正确答案 电感式传感器测量电路的主要任务是将传感器 输出的电感量，转换成与此电感成 一定关系的电信号（电压、电流、频率等），以使用电 测仪表进行测试。 带相敏整流的交 流电桥能更好地完成上述任务， 因为该电桥不仅消除了 零点残余电压，而且其基本特性既能 反映位移的大小，又能反映位移的方向。
7、何谓零点残余电压？说明该电压的产生原因及消除方法。
正确答案 差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压， 称零位电压。 对零点残余电压进行频谱分析， 发现其频谱主要由基波和三次谐波组
成。 基 波 产生的原因主要是传感器两个次级绕组的电气参数与几何尺寸不对称，三次谐波产生的原 因主要是磁性材料磁化曲线的非线性 （磁饱和、 磁滞）所造成的。 消除或减小零点残余电 压 的主要方法有：
（1） 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数和磁路的相互对称，这是 减小零点残余电压 的最有效方法。 （2 ）传感器设置良好的磁屏蔽， 必要时再设置静电屏蔽。
（3）将传感器磁回路工作区域设计在铁芯磁化曲线的线性段。
12、 简述热电偶能够工作的两个条件是什么？
答：热电偶两电极材料必须不同；两接点
直接测量方法有几种？它们的定义是什么？ 微差
法。 零位法是指被测量与已知标准量在 时，确
定被测量就等于已知标准量。偏差法 位移来直接
表示被测量的大小。微差法是零位 正确答案 直接测量方法中有零位法、 偏差法和 比较仪器中进行比较， 当指零机构平衡 （指零） 是指用测量仪表的指针相对于表盘上刻度线的 法和偏差法的组合。先将被测量与一个已知 标准量进行比较，当然该标准量尽量接近被测量，
这相当于不彻底的零位法。不足部分， 灵敏度：指传感器在 稳定标准条件下， 输出变化量与与之相对应的输入变化量的比值。 期间
和输入量减小行程期间，输出—输入特性曲线不重合的程度。 方向〈增加
或减少〉做全量程内连续重复测量，所得输出—输入特性 迟滞： 输入量增大行程 重复性：输入量在同一 曲线不一致的程度。 或称为零位输出电压， 简
温度必须不同，这就是热电偶能够工作的两个条件 1 、测量仪表静态特性非线性的校正方
法有哪些？正确答案一种是开环节式非线性校正法，另一种是非线性反馈校正法。2、在自动检测系统中，利用多种传感器把各种被测量转换成电信号时，大多数传感器的输
出信号和被测量之间的关系并非是线性关系。要解决这个问题，在模拟量自动检测系统中可采用什么方法？正确答案①缩小测量范围，取近似值。②采用非均匀的指示刻度。③增加非线性校正环节。
9、由光电效应方程式得出的两个基本概念是什么？
正确答案（1）入射光频谱不变时，被照射物体单位时间内发出的光电子数与入射光强度成正比。（2）对某种物体产生光电效应有最低频率单色光的限制称红限。高于物体红限的入射
光，不论多弱，被照射物体也能产生光电发射。低于物体红限的入射光，不论多强，被照射物体也不能产生光电发射。
【练习1】系统的闭环传递函数为 )13()3(3)(2 3++++++= ΦK s K s s K s s ，其中，K >0 试绘制系统根轨迹，并求出s=-2时的闭环极点和零点。 解： ，得根轨迹方程：由0)13()3(32 3 =+++++K s K s s 0) 1()3(13 =+++ s s K 0)2)(2(2 =+++s s s 272 1,23,21j s s ±- =-=? 【练习2】一单位负反馈系统，其开环传递函数为： ] 4)1[()1(4)(++-= s K s s K s G (1) 试绘制K 从0→+∞时的系统根轨迹； (2) 求系统阶跃响应中含有分量)cos(βωα+-t e t 时的K 值范围，其中 0,0>>ωα； (3) 求系统有一个闭环极点为-2时的闭环传递函数。 解：（1）根轨迹方程为： ) 4()2(12 =+-+ s s s K 等效开环传递函数为： )4() 2()(2 +-= s s s K s G
实轴上的根轨迹：[-4，0] 分离点：12 24 11-=-= ++ d d d d ，得：由 与虚轴交点：劳斯表如下 K s K s K K s 40 44410 12-+ 显然，K=1时，系统处于临界稳定，由辅助方程可解出交点处 21,± ==ωK 由模值条件得分离点处根轨迹增益：31 3*33 *1==d K 系统根轨迹如下图所示：
(２)求Ｋ值范围 尼状态，分量时，系统处于欠阻 当系统含有)cos(βωα+-t e t 系统有一对具有负实部的共轭极点，Ｋ值的范围为：131 < 红色为重点（2016年考题） 第一章 1-2 仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如下图所示。 1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ 解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。 其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。 系统方块图如下图所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。 1-5图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。 解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压Uf。Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T°C，热电偶的输出电压Uf正好等于给定电压Ur。此时，Ue=Ur-Uf=0，故U1=Ua=0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使Uc保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T°C由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程,控制的结果是使炉膛温度回升，直至T°C的实际值等于期望值为止。 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压ru（表征炉温的希望值）。系统方框图见下图。 注意:方框图中被控对象和被控量放在最右边,检测的是被控量,非被控对象. 第二章 2-2 设机械系统如图2—57所示，其中x i为输入位移，x o为输出位移。试分别列写各系统的微分方程式及传递函数。 一、 填空题 1、线性定常连续控制系统按其输入量的变化规律特性可分为_恒值控制_系统、随动系统和_程序控制_系统。 2、传递函数为 [12(s+10)] / {(s+2)[(s/3)+1](s+30)} 的系统的零点为_-10_， 极点为_-2__， 增益为_____2_______。 3、构成方框图的四种基本符号是： 信号线、比较点、传递环节的方框和引出点 。 4、我们将 一对靠得很近的闭环零、极点 称为偶极子。 5、自动控制系统的基本控制方式有反馈控制方式、_开环控制方式和_复合控制方式_。 6、已知一系统单位脉冲响应为t e t g 5.16)(-=，则该系统的传递函数为 。 7、自动控制系统包含_被控对象_和自动控制装置两大部分。 8、线性系统数学模型的其中五种形式是微分方程、传递函数、__差分方程_、脉冲传递函数_、__方框图和信号流图_。 9、_相角条件_是确定平面上根轨迹的充分必要条件，而用_幅值条件__确定根轨迹上各 点的根轨迹增益k*的值。当n-m ≥_2_时, 开环n 个极点之和等于闭环n 个极点之和。 10、已知一系统单位脉冲响应为 t e t g 25.13)(-=，则系统的传递函数为_ _。 11、当∞→ω时比例微分环节的相位是： A.90 A.ο 90 B.ο 90- C.ο45 D.ο 45- 12、对自动控制的性能要求可归纳为_稳定性__、_快速性_和准确性三个方面， 在阶跃 响应性能指标中，调节时间体现的是这三个方面中的_快速性___，而稳态误差体现的是_稳定性和准确性_。 13、当且仅当离散特征方程的全部特征根均分布在Z 平面上的_单位圆 _内，即所有特征根的模均小于___1____,相应的线性定常离散系统才是稳定的。 14、下列系统中属于开环控制系统的是 D.普通数控加工系统 质量检验（检测）过程控制程序 1 目的 为确保过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定的技术标准和满足顾客的要求，而对制造过程中的质量监控作出具体的规定。 2 范围 适用于最终产品及所需的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料实物质量的监控过程中符合质量/环境/职业健康安全管理活动要求。 3 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 Q/HZK526《质量/环境/职业健康安全管理手册》 Q/HZK611《外部供方评定控制管理 Q/HZK504《合同评审和协调程序》 Q/HZK517 检验和试验状态控制 Q/HZK509 产品标识和可追溯性控制 Q/HZK527 顾客财产控制 Q/HZK512 检验和试验设备控制 Q/HZK515 检验、测量和试验控制 Q/HZK520 产品防护控制 Q/HZK518 不合格品控制 Q/HZK519 事件、不符合预防措施及改进控制程序 Q/HZK443 外购外协件、原材料检验规定 Q/HZK417 紧急放行追回程序 Q/HZK442 外购外协件、在制品、成品抽样检验规定 Q/HZK428 质量检验记录管理办法 Q/HZK666 改进控制程序 Q/HZK533 过程的监视和测量控制程序 4 职责 4.1技术质量管理部(质保部)负责过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客的要求控制。 4.2综合运行管理部(生产计划部、物资供应部)负责生产制造过程、物资采购过程中按符合规定的技术标准(技术图纸、工艺、原辅材料标准等)的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客要求的过程控制。 4.3技术质量管理部(各项目开发室)负责提供产品过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准及检验(检测)细则(规定)。 4.4技术质量管理部(质保部计量室)负责过程中产生的自制零(部)件、外购件、外协件、原辅材料及最终的成品符合规定性的技术标准和满足顾客的要求控制的检测量具和测量设备,并做到符合周期鉴定要求。 5质量检验（检测）工作的责任和要求 5.1质量检验工序控制把关的正、负都会直接反映在产品（零部件）实物质量上。如何按程序文件标准和技术、质检文件要求控制、把关，我们质检线的管理人员、进（出）厂检验人员都必须认识到这一职能的责任，控制/和把关严不严格看你这个检验员的技能和思想品质，以及对本职工作的认真程度和态度，我们要以预防为主，预先走入到工序过程的严格控制之中，这样才能从工序过程中了解产品生产的质量状态、在生产过程中预防质量问题的产生，切实把质量工作从质量检验（检测）位移到质量控制的过程中，检验员要做产品质量的检验员，更要做产品质量的宣传员和生产技术的辅导员，真正把产品质量控制好。 5.2我们的质量管理人员和检验员实际上是一个X光的检验医生岗位，是专门检查工序（产品）出现质量问题岗位，是要按相关程序文件（标准）规定的步骤一步一个脚印认真实际地走的，决不能跨大步，要仔细仔细再仔细。 5.3产品（零件）实物质量检验过程说句简单的话就是对在制造工序过程中或成型产品中按技术（标准）文件中对产品（零件）质量规定（要求）发现不合格的问题，并提出问题，还要跟踪改进情况，符合标准（技术文件）规定的质量要求后才可放行。 5.4合格、不合格是质量检验员要讲的常用术语，决不能讲可用或不可用的话，对产品（零件）产生的质量问题要提出改进的建议供生产/技术参考。 5.5学习—学习—再学习。我们有很多质量检验工作的指导性文件（标准、规定、办法“见 第一章 1．开环控制和闭环控制的主要区别是什么？是否利用系统的输出信息对系统进行控制 2. 电加热炉炉温控制中，热电阻丝端电压U 及炉内物体质量M 的变化，哪个是控制量？哪个是扰动？为什么？ 3. 简述自动控制所起的作用是什么？在没有人直接参与的情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动的调节与控制，使之按照预定的方案达到要求的指标。 4. 简述自动控制电加热炉炉温控制的原理。 解答：一、工作原理： 系统分析：受控对象——炉子；被控量——炉温；给定装置——电位器 干扰——电源U ，外界环境 ，加热物件 ； 测量元件——热电偶； 执行机构——可逆电动机 工作过程：静态 ?U=0 动态 ?U ≠0 工件增多（负载增大）↑↑→↑→↑→?↓→↓→↑→T U U U U T c a f （负载减小）↓↓→↓→↓→?↑→↑→↓→T U U U U T c a f 二、 温控制系统框图 5．比较被控量输出和给定值的大小，根据其偏差实现对被控量的控制，这种控制方式称为 。 6．简述控制系统主要由哪三大部分组成？ 7.反馈控制系统是指：a.负反馈 b.正反馈 答案a.负反馈 8.反馈控制系统的特点是：答案 控制精度高、结构复杂 9.开环控制的特点是：答案 控制精度低、结构简单 10.闭环控制系统的基本环节有：给定、比较、控制、对象、反馈 11.自控系统各环节的输出量分别为： 给定量、反馈量、偏差、控制量输出量。 第二章 1． 自控系统的数学模型主要有以下三种：微分方程、传递函数、频率特性 2． 实际的物理系统都是：a.非线性的 b.线性的 a.非线性的 3． 传递函数等于输出像函数比输入像函数。 4． 传递函数只与系统结构参数有关，与输出量、输入量无关。 5． 惯性环节的惯性时间常数越大，系统快速性越差。 6.由laplace 变换的微分定理，(())L x t ''= 。 被控量（T ） c U U a 给定量 g U U ? 放大器 执行机构 被控对象 扰 动 检测元件 课程设计任务书 课题名称检测技术与过程控制 学院 专业建筑设施智能技术 班级 学生姓名 学号 月日至月日 指导教师(签字) 目录 第一章过程控制课程设计任务书 (3) 第二章蒸汽压力波动是主要干扰的设计方案 (4) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (4) 二．控制系统原理方框图 (4) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (4) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (5) 第三章冷水流量波动是主要干扰的设计方案 (7) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (7) 二．控制系统原理方框图 (7) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (7) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (8) 第四章冷水流量和蒸汽压力均波动明显的设计方案 (10) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (10) 二．控制系统原理方框图 (10) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (10) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (11) 第五章冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰的设计方案 (13) 一．控制方案、理论依据、控制工艺流程图 (13) 二．控制系统原理方框图 (14) 三．调节器正反作用的确定，系统工作过程概述 (14) 四．设计中用到的仪表的结构、特点说明 (14) 第六章体会与感悟 (17) 参考文献 (17) 附录 (18) 第一章过程控制课程设计任务书 题目A：干燥器温度控制系统方案设计 一、工艺过程描述 某干燥器的流程所示。干燥器采用夹套加热和真空抽吸并行的方式来干燥物料。夹套内通入的是经列管式加热器加热后的热水，而加热介质采用的是饱和蒸汽。为了提高干燥速度，应有较高的干燥温度θ，但θ过高会使物料的物性发生变化，这是不允许的，因此要求对干燥器温度进行严格控制。 二、设计要求 分别针对以下情况： ①蒸汽压力波动是主要干扰； ②冷水流量波动是主要干扰； ③冷水流量和蒸汽压力均波动明显； ④冷水流量、蒸汽压力以及进料压力波动均为主要干扰； 1、确定控制方案，说明理论依据，画出控制工艺流程图； 2、画出控制系统原理方框图； 3、确定调节器正反作用，阐述系统工作过程。 4、对设计中用到的仪表的结构、特点进行说明。 第一章 绪论 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答：1开环系统 (1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。 (2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量 偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说 明之。 解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非 线性，定常，时变）？ （1）22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2）()2()y t u t =+ （3）()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4）() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= （5）22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2() ()2() dy t y t u t dt += 测试题说明：所有的客观题都是以填空的形式给到大家，考试时的考核类型可能为填空、选择、判断等，考核内容和以下题目大致相似，大家好好复习！ 考试题型为：选择（2分*10题=20分），填空（1分*25=25分），大题（55分） 选择填空大部分从以下题目中提炼总结，考核形式可能会有所改变，大题题型基本和下面题目的题型相似，但是题目会有所变化(比如传递函数更换、参数更换、要求做些调整等等) 禁止考试时抄小抄，一旦发现，试卷0分，请参加大补考！ 没有交全作业或实验报告的同学、上课经常不到的同学平时成绩会比较低，因此要好好复习。 第一章测试题 1. 在水箱水温控制系统中，受控对象为 水箱 ，被控量为 水温 。 2. 自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作 用而无反向联系时，称为 开环 控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 闭环 控制系统。含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环 控制系统。 3. 反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进 行的。 4. 自动控制系统可以分为定值控制系统、 随动 控制系统和程序控制系统。 锅炉汽包水位控制系统属于 定值 控制系统，跟踪卫星的雷达天线控制系统属于 随动 控制系统。 5. 自动控制系统的基本要求是 稳定性 、 快速性或动态性能 、 准确 性或稳态性能 。 第二章测试题 1. 传递函数是指在 零 初始条件下、线性定常控制系统的 输出拉氏变换 与 输入拉氏变换 之比。 2. 控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传 递函数。 3. 某系统的传递函数为) 16)(13(18 )(++= s s s G ，其极点是 s1=-1/3, s2=-1/6 。 自动控制原理习题 一、(20分) 试用结构图等效化简求下图所示系统的 传递函数 ) () (s R s C 。 解： 所以： 3 2132213211)() (G G G G G G G G G G s R s C +++= 二．（10分）已知系统特征方程为063632 3 4 =++++s s s s ，判断该系统的稳定性，若闭环系统不稳定，指出在s 平面右半部的极点个数。(要有劳斯计算表) 解：劳斯计算表首列系数变号2次，S 平面右半部有2个闭环极点，系统不稳定。 6 6.0650336610 1234 s s s s s - 三．（20分）如图所示的单位反馈随动系统，K=16s -1,T=,试求： （1）特征参数n ωξ，； （2）计算σ%和t s ; （3）若要求σ%=16%，当T 不变时K 应当取何值 解：（1）求出系统的闭环传递函数为： T K s T s T K K s Ts K s /1 / )(22++= ++= Φ 因此有： 25.021 2/1),(825.0161====== -KT T s T K n n ωζω （2） %44%100e %2 -1- =?=ζζπ σ %) 2)((2825.04 4 =?=?= ≈ s t n s ζω （3）为了使σ%=16%，由式 %16%100e %2 -1- =?=ζζπ σ 可得5.0=ζ，当T 不变时，有： ) (425.04)(425 .05.021 212/11221--=?===??=== s T K s T T n n ωζζω 四．（15分）已知系统如下图所示， 1．画出系统根轨迹（关键点要标明）。 2．求使系统稳定的K 值范围，及临界状态下的振荡频率。 解 ① 3n =，1,2,30P =，1,22,1m Z j ==-±，1n m -= ②渐进线1条π ③入射角 1?()18013513513590360135135=?+?+?+?-?=?+?=? 同理 2?2135sr α=-? ④与虚轴交点，特方 3 2 220s Ks Ks +++=，ωj s =代入 X r X c K S 3 S 2+2S ＋2 自动控制理论 （A/B 卷 闭卷） 一、填空题（每空 1 分，共15分） 1、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 与反馈量的差 值进行的。 2、复合控制有两种基本形式：即按 的前馈复合控制和按 的前馈复合控制。 3、两个传递函数分别为G 1(s)与G 2(s)的环节，以并联方式连接，其等效传 递函数为()G s ，则G(s)为 （用G 1(s)与G 2(s) 表示）。 4、典型二阶系统极点分布如图1所示， 则无阻尼自然频率=n ω ， 阻尼比=ξ ， 该系统的特征方程为 ， 该系统的单位阶跃响应曲线为 。 5、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+， 则该系统的传递函数G(s)为 。 6、根轨迹起始于 ，终止于 。 7、设某最小相位系统的相频特性为101()()90()tg tg T ?ωτωω--=--，则该系 统的开环传递函数为 。 8、PI 控制器的输入－输出关系的时域表达式是 ， 其相应的传递函数为 ，由于积分环节的引入，可以改善系 统的 性能。 二、选择题（每题 2 分，共20分） 1、采用负反馈形式连接后，则 ( ) A 、一定能使闭环系统稳定； B 、系统动态性能一定会提高； C 、一定能使干扰引起的误差逐渐减小，最后完全消除； D 、需要调整系统的结构参数，才能改善系统性能。 2、下列哪种措施对提高系统的稳定性没有效果 ( )。 A 、增加开环极点； B 、在积分环节外加单位负反 馈； C 、增加开环零点； D 、引入串联超前校正装置。 3、系统特征方程为 0632)(23=+++=s s s s D ，则系统 ( ) A 、稳定； B 、单位阶跃响应曲线为单调指数上 升； C 、临界稳定； D 、右半平面闭环极点数2=Z 。 4、系统在2)(t t r =作用下的稳态误差∞=ss e ，说明 ( ) A 、 型别2 《自动控制原理》习题 习题1 1有一水位控制装置如图所示。试分析它的控制原理,指出它就是开环控制系统闭环控制系统？说出它的被控量,输入量及扰动量就是什么？绘制出其系统图。 2 某生产机械的恒速控制系统原理如图所示。系统中除速度反馈外,还设置了电流正反馈以补偿负载变化的影响。试标出各点信号的正负号并画出框图。 3图示为温度控制系统的原理图。指出系统的输入量与被控量,并画出系统框图。 4、自动驾驶器用控制系统将汽车的速度限制在允许范围内。画出方块图说明此反馈系统。 5、双输入控制系统的一个常见例子就是由冷热两个阀门的家用沐浴器。目标就是同时控制水温与流量,画出此闭环系统的方块图,您愿意让别人给您开环控制的沐浴器不？ 6、开环控制系统与闭环控制系统各有什么优缺点？ 7、反馈控制系统的动态特性有哪几种类型？生产过程希望的动态过程特性就是什么？ 习题2 1 试分别写出图示各无源网络的传递函数。 习题1图 2 求图示各机械运动系统的传递函数。 (1)求图a的＝？(2)求图b的＝？(3) 求图c的＝？ 习题2图 3 试分别写出图中各有源网络的传递函数U2(s)/ U1(s)。 习题3图 4交流伺服电动机的原理线路与转矩－转速特性曲线如图所示。图中,u为控制电压.T 为电动机的输出转矩。N为电动机的转矩。由图可T与n、u呈非线性。设在某平衡状态附近用增量化表示的转矩与转速、控制电压关系方程为 k n、k c为与平衡状态有关的值,可由转矩－转速特性曲线求得。设折合到电动机的总转动惯量为J,粘滞摩擦系数为f,略去其她负载力矩,试写出交流伺服电动机的方程式并求输入为u c, 输出为转角θ与转速为n时交流伺服电动机的传递函数。 习题4图 5图示一个转速控制系统,输入量就是电压V,输出量就是负载的转速 ,画出系统的结构图,并写出其输入输出间的数学表达式。 习题5图 6 已知一系统由如下方程组组成,试绘制系统框图,求出闭环传递函数。 7 系统的微分方程组如下: 《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为 5 (1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 () 1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1) ()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ 报告版本： 页数： 测试过程控制程序 编制人：王庆 审核人： 批准人： 日期： 修改历史记录 （测试过程控制程序） 目录 1目的 (1) 2范围 (1) 3定义 (1) 4角色和职责 (1) 4.1测试经理 (1) 4.2研发经理 (1) 4.3项目经理/产品经理 (2) 4.4测试工程师 (2) 4.5研发工程师 (2) 4.6质量保证员 (3) 5活动 (3) 6研发阶段测试入场标准 (4) 7验收阶段测试入场标准 (5) 8测试暂停/终止标准 (5) 9测试停止标准 (6) 10测试程序包/更新包控制 (6) 测试过程控制程序 1目的 本文为了旨在规范项目/产品的测试流程，明确相关角色职责，定义测试入场/测试停止等测试关键点应具备的条件以及在相关环节出现问题后的整改措施。 2范围 本规程适用于公司所有项目/产品的内部测试工作。 3定义 由于软件测试是一项复杂的工程，在以往的测试工作中，测试人员都是对程序进行反复的、无休止的测试，无畏的消耗了大量的人力、物力和时间成本，为了能够提高项目/产品的质量，减少重复工作，降低项目/产品的制作成本，所以制定了如下标准： 1. 研发阶段测试入场标准：在研发阶段可以启动测试工作的标准； 2. 验收阶段测试入场标准：在验收阶段可以启动测试工作的标准； 3. 测试暂停/终止标准：当测试过程中遇到重大问题时停止本项目测试工作的标 准； 4. 测试停止标准：当产品质量达到出厂标准时，测试工作可以停止的标准。 4角色和职责 4.1测试经理 ?参与需求、设计文档评审； ?制定测试计划（方案）； ?组织测试人员编写测试用例、自动化测试场景用例、执行测试用例、发 布阶段性测试报告和验收报告； ?组织测试人员对系统中可自动化部分的功能确认，从测试用例中筛选 自动化场景测试用例； ?组织自动化测试工程师对研发人员的自动化工具培训。 ?组织测试计划、测试用例、测试报告的评审； 4.2研发经理 1.1 什么是系统？什么是被控对象？什么是控制？ 1.2 什么是自动控制？它对人类活动有什么意义？ 1.3 试列举几个日常生活中的开环控制系统和闭环控制系统，并说明它们的工作原理。1.4 自动控制系统主要由哪几部分组成？各组成部分有什么功能？ 1.5 试用反馈控制原理来说明司机驾驶汽车是如何进行线路方向控制的，并画出系统方框图。 1.6 洗衣机控制系统的方框图如习题1.6图所示，试设计一个闭环控制的洗衣机系统方框图。 2.1 试列写出习题2.1图中各电路的动态方程。 (a) (b) 2.2 试求习题2.2图所示有源网络的传递函数。 U o C R 2 U o (b) o o (d) C C (a) o (e) C 1 μF 2.3 试求习题2.3图所示有源网络的传递函数。 u u o R 2.4 试用拉氏变换变换下列微分方程（初始值为0）。 ) ()()()3() ()()(2)()2() ()()()()1(22 22 t x t y dt t dy T t x t y dt t dy dt t y d t x t y dt t dy dt t y d =+=++=++ 2.5 系统的微分方程如下： 式中, T 1、 T 2、 K 1、 K 2、 K 3均为正的常数， 系统的输入量为r (t )， 输出量为c (t )， 试画出动态结构图， 并求传递函数C (s )/R (s )。 ) ()()()()()() ()()() ()()(3223 23211211t x K t c dt t dc T t c K t x t x t x t x K dt t dx T t c t r t x =+-=-=-= 1． 试将下列系统的结构图化简（本题10分） （说明：本题考查对 第二章第三节 系统结构图化简及等效变换的掌握程度，该类题目有两种求解方法。第一种求解方法可参见课本44~47页的例题2-11、2-12、2-13等。第二种方法可利用46页公式2-82，两种方法结果一样。） — 2. 已知单位反馈系统的开环传递函数如下，试确定使系统稳定的开环放大系数K 的取值范围。（本题10分） ()(2)(4) = ++K K G s s s s （说明：本题考查对 第三章第一节 劳斯稳定判据的理解和应用，可参见课本67页例题3-6。一样的求解思路） 1）试判断该系统属于几型系统。 2）系统的开环放大系数K 是多少？ 3）试判断该系统是否稳定。 4）试求在输入信号2 ()2+4+5=r t t t 作用下，系统的稳态误差是多少。 （说明：本题考查对第三章第六节 稳态误差相关知识的理解和计算。可参见课本105页表3-6的总结及例题3-16。） 答：(1) 由系统开环函数可知系统为Ⅰ型系统 (2) 由 G （s ）= )15)(125.0(5 .2)15)(4(s 10++= ++s s s s s 可知向前积分环节有一个，系统是Ⅰ型系统，且开环放大系数K= 2.5。 4. 某二阶系统的结构图如图(a)所示，该系统的单位阶跃响应如图(b)所示。（本题20 分） 1）试计算该系统的性能指标：稳态值、超调量； 2）试确定系统参数K 1，K 2和a 。 答：1）由系统的单位阶跃响应曲线（图b ）可以得出 ??? ? ???? =-===∞%33334%1.0t 3）（σp C 12及转折后斜率的变化量。可参看例题5-3。一样的求解思路） 答：1）将传递函数变形为 )125.0)(1(100 )s (++= s s G 其对应的频率特性表达式 )125.0)(1(100 )(++= ωωj j s G 2017年自动控制原理期末考试卷与答案 一、填空题（每空 1 分，共20分） 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即： 稳定性 、快速性和 准确性 。 2、控制系统的 输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值 称为传递函数。 3、在经典控制理论中，可采用 劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据(或：频域分析法) 等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型，取决于系统 结构 和 参数, 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg ()A ω(或：()L ω)，横坐标为lg ω 。 6、奈奎斯特稳定判据中，Z = P - R ，其中P 是指 开环传函中具有正实部的极点的个数，Z 是指 闭环传函中具有正实部的极点的个数，R 指 奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，s t 定义为 调整时间 。%σ是超调量 。 8、设系统的开环传递函数为12(1)(1) K s T s T s ++频特性为 01112()90()() tg T tg T ?ωωω--=---。 9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过 给定值 与反馈量的差值进行的。 10、若某系统的单位脉冲响应为0.20.5()105t t g t e e --=+，则该系统的传递函数G(s)为 105 0.20.5s s s s + ++。 11、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为 开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为 闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于 闭环控制系统。 12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 13、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统 稳定。判断一个闭环线性控制系统是否稳定，在时域分析中采用劳斯判据；在频域分析中采用奈奎斯特判据。 14、频域性能指标与时域性能指标有着对应关系，开环频域性能指标中的幅值越频率c ω对应时域性能指标 调整时间s t ，它们反映了系统动态过程的快速性 A-7-1 设非线性系统具有典型结构，试用等效增益概念分析具有死区的三位置理想继电特性（见图7-15（a ））对系统稳定性的影响。 解 由等效增益定义x y K =- 知，等效增益曲线如图7-15（b ）所示，其中?=K K m 。 设系统不存在非线性时，临界稳定增益为K c ，于是 ①若K c 生产过程控制和检验 4.1 工厂应对关键生产工序进行识别，关键工序操作人员应具备相应的能力，如果该工序没有文件规定就不能保证产品质量时，则应制定相应的工艺作业指导书，使生产过程受控。理解要点： 1) 过程控制（Process control）,指从关键元器件、材料的采购，直到加工出成品的全过程中对半成品、产品的质量进行监视、修正和控制的活动； 2) 过程检验（Process testing），在过程控制中对关键元器件、材料，半成品，成品的规定参数进行的检测和验收； 3) 工厂应以明确的表达方式指明，哪些生产过程工序对认证产品的关键特性（安全、环保、EMC）起着重要的作用； 4) 工厂应对在关键工序岗位的人员能力提出具体要求，并保证在岗人员的能力符合规定的要求； 5) 并非所有的工序都需要工艺作业指导书。工艺作业指导书是否需要及其详略程度与操作人员的能力、作业活动的复杂程度等有关。只有在确认没有文件规定就不能保证认证产品质量时，工艺作业指导书才是必需的； 6) 通常，工艺作业指导书应明确工艺的步骤、方法、要求等，必要时，可包括对工艺过程监控的要求。 审查要点： 1) 通过查阅相关文件和现场观察，确认工厂是否明确了关键生产工序； 2) 通过查阅关键工序操作人员的培训记录，并结合现场调查的情况，判断操作人员是否具备相应的能力； 3) 在现场审查时，注意在规定有工艺作业指导书的工序上，工艺作业指导书是否为有效版本，是否明确了控制要求。操作人员是否按工艺作业指导书进行操作。 4.2 产品生产过程中如对环境条件有要求，工厂应保证工作环境满足规定的要求。 理解要点： 1) 环境条件包括：温度、湿度、噪声、振动、磁场、照度、洁净度、无菌、防尘等； 2) 工厂应识别认证产品生产过程中为达到其符合要求所需的工作环境，应提供和管理相应的资源以确保工作环境满足规定要求。工厂还应对这些条件作出明确的规定，包括具体的参数及控制要求（如果有）； 第二部分古典控制理论基础习题详解 一概述 2-1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点。 【解】： 2-1-2试列举几个日常生活中的开环和闭环控制系统的例子，并说明其工作原理。 【解】： 开环控制——半自动、全自动洗衣机的洗衣过程。 工作原理：被控制量为衣服的干净度。洗衣人先观察衣服的脏污程度，根据自己的经验，设定洗涤、漂洗时间，洗衣机按照设定程序完成洗涤漂洗任务。系统输出量（即衣服的干净度）的信息没有通过任何装置反馈到输入端，对系统的控制不起作用，因此为开环控制。 闭环控制——卫生间蓄水箱的蓄水量控制系统和空调、冰箱的温度控制系统。 工作原理：以卫生间蓄水箱蓄水量控制为例，系统的被控制量（输出量）为蓄水箱水位（反应蓄水量）。水位由浮子测量，并通过杠杆作用于供水阀门（即反馈至输入端），控制供水量，形成闭环控制。当水位达到蓄水量上限高度时，阀门全关（按要求事先设计好杠杆比例），系统处于平衡状态。一旦用水，水位降低，浮子随之下沉，通过杠杆打开供水阀门，下沉越深，阀门开度越大，供水量越大，直到水位升至蓄水量上限高度，阀门全关，系统再次处于平衡状态。 2-1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属何种类型（线性、非线性；定常、时变）。 【解】： （1）线性定常系统；（2）线性时变系统；（3）非线性定常系统；（4）线性定常系统。 2-1-4 根据题2-1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图： （1）将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈系统； （2）画出系统方框图。 【解】： （1）a -d 连接，b -c 连接。 （2）系统方框图 题2-1-4解图 抽头移动，电动机获得一个正电压，通过齿轮减速器传递，使阀门打开，从而增加入水流量使水位上升，当水位回到给定值时，电动机的输入电压又会回到零，系统重新达到平衡状态。反之易然。 题2-1-5解图 《 自动控制原理B 》 试题A 卷答案 一、单项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．若某负反馈控制系统的开环传递函数为5(1) s s +，则该系统的闭环特征方程为 ( D )。 A ．(1)0s s += B. (1)50s s ++= C.(1)10s s ++= D.与是否为单位反馈系统有关 2．梅逊公式主要用来（ C ）。 A.判断稳定性 B.计算输入误差 C.求系统的传递函数 D.求系统的根轨迹 3．关于传递函数，错误的说法是 ( B )。 A.传递函数只适用于线性定常系统； B.传递函数不仅取决于系统的结构参数，给定输入和扰动对传递函数也有影响； C.传递函数一般是为复变量s 的真分式； D.闭环传递函数的极点决定了系统的稳定性。 4．一阶系统的阶跃响应（ C ）。 A ．当时间常数较大时有超调 B ．有超调 C ．无超调 D ．当时间常数较小时有超调 5. 如果输入信号为单位斜坡函数时，系统的稳态误差为无穷大，则此系统为（ A ） A ． 0型系统 B. I 型系统 C. II 型系统 D. III 型系统 二、填空题（本大题共7小题，每空1分，共10分） 1．一个自动控制系统的性能要求可以概括为三个方面：___稳定性、快速性、__准确性___。 2.对控制系统建模而言，同一个控制系统可以用不同的 数学模型 来描述。 3. 控制系统的基本控制方式为 开环控制 和 闭环控制 。 4. 某负反馈控制系统前向通路的传递函数为()G s ，反馈通路的传递函数为()H s ，则系统 的开环传递函数为()()G s H s ，系统的闭环传递函数为 ()1()() G s G s H s + 。 5 开环传递函数为2(2)(1)()()(4)(22) K s s G s H s s s s s ++= +++，其根轨迹的起点为0,4,1j --±。 6. 当欠阻尼二阶系统的阻尼比减小时，在单位阶跃输入信号作用下，最大超调量将 增大 。 7.串联方框图的等效传递函数等于各串联传递函数之 积 。 三、简答题（本题10分） 图1为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方框图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？自动控制原理作业答案1-7(考试重点)
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