航天九院张志鑫
光纤传感器的一般原理
y光波的几个特征参数：振幅、相位、偏振态、波长，实际便于测量的是光强。
y光波在光纤内传输时，受到周围因素（温度，应力，磁场、电场等）的作用，会引起光波特征参数的改变。
y通过抑制非测量量的作用，根据输出光波来反算
被测物理量的变化。
光纤传感器按照光纤所起作用分类y传感型：敏感+传光，全光纤电流传感器
y传光型：其它敏感元件测量，光纤数据传输。注意光通讯不属于此类。如磁光玻璃电流传感器、电压传感器
电子式互感器的概念
y以输出方式定义：有合并单元，有数字光信号输出，模拟量输出可选。与敏感原理无关。光学电流和电压互感器也属于电子式互感
器，合并单元及其其后的应用相同。
y2、工作原理
y3、特点
?磁饱和导致暂态大电流无法测量
?绝缘结构在高电压时体积大、成本高
?油气爆炸风险，二次开路导致的高压
?二次负载对精度有影响，输出没有数字化
新型互感器的研发试图解决
电磁式电流互感器存在的不足：
y OCT（光CT）即光学电流互感器。
y国内对OCT的定义比较模糊
y只要用到光纤的CT都称为OCT，其实不然，只有通过
法拉第磁光效应对电流进行测量的才是真正的OCT。
电流互感器的基本分类
按传感原理法拉第磁光
效应（1846
提出）
法拉第电磁
感应（1886
年专利）
磁光玻璃式
全光纤式
铁芯互感式
低功率线圈式（LPCT）
空心线圈式（RCT）(Rogowsgi线圈)(1912年)
y1845年，法拉第发现，当一
块玻璃被置于强磁场中
时，它会具有光学活性。
y当一束线偏振光沿着与磁
场平行的方向通过这块玻
璃时，线偏振光的振动平
面将产生偏转θF。
OCT 介绍——工作原理y 安培环路定理
y
如果敏感路径是闭合环路，将遵守安培环路定律y 于是环路下的法拉第相角的大小VI N I VN Hdl VN VHdl l N i l l N F i
l ====∑∫∫θ∫=λHdl
I
y OCT的结构形式
OCT介绍——工作原理
y光源‐>偏振器，偏振器将光波转化
为线偏振光进入磁光玻璃；
y在电流产生的磁场的作用下，线偏
振光的方位角会发生偏转，在磁光
玻璃的输出端放置一个检偏器，当
偏振光方位角发生改变时，透过检
偏器的光强随之改变；
y输出光经过传输光纤到达低压侧的
探测器，利用二次处理系统可以对
探测器输出进行采集，从而得到对
应的电流值。
OCT 介绍——工作原理y 优点是实现简单，数字处理
较为容易；
y 缺点是它采用开环工作模
式，由于偏振光方位角与输
出光强对应关系为正弦函
数，随着测量范围的增加，
非线性误差增大。
)cos 1(2
1P 0?Δ+=P D
y全光纤式OCT的敏感原理
全光纤式OCT的光路要复杂
的多。
y敏感光路虽然也是利用磁光
法拉第效应，但不是简单地
检测一束线偏振光的偏转
角，而是通过检测两束圆偏
振光（一束左旋，一束右旋）
的光程差来获取磁场（或电
流）大小的。
y1A电流引起的光程差为
0.1nm，必须通过干涉的方法
来测量。
y全光纤式OCT工作原理
偏振光，并45度进入相位调制器，
y在相位调制器上施加调制，两束受到调
制的光波进入了光纤线圈，
y在电流产生的磁场的作用下，两束光波
之间产生正比于载体电流的相位角，经
反射镜反射后两束光波返回到相位调制
器、偏振器、耦合器，最后进入光电探
测器，
y输出的电压信号被信号处理电路接收并
运算，运算结果通过数字接口输出。
OCT 介绍——工作原理y 全光纤OCT 的闭环控制原理框图y 采用闭环控制技术可以将测量范围大大提高
OCT的共同优点
?高带宽
由于光通过传感器部分只需要μs级时间，因而频带宽度完全由信号处理部分电子线路响应速度决定；可达10kHz。
能够实现准确的暂态电流测量、电能质量分析、故障录波等
各类互感器频率特性对比
《化工原理》重要公式 第一章 流体流动 牛顿粘性定律 dy du μτ= 静力学方程 g z p g z p 2211 +=+ρ ρ 机械能守恒式 f e h u g z p h u g z p +++=+++2222222111 ρρ 动量守恒 )(12X X m X u u q F -=∑ 雷诺数 μμρ dG du ==Re 阻力损失 22 u d l h f λ= ????d q d u h V f ∞∞ 层流 Re 64=λ 或 2 32d ul h f ρμ= 局部阻力 2 2 u h f ζ= 当量直径 ∏ =A d e 4 孔板流量计 ρP ?=20 0A C q V ， g R i )(ρρ-=?P 第二章 流体输送机械 管路特性 242)(8V e q g d d l z g p H πζλ ρ+∑+?+?= 泵的有效功率 e V e H gq P ρ= 泵效率 a e P P =η
最大允许安装高度 100][-∑--=f V g H g p g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH 风机全压换算 ρ ρ''T T p p = 第四章 流体通过颗粒层的流动 物料衡算： 三个去向： 滤液V ，滤饼中固体） （饼ε-1V ，滤饼中液体ε饼V 过滤速率基本方程 )(22 e V V KA d dV +=τ ， 其中 φμ 012r K S -?=P 恒速过滤 τ22 2 KA VV V e =+ 恒压过滤 τ222KA VV V e =+ 生产能力 τ ∑=V Q 回转真空过滤 e e q q n K q -+=2? 板框压滤机洗涤时间(0=e q ,0=S ) τμμτV V W W W W 8P P ??= 第五章 颗粒的沉降和流态化 斯托克斯沉降公式 μρρ18)(2 g d u p p t -=， 2R e
《经济学原理（二）》期末复习资料 参考教材信息：请到导学资料下载区，下载《经济学原理参考教材》、《经济学原理》讲稿》。 第21章选择题 1.消费者可以承担的消费组合的限制被称为C A.无差异曲线。 B.边际替代率。 C.预算约束线。 D.消费限制。 2.以下哪一对物品的相对价格变动可能引起的替代效应最小？B A.7-11便利店的汽油和快客便利店的汽油。 B.右脚鞋和左脚鞋。 C.可口可乐和百事可乐。 D.百城淡啤酒和库尔斯淡啤酒。 3.无差异曲线上任何一点的斜率称为B A.权衡取舍率。 B.边际替代率。 C.边际权衡取舍率。 D.编辑无差异率。 4.消费者任何两种物品的最优购买量是A A.在预算约束线不变时消费者达到最高无差异曲线的一点。 B.消费者达到最高无差异曲线的一点。 C.两条最高无差异曲线的相交点。 D.预算约束线与无差异曲线相交之点。 5.如果收入翻了一番，价格也翻了一番，预算线将C A.平行向外移动。 B.平行向内移动。 C.保持不变。 D.向内旋转。 第21章判断题 1.预算约束线是向消费者提供了同样满足程度的一组商品组合。错 2.当在一个用每条轴表示一种物品量的图上作图时，无差异曲线通常是向右下方倾斜（负的）的直线。错 3.无差异曲线倾向于凸向原点，因为如果消费者拥有的想换出去的物品多，他们就愿意用大量的这种物品来换另一种物品。对 4.如果一种物品的价格下降，替代效应总会引起该物品的需求量增加。对 5.吉芬物品是极端的低档物品。对 第22章选择题 1.约翰的汽车需要修理，因此，约翰决定卖掉这辆破车，以避免修理费。由于不知道有问题，苏珊买了这辆车。这是以下哪一项的例子？A A.逆向选择。 B.道德危险。 C.效率工资。 D.隐蔽行为。 2.朱迪想避免买一辆次品车。在她购车之前，她把她想买的车给她的机械师。这称为D A.道德危险。 B.逆向选择。 C.发信号。 D.筛选。 3.克里斯是一家服装公司的外出推销员。在这种就业关系中，克里斯是B A.委托人。 B.代理人。 C.发信号者。 D.筛选者。 4.为了使信号有效，以下哪一种关于用来透露私人信息的信号的说法是正确的？B A.它对有信息一方应该是免费的。 B.它对有信息一方应该是有代价的，但对有高质量产品的一方是低成本的。
《自动控制原理》总复习
第一章自动控制的基本概念 一、学习要点 1.自动控制基本术语：自动控制、系统、自动控制系统、被控量、输入量、干扰量、受控对 象、控制器、反馈、负反馈控制原理等。 2.控制系统的基本方式： ①开环控制系统；②闭环控制系统；③复合控制系统。 3.自动控制系统的组成：由受控对象和控制器组成。 4.自动控制系统的类型：从不同的角度可以有不同的分法，常有： 恒值系统与随动系统；线性系统与非线性系统；连续系统与离散系统；定常系统与时变系统等。 5.对自动控制系统的基本要求：稳、快、准。 6.典型输入信号：脉冲、阶跃、斜坡、抛物线、正弦。 二、基本要求 1.对反馈控制系统的基本控制和方法有一个全面的、整体的了解。 2.掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成、分类，理解对自动控制 系统稳、准、快三方面的基本要求。 3.了解控制系统的典型输入信号。 4.掌握由系统工作原理图画方框图的方法。 三、容结构图
四、知识结构图 第二章 控制系统的数学模型 一、学习要点 1．数学模型的数学表达式形式
（1）物理系统的微分方程描述；（2）数学工具—拉氏变换及反变换； （3）传递函数及典型环节的传递函数；（4）脉冲响应函数及应用。 2．数学模型的图形表示 （1）结构图及其等效变换，梅逊公式的应用；（2）信号流图及梅逊公式的应用。 二、基本要求 1、正确理解数学模型的特点，对系统的相似性、简化性、动态模型、静态模型、输入变 量、输出变量、中间变量等概念，要准确掌握。 2、了解动态微分方程建立的一般方法及小偏差线性化的方法。 3、掌握运用拉氏变换解微分方程的方法，并对解的结构、运动模态与特征根的关系、零输入 响应、零状态响应等概念有清楚的理解。 4、正确理解传递函数的定义、性质和意义。熟练掌握由传递函数派生出来的系统开环传递 函数、闭环传递函数、误差传递函数、典型环节传递函数等概念。（＃） 5、掌握系统结构图和信号流图两种数学模型的定义和绘制方法，熟练掌握控制系统的结构 图及结构图的简化，并能用梅逊公式求系统传递函数。（＃＃） 6、传递函数的求取方法： 1）直接法：由微分方程直接得到。 2）复阻抗法：只适用于电网络。 3）结构图及其等效变换，用梅逊公式。 4）信号流图用梅逊公式。
《化工原理》重要概念 第一章流体流动 质点含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。 连续性假定假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 拉格朗日法选定一个流体质点 , 对其跟踪观察，描述其运动参数 ( 如位移、速度等 ) 与时间的关系。 欧拉法在固定空间位置上观察流体质点的运动情况，如空间各点的速度、压强、密度等，即直接描述各有关运动参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。 轨线与流线轨线是同一流体质点在不同时间的位置连线，是拉格朗日法考察的结果。流线是同一瞬间不同质点在速度方向上的连线，是欧拉法考察的结果。 系统与控制体系统是采用拉格朗日法考察流体的。控制体是采用欧拉法考察流体的。 理想流体与实际流体的区别理想流体粘度为零，而实际流体粘度不为零。 粘性的物理本质分子间的引力和分子的热运动。通常液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主。气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主。 总势能流体的压强能与位能之和。 可压缩流体与不可压缩流体的区别流体的密度是否与压强有关。有关的称为可压缩流体，无关的称为不可压缩流体。 伯努利方程的物理意义流体流动中的位能、压强能、动能之和保持不变。 平均流速流体的平均流速是以体积流量相同为原则的。 动能校正因子实际动能之平均值与平均速度之动能的比值。 均匀分布同一横截面上流体速度相同。 均匀流段各流线都是平行的直线并与截面垂直 , 在定态流动条件下该截面上的流体没有加速度 , 故沿该截面势能分布应服从静力学原理。
层流与湍流的本质区别是否存在流体速度 u 、压强 p 的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。 第二章流体输送机械 管路特性方程管路对能量的需求，管路所需压头随流量的增加而增加。 输送机械的压头或扬程流体输送机械向单位重量流体所提供的能量 (J/N) 。 离心泵主要构件叶轮和蜗壳。 离心泵理论压头的影响因素离心泵的压头与流量，转速，叶片形状及直径大小有关。 叶片后弯原因使泵的效率高。 气缚现象因泵内流体密度小而产生的压差小，无法吸上液体的现象。 离心泵特性曲线离心泵的特性曲线指 H ｅ～ q V ，η～ q V ， P ａ～ q V 。 离心泵工作点管路特性方程和泵的特性方程的交点。 离心泵的调节手段调节出口阀，改变泵的转速。 汽蚀现象液体在泵的最低压强处 ( 叶轮入口 ) 汽化形成气泡，又在叶轮中因压强升高而溃灭，造成液体对泵设备的冲击，引起振动和侵蚀的现象。 必需汽蚀余量 (NPSH)r 泵入口处液体具有的动能和压强能之和必须超过饱和蒸汽压强能多少 离心泵的选型 ( 类型、型号 ) ①根据泵的工作条件，确定泵的类型；②根据管路所需的流量、压头，确定泵的型号。 正位移特性流量由泵决定，与管路特性无关。 往复泵的调节手段旁路阀、改变泵的转速、冲程。 离心泵与往复泵的比较 ( 流量、压头 ) 前者流量均匀，随管路特性而变，后者流量不均匀，不随管路特性而变。前者不易达到高压头，后者可达高压头。前者流量调节用泵出口阀，无自吸作用，启动时关出口阀；后者流量调节用旁路阀，有自吸作用，启动时开足管路阀门。 通风机的全压、动风压通风机给每立方米气体加入的能量为全压 (Pa=J/m 3 ) ，其中动能部分为动风压。
生活中的经济学 经济学是一门引人入胜的学问。它能够帮助我们更深刻地理解我们周围的事务，看透它的变化，进而引出对自己作调整的要求。反过来我们生活在市场经济的环境当中，经济也渗透到了我们生活的各个方面，今天我们就一起来探讨一下身边的事件或行为模式中的有趣问题，然后尝试从经济学的角度来解释他们。 （一）机会成本 首先，有谁知道机会成本是什么？ 从事一项活动的机会成本，是指你为了从事这件事而放弃的其他事情的价值。 案例一：演唱会---机会成本 那么问题来了：假设你赢得了一张刘德华今晚演唱会的免费门票。注意，不能转售。但是陈奕迅今晚也开演唱会，你也很想去。陈奕迅演唱会的票价为400元，当然，你别的时候去看他的演出也行，但你的心理承受价格是500元，换言之，要是陈奕迅的票价高于500元，你就不愿意看了，哪怕你没有别的事要做。除此之外，看两人的演出并无其他成本。请问你去看刘德华演唱会的机会成本是多少？ A.0元； B.100元； C.400元； D.500元。 答案：去看刘德华的演唱会，唯一必须牺牲的事情是去看陈奕迅的演出会。不去看陈奕迅的演唱会，你会错失对你来说价值500元的表演，但同时，你也省下了买陈奕迅演唱会票所需支付的400元。所以不看陈奕迅演唱会，你放弃的价值是500元-400元=100元。所以，在选择时，如果你觉得刘德华的演唱会至少值100元，那么你就应该去看，要不然就去看陈奕迅的演唱会。 （二）成本效益原则 什么是成本效益原则？谁可以解释一下？ 成本效益原则，是所有经济学概念的源头。它提出，唯有当行动所带来的额外效益大于额外成本时，你才应该这么做。 案例二：闹钟与电脑 我们面临以下两个选择： 你想在京东买一个闹钟，价值20元。有个朋友告诉你，同样的闹钟附近商
《自动控制理论》讲稿
自动控制原理是自动化类专业基础课，是自动控制技术的基础，是研究自动控制共同规律的技术科学。 自动控制理论可分为自动控制原理（经典控制理论）和现代控制理论。开始主要用于研究工程技术领域的自动控制问题，现已将其应用范围扩展工程领域，如应用到经济学、生物医学、社会学、生产管理等领域。自动控制理论已成为普遍使用的基础理论。 我们本学期介绍的自动控制原理是自动控制技术基础的基础，计划授课85学时，其中10学时用于实验。 参考书： 《自动控制原理》，天大、技师、理工合编，天津大学出版社; 《自动控理论》，两航一校合编，国防工业出版社; 《现代控制工程》，（日），绪方胜彦，科出版社; 《自动控制系统》，（美），本杰明，水利电力出版社; 《线性系统理论》 《反馈控制理论》 自动控制理论：经典控制理论（自控原理） 现代控制理论 自动控制理论的划分是以控制理论发展的不同阶段人为归纳为： 建立在时域法、频率法和根轨迹法基础上的经典控制理论和建立在状态空间法基础上的现代控制理论。 经典控制理论：主要研究单输入、单输出（SISO）线性定常系统的分析和设计问题。其基本方法是采用描述输入-输出关系的传递函数为基础，包括：时域法、频域法、根轨迹法、相平面法等，工具：乃氏曲线，伯德图，尼氏图，根轨迹等曲线。现代控制理论：主要研究具有多输入-多输出系统（MIMO）、变参数系统的分析和设计问题。基本方法是：采用描述系统内部特征的状态空间的方法，更多的采用计算机作为其工具。 自动控制原理包括下列内容： 第一章：控制理论的基本概念，开、闭环，分类 第二章：数学模型即：描述系统运动状态的数学表达式——微分方程、传递函数、结构图信、号流程图第三章时域分析法：动态性能、静态性能、一二阶系统分析 第四章根轨迹分析法：常规根轨迹、特殊根轨迹 第五章频域分析法：频率特性、频域指标、频域分析 第六章系统综合与校正 第七章非线性系统与分析 第八章采样控制系 学习要求： 1.掌握自动控制系统的一般概念及其组成与分类； 2.掌握控制系统的基本性能要求。 教学内容： §1-1 概述 §1-2 自动控制的基本方式 §1-3 自动控制系统的类型 §1-4 本章小结 §1-5 思考题与习题
化工原理知识 绪论 1、单元操作：（Unit Operations）： 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品，在化工生产中共有的过程称为单元操作（12）。 单元操作特点： ①所有的单元操作都是物理性操作，不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用设备也是通用的。单元操作理论基础：（11、12） 质量守恒定律：输入=输出+积存 能量守恒定律：对于稳定的过，程输入=输出 动量守恒定律：动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法： 实验研究方法（经验法）：用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法（半经验半理论方法）：通过分析，在抓住过程本质的前提下，对过程做出合理的简化，得出能基本反映过程机理的物理模型。（04） 3、因次分析法与数学模型法的区别：（08B） 数学模型法（半经验半理论）因次论指导下的实验研究法 实验：寻找函数形式，决定参数
第二章：流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头（或扬程）： 离心泵的压头（或扬程）：泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示，单位为m 。 2、离心泵的理论压头： 理论压头：离心泵的叶轮叶片无限多，液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动，液体为粘性等于零的理想流体，泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。 实际压头：离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括：1）叶片间的环流，2）流体的阻力损失，3）冲击损失。 3、气缚现象及其防止： 气缚现象：离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体，它便没有抽吸液体的能力，这是因为气体的密度比液体的密度小的多，随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。 防止：在吸入管底部装上止逆阀，使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne 表示。 效率： 轴功率：电机输入离心泵的功率,用N 表示，单位为J/S,W 或kW 。 二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点：管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点，就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量，该交点称为泵在管路上的工作点。 流量调节： 1）改变出口阀开度——改变管路特性曲线； 2）改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程： 开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。 开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向 g QH N e ρ=η/e N N =η ρ/g QH N =
马克思主义政治经济学 原理 南京气象学院经济贸易系于波
导论 ●教学目的 通过导论的教学，使学生明确马克思主义政治经济学的形成、发展、理论基础、研究对象和根本任务，以及学习马克思主义政治经济学的重要性，正确认识邓小平理论和江泽民关于“三个代表”思想是对马克思主义政治经济学的丰实和发展。 ●教学要点 第一节马克思主义政治经济学的形成和发展 1.政治经济学是一门独立的以研究社会经济问题为己任的社会科学 政治经济学作为—门学科最早是由法国重商主义者孟克列钦（1575～1622年）提出的。在1915年出版的《献给国王和王太后的政治经济学》中，孟克列钦使用了“政治经济学”这个名词。这里的“政治”与我们现在一般使用的“政治”概念不同，它是国家范围或社会范田的意思。“政治经济学”就是指所研究的是国家范围或社会范围的经济问题，突破／以往研究社会经济问题只局限于家庭经济或庄园经济，或只作为某一学说的组成部分的限制。从此以后，“政治经济学”—词便被广泛使用，成为研究社会经济问题这门学科的代名称。到1890年马歇尔出版了《经济学原理》—书后，这门学科的名称才逐渐由政治经济学改为经济学。但马歇尔认为，政治经济学和经济学是通用的，因此，不能把“政怡经济学”理解为既研究政治又研究经济的学科，“政治经济学”也可简称为“经济学”。当今，随着经济学科的发展，经济学分支学科不断增多，于是将政治经济学纳入理论经济学的范畴，以与应用经济学科、管理经济学科相区别。从前面的论述我们可以知道，“政治经济学”这个学科名称并不是马克思发明的，因而“政治经济学”就不是马克思主义的专用词。这样，政治经济学就因理论框架、理论观点的不同而区分为马克思主义政治经济学(或马克思主义经济学)和非马克思主义政治经济学(或非马克思主义经济学)。马克思主义政治经济学是反映客观经济运动规律的经济理论，具有严格的、高度的科学性。 2．马克思主义政治经济学是阶级性和科学性的统一 马克思主义政治经济学是无产阶级的政治经济学。由于无产阶级的经济地位
《自动控制原理》题库 一、解释下面基本概念 1、控制系统的基本控制方式有哪些？ 2、什么是开环控制系统？ 答：在控制器与被控对象之间只有正向控制作用而没有反馈控制作用，即系统的输出量对控制量没有影响。 3、什么是自动控制？ 答：自动控制就是采用控制装置使被控对象自动地按照给定的规律运行，使被控对象的一个或数个物理量能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。 4、控制系统的基本任务是什么？ 5、什么是反馈控制原理？ 6、什么是线性定常控制系统？ 7、什么是线性时变控制系统？ 8、什么是离散控制系统？ 9、什么是闭环控制系统？ 10、将组成系统的元件按职能分类，反馈控制系统由哪些基本元件组成？ 11、组成控制系统的元件按职能分类有哪几种？ 12、典型控制环节有哪几个？ 13、典型控制信号有哪几种？ 14、控制系统的动态性能指标通常是指？ 15、对控制系统的基本要求是哪几项？ 16、在典型信号作用下，控制系统的时间响应由哪两部分组成? 17、什么是控制系统时间响应的动态过程？ 18、什么是控制系统时间响应的稳态过程？ 19、控制系统的动态性能指标有哪几个？ 20、控制系统的稳态性能指标是什么？ 21、什么是控制系统的数学模型？ 22、控制系统的数学模型有： 23、什么是控制系统的传递函数？ 24、建立数学模型的方法有? 25、经典控制理论中，控制系统的数学模型有?
26、系统的物理构成不同，其传递函数可能相同吗?为什么? 27、控制系统的分析法有哪些？ 28、系统信号流图是由哪二个元素构成？ 29、系统结构图是由哪四个元素组成？ 30、系统结构图基本连接方式有几种？ 31、二个结构图串联连接，其总的传递函数等于？ 32、二个结构图并联连接，其总的传递函数等于？ 33、对一个稳定的控制系统，其动态过程特性曲线是什么形状？ 34、二阶系统的阻尼比10<<ξ，其单位阶跃响应是什么状态？ 35、二阶系统阻尼比ξ减小时，其阶跃响应的超调量是增大还是减小？ 36、二阶系统的特征根是一对负实部的共轭复根时，二阶系统的动态响应波形是什么特点？ 37、设系统有二个闭环极点，其实部分别为：δ＝－2；δ＝－30，问哪一个极点对系统动态过程的影响大？38、二阶系统开环增益K 增大，则系统的阻尼比ξ减小还是增大？ 39、一阶系统可以跟踪单位阶跃信号，但存在稳态误差？不存在稳态误差。 40、一阶系统可以跟踪单位加速度信号。一阶系统只能跟踪单位阶跃信号（无稳态误差）可以跟踪单位斜坡信号（有稳态误差） 41、控制系统闭环传递函数的零点对应系统微分方程的特征根。应是极点 42、改善二阶系统性能的控制方式有哪些？ 43、什么是二阶系统？什么是Ⅱ型系统？ 44、恒值控制系统 45、谐振频率 46、随动控制系统 47、稳态速度误差系数K V 48、谐振峰值 49、采用比例－微分控制或测速反馈控制改善二阶系统性能，其实质是改变了二阶系统的什么参数？。 50、什么是控制系统的根轨迹？ 51、什么是常规根轨迹？什么是参数根轨迹？ 52、根轨迹图是开环系统的极点在s 平面上运动轨迹还是闭环系统的极点在s 平面上运动轨迹？ 53、根轨迹的起点在什么地方？根轨迹的终点在什么地方？ 54、常规根轨迹与零度根轨迹有什么相同点和不同点？ 55、试述采样定理。
基本定义 理想溶液 ideal solution(s)：溶液中的任一组分在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律[1]的溶液称为理想溶液。 这是从宏观上对理想溶液的定义。从分子模型上讲，各组分分子的大小及作用力，彼此相似，当一种组分的分子被另一种组分的分子取代时，没有能量的变化或空间结构的变化。换言之，即当各组分混合成溶液时，没有热效应和体积的变化。即这也可以作为理想溶液的定义。除了光学异构体的混合物、同位素化合物的混合物、立体异构体的混合物以及紧邻同系物的混合物等可以(或近似地)算作理想溶液外，一般溶液大都不具有理想溶液的性质。但是因为理想溶液所服从的规律较简单，并且实际上，许多溶液在一定的浓度区间的某些性质常表现得很像理想溶液，所以引入理想溶液的概念，不仅在理论上有价值，而且也有实际意义。以后可以看到，只要对从理想溶液所得到的公式作一些修正，就能用之于实际溶液。 各组成物质在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液。[2]对于理想溶液，拉乌尔定律与亨利定律反映的就是同一客观规律。其微观模型是溶液中各物质分子的大小及各种分子间力(如由A、B二物质组成的溶液，即为A-A、B-B及A-B 间的作用力)的大小与性质相同。由此可推断：几种物质经等温等压混合为理想溶液，将无热效应，且混合前后总体积不变。这一结论也可由热力学推导出来。理想溶液在理论上占有重要位臵，有关它的平衡性质与规律是多组分体系热力学的基础。在实际工作中，对稀溶液可用理想溶液的性质与规律作各种近似计算。 泡点： 液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度，称为在这压力下的泡点。 若不特别注明压力的大小，则常常表示在0.101325MPa下的泡点。泡点随液体组成而改变。对于纯化合物，泡点也就是在某压力下的沸点。 一定组成的液体，在恒压下加热的过程中，出现第一个气泡时的温度，也就是一定组成的液体在一定压力下与蒸气达到汽液平衡时的温度。泡点随液相组成和压力而变。当泡点与液相组成的关系中，出现极小值或极大值时，这极值温度相应称为最低恒沸点或最高恒沸点，这时，汽相与液相组成相同，相应的混合物称为恒沸混合物。汽液平衡时，液相的泡点即为汽相的露点。
自动控制原理课程设 计
课程设计报告 ( 2012—2013 年度第 1 学期) 名称：《自动控制理论》课程设计 题目：基于自动控制理论的性能分析与校正院系：自动化系 班级： 1001班 学号： 201002020122 学生姓名：吴国昊 指导教师：刘鑫屏老师 设计周数： 1周 成绩： 日期： 2012年 12 月 31 日
一、课程设计的目的与要求 一、设计题目 基于自动控制理论的性能分析与校正 二、目的与要求 本课程为《自动控制理论A》的课程设计，是课堂的深化。设置《自动控制理论A》课程设计的目的是使MATLAB成为学生的基本技能，熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。作为自动化专业的学生很有必要学会应用这一强大的工具，并掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能，以达到加深对课堂上所讲内容理解的目的。通过使用这一软件工具把学生从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。 通过此次计算机辅助设计，学生应达到以下的基本要求： 1.能用MATLAB软件分析复杂和实际的控制系统。 2.能用MATLAB软件设计控制系统以满足具体的性能指标要求。 3.能灵活应用MATLAB的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。 三、主要内容 1．前期基础知识，主要包括MATLAB系统要素，MATLAB语言的变量与语句，MATLAB的矩阵和矩阵元素，数值输入与输出格式，MATLAB系统工作空间信息，以及MATLAB的在线帮助功能等。 2．控制系统模型，主要包括模型建立、模型变换、模型简化，Laplace变换等等。
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06363234=++++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。 三．（20分）如图所示的单位反馈随动系统，K=16s -1,T=0.25s,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： 因此有： （2） %44%100e %2 -1-=?=ζζπ σ （3）为了使σ%=16%，由式
可得5.0=ζ，当T 不变时，有： 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 同理 2?2135sr α=-? ④与虚轴交点，特方 32220s Ks Ks +++=，ωj s =代入 222K K -0=1K ?= ，s = 所以当1K > 时系统稳定，临界状态下的震荡频率为ω 五．（20分）某最小相角系统的开环对数幅频特性如下图所示。要求 （1） 写出系统开环传递函数； （2） 利用相角裕度判断系统的稳定性； （3） 将其对数幅频特性向右平移十倍频程，试讨论对系统性能的影响。
化工原理基本概念和原理 蒸馏––––基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。 对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）；吸收操作中则采用从外界引入另一相物质（吸收剂）的办法形成两相系统。 一、两组分溶液的气液平衡 1．拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律： p A =p A 0x A p B =p B 0x B =p B 0（1—x A ） 根据道尔顿分压定律：p A =Py A 而P=p A +p B 则两组分理想物系的气液相平衡关系： x A =（P—p B 0）/（p A 0—p B 0）———泡点方程 y A =p A 0x A /P———露点方程 对于任一理想溶液，利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成；反之，已知一相组成，可求得与之平衡的另一相组成和温度（试差法）。
2．用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度v可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即v A=p A/x A v B=p B/x B 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有： α=v A/v B=（p A/x A）/（p B/x B）=y A x B/y B x A 对于理想溶液：α=p A0/p B0 气液平衡方程：y=αx/[1+（α—1）x] Α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大，挥发度差异愈大，分离愈易；α=1时不能用普通精馏方法分离。 3．气液平衡相图 （1）温度—组成（t-x-y）图 该图由饱和蒸汽线（露点线）、饱和液体线（泡点线）组成，饱和液体线以下区域为液相区，饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区，两曲线之间区域为气液共存区。 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成大于液相组成；若气液两相组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。 （2）x-y图
一、自学提纲 1、根轨迹是如何提出来的？在分析自动控制系统方面，它什么优点？ 2、根轨迹的概念、含义，什么是根轨迹方程？什么是常规根轨迹（180°根轨 迹）？ 3、复习复向量的加、减、乘、除、求模值、求相角运算，理解根轨迹方程的模值条 件和相角条件。 4、根轨迹的绘制法则1，根轨迹的分支数、对称性和连续性。 5、根轨迹的绘制法则2，根轨迹的起点和终点。 6、根轨迹的绘制法则3，根轨迹在实轴上的分布。 7、根轨迹的绘制法则4，根轨迹的渐近线。 8、根轨迹的绘制法则5，根轨迹的分离点和分离角。 9、根轨迹的绘制法则6，根轨迹与虚轴的交点。 10、根轨迹的绘制法则7，根轨迹的出射角。 11、根轨迹的绘制法则8，闭环特征方程的极点之和=开环极点之和。 12、参数根轨迹（广义根轨迹）的绘制，与常规根轨迹的绘制有何不同？ 13、正反馈根轨迹的绘制（0°根轨迹），与负反馈根轨迹的绘制有何不同？ 14、利用闭环主导极点估算系统的性能。 15、闭环偶极子对根轨迹的影响。 16、闭环偶极子对根轨迹的影响。 17、附加开环零点对根轨迹的影响。 18、附加开环极点对根轨迹的影响。 19、掌握利用Matlab绘制控制系统的根轨迹，并与手绘图形进行比较。 二、讨论分10个小组（同第一章讨论），习题共11道，第一题所有小组都做，后面10题，指定各小组做1题（可抽签选择）。 三、每组讨论共同的题目，所有成员独自完成一份手写报告，准备在课堂上讲解。报告需要指出每道题目涉及到的知识点（见自习提纲），将计算步骤详细完整地写出，并将手工绘图结果与Matlab绘图结果对比。字体工整，能以此报告为讲稿通俗易懂地在课堂上讲解给其他同学听。 四、课堂讨论时，教师随机选定每组的一名或多名同学讲解，如果讲解的不好，同组的其他同学可补充。给每组一个评定成绩，作为该组所有成员的讨论成绩。
自动控制原理专业词汇中英文对照 中文 英文 自动控制 automatic control；cybernation 自动控制系统 automatic control system 自动控制理论 automatic control theory 经典控制理论 classical control theory 现代控制理论 modern control theory 智能控制理论 intelligent control theory 开环控制 open-loop control 闭环控制 closed-loop control 输入量 input 输出量 output 给定环节 given unit/element 比较环节 comparing unit/element 放大环节 amplifying unit/element 执行环节 actuating unit/element 控制环节 controlling unit/element 被控对象 (controlled) plant 反馈环节 feedback unit/element 控制器 controller 扰动/干扰 perturbance/disturbance 前向通道 forward channel 反馈通道 feedback channel 恒值控制系统 constant control system 随动控制系统 servo/drive control system 程序控制系统 programmed control system 连续控制系统 continuous control system 离散控制系统 discrete control system 线性控制系统 linear control system 非线性控制系统 nonlinear control system 定常/时不变控制系统 time-invariant control system 时变控制系统 time-variant control system 稳定性 stability 快速性 rapidity 准确性 accuracy 数学模型 mathematical model 微分方程 differential equation
《化工原理》基本概念、主要公式 第一章 基本概念： 连续性假定质点拉格朗日法欧拉法定态流动轨线与流线系统与 控制体粘性的物理本质 质量守恒方程静力学方程总势能理想流体与实际流体的区别可压 缩流体与不可压缩流体的区别 牛顿流体与非牛顿流体的区别伯努利方程的物理意义动量守恒方程 平均流速动能校正因子 均匀分布均匀流段层流与湍流的本质区别稳定性与定态性边界层 边界层分离现象因次 雷诺数的物理意义泊谡叶方程因次分析实验研究方法的主要步骤摩 擦系数完全湍流粗糙管 局部阻力当量长度毕托管驻点压强孔板流量计转子流量计的特点 非牛顿流体的特性(塑性、假塑性与涨塑性、触变性与震凝性、粘弹性) 重要公式： 牛顿粘性定律dyduμτ= 静力学方程gzpgzp2211+=+ρρ 机械能守恒式fehugzphugzp+++=+++2222222111ρρ 动量守恒)(12XXmXuuqF?=Σ 雷诺数μμρdGdu==Re 阻力损失22udlfλ=h ????dqduhVf∞∞ 层流Re64=λ或232dulhfρμ= 局部阻力22ufζ=h 当量直径Π=Ae4d 孔板流量计ρPΔ=200ACqV ，gRi)(ρρ?=ΔP 第二章 基本概念： 管路特性方程输送机械的压头或扬程离心泵主要构件离心泵理论压 头的影响因素叶片后弯原因 气缚现象离心泵特性曲线离心泵工作点离心泵的调节手段汽蚀现 象必需汽蚀余量(NPSH)r 离心泵的选型(类型、型号) 正位移特性往复泵的调节手段离心泵与 往复泵的比较(流量、压头) 通风机的全压、动风压真空泵的主要性能参数
重要公式： 管路特性242)(8VeqgddlzgpHπζλρ+Σ+Δ+Δ= 泵的有效功率eVeHgqPρ=
真题讲解专题讲义一．微观部分 关于完全竞争市场的问题以及答题要点总结： 回顾历年真题，相关的高频出现的问题主要可以归纳为以下三大类： 1． 思路：抓住下划线标记的4个题眼，逐一突破之。 首先必须明确：市场机制分为价格机制和数量机制！！ （1）下面先从“市场期”，“短期”，“长期”3个方面分析价格机制的作用和实现过程。 a)在市场期，价格只能调节需求量，使已经生产出来的产品被如数分配给意愿以这样价格 购买的消费者，出清市场。既不存在短缺，也不存在过剩。因此，在市场期，价格机制仅仅限于分配产品的作用。 b)在短期内，价格机制具有一定的资料配置作用，它可以调整需求，也可以调整供给。在 厂商根据价格调整供给时，实际上是通过调整对可变要素的投入量来实现的。（可以结合以下图形对短期均衡的过程做简要描述）
c)在长期内，价格机制的作用就更为明显和重要，它可以通过调整所有要素来实现产量的 改变。（可以结合以下图形对长期均衡的过程做简要描述） 总结：价格机制的作用在于根据产品价格，即产品的相对稀缺程度来调整产品的供给量，使产品的市场供应量与其需求量相适应，也保证社会上有相对充分的资源用于人们需要的产品上面。一旦某种产品的需求达到相对充分的满足的状态，即达到长期均衡态，如果信息是充分的，就不会有更多的资源用于该种商品的生产，剩余资源就会流向更需要的行业。这样，价格这只“看不见的手”就在引导追逐利润的厂商行为的同时，把资源引导到符合社会需要的地方，实现资源的合理配置。 （2）对数量机制的归纳： 功能：在供给无限制的萧条经济中，价格机制失效，数量机制引导市场供求自动的趋于平衡。实现过程：
第1章导论 本章节包括4个大知识点，经济学的发展与研究对象，市场经济是资源配置的一种有效方式，经济学教会了我们什么和经济学研究方法。其中必须掌握的知识点是经济学的定义和作用，市场经济的运行机制，帕累托最优，经济学教会了我们什么。 在复习过程中，首先要了解知识点，通过阅读教材，知道文章写的是什么，而后分析教材的例题知道怎么去掌握重要知识点，最后通过查阅资料完善自己的理解。这样就能熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、易错点到布置作业，完成相应知识点的掌握过程。 1.1本章知识点串讲 【知识点1】经济学的发展与研究对象 经济学的定义：经济学就是研究如何配置稀缺资源使其最大限度地满足人们无限欲望的 科学。 经济学要解决的基本问题：经济组织的这三个基本问题：生产什么、如何生产和为谁生 产 【知识点2】市场经济是资源配置的一种有效方式（名师注：相当重要） 市场机制的运行基础：价格机制。 价格机制像一只“看不见的手”，它的作用： 美国著名经济学家米尔顿·弗里德曼说得同样简单明了，他把价格在经济的作用简要归 纳为：第一，传递情报；第二，提供一种刺激，促使人们采用最节省成本的生产方法，把可得到的资源用于最有价值的目的；第三，决定谁可以得到多少产品——即收入的分配。作者观点： 1.市场价格能传递信息。从消费的角度而言，市场价格提供了重要信息从生产的角度说，市场价格提供了消费者对每种商品评价的最新信息。市场价格也为生产过程中豺资源 或要素的使用提供重要信息。 2.市场价格能协调人们的行为。 3.市场价格能提供有效激励。 4.市场价格能保证良好的市场秩序。总之，价格可以使资源配置达到最优状态。通过价格对需求与供给的调节，最终会使需求与供给相等。当需求等于供给时，消费者的欲望得到了满足，生产者的资源得到了充分利用。社会资源通过价格机制分配于各种用途，使消费者的效用最大化和生产者的利润最大 化得以实现，这种配置就是最优状态。 帕累托最优：“帕累托最优”(Pareto optimality)又称为“帕累托效率”，是意大利经济学维弗雷多·帕雷托(Vilfredo Pareto)提出来的，用来评价资源使用和配置是否有效率，是资源
自动控制原理
第一章自动控制的一般概念 1.1 引言 自动控制理论是研究关于自动控制系统组成、分析和设计的一般性理论，是研究自动控制共同规律的技术科学。自动控制理论的任务是研究自动控制系统中变量的运动规律以及改变这种运动规律的可能性和途径，为建立高性能的自动控制系统提供必要的理论根据。 1.2 自动控制和自动控制系统的基本概念 1.2.1自动控制问题的提出 在许多工业生产过程或生产设备运行中，往往需要对某些物理量(如温度、压力、流量、液位、电压、位移、转速等)进行控制，使其尽量维持在某个数值附近，或使其按一定规律变化。 如图1-l所示是锅炉给水人工控制示意图。 人工调节是一个“检测偏差、纠正偏差”的过程。可以用一整套自动控制仪表(自动调节器)来代替操作人员的作用。图1-2所示是锅炉给水汽包水位自动控制示意图。 图1-2 汽包锅炉给水自动调节示意图 1—过热器；2—汽包；3—省煤器；4—给水凋节阀；5—水位计 任何一个控制系统，都包含着被控对象和控制器两个组成部分。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 1.2.2 开环控制系统 常见的控制方式有三种：开环控制、闭环控制和复合控制。 系统的控制输入不受输出影响的控制系统称为开环控制系统。 图1-3所示的烘箱温度控制系统是一个开环控制系统。烘箱是被控对象，烘箱的温度是被控量，也称为系统输出量。开关设定位置为系统的给定量或输入量，电阻及加热元件可看成是调压器（控制器）。 该系统中只有输入量对输出量的单向控制作用，输出量对输入量没有任何影响和联系。 烘箱温度开环控制系统可用图1-4所示的方框图表示。 1.2.3 闭环控制系统 在图1-3所示的烘箱温度开环控制系统中，加入一些装置，构成了如图1-5所示的烘箱温度闭环控制系统。 系统中，烘箱是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u (表征烘箱温度的希望值)。系统方框图如图1-6所示。 图1-5 烘箱温度闭环控制系统示意图 图1-3 烘箱温度开环控制系统示意图 图1-4 烘箱温度开环控制系统方框图
第1章 流体流动 1.在工程上，为什么将流体定义为由质点所组成的？ 答：工程上仅关注流体分子微观运动所产生的宏观结果。流体质点是由大量分子所组成的微团，质点的运动状态反映并代表着流体的运动状态。 2.流体的连续性假定有何意义？ 答：假定组成流体的质点之间无间隙，则流体在连续运动过程中无间断，从而可以应用连续的数学函数描述流体的连续运动过程。 3.什么叫作流体的轨线？什么叫作流体的流线？ 答：同一个流体质点在运动过程中的轨迹，反映运动过程中不同时间时质点的运动方向。流体的流线是同一时刻，处于运动状态的各不同位置上的流体质点运动方向的连线。 4.描述流体流动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同？ 答：拉格朗日法描述同一个流体质点在运动过程中各运动参数随时间变化的规律。欧拉法描述同一时刻（某时刻），处于某运动状态时的各不同位置上的流体质点的各运动参数之间的关系。 5.流体粘性的物理本质是什么？ 答：流体表现出粘性，是流体分子微观热运动过程中，分子之间的各种化学力相互作用所产生的宏观结果。液体的温度愈高，其分子微观热运动速度愈大，分子之间的间隙变大，分子之间的各种化学力变弱，液体的粘性变小。而气体的温度愈高，其分子微观热运动速度愈大，分子之间发生碰撞的概率愈大，分子之间的各种化学力相互作用愈强，故气体的粘性变大。 6.静压强有什么特性？ 答：自空间任何方向作用于流体某一点的静压强数值相等。 7.为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好？ 答：烟囱拔烟效果好是指(Pout-Pin) 差值大。烟囱出口的水平面上压强相等。当烟囱内的高温气体温度一定（即密度一定），烟囱外大气温度一定（即密度一定）时， ()out in air fluegas air fluegas P P H g H g H g ρρρρ-=-=-，故烟囱愈高，其拔烟效果愈好。 8.柏努利方程式的应用条件有哪些？