自控基础知识

自动控制基础知识培训考试试题
姓名：得分：
一、选择题（每题6分，共计30分）
1、温度控制系统的工作原理（ABC ）。

多选
A、加入给定信号
B、检测实际温度
C、产生控制信号
2、自动控制的基本要求：（ ABC ）。

多选
B、稳定性 B、快速性
C、准确性
3、按扰动控制的开环控制系统的控制作用：利用可测量的扰动量产生补偿作用，（ C ）动量对输出的影响。

A、减小
B、抵消
C、较小或抵消
4、（ A ）负反馈电动机调速系统
A、直流电机
B、测速发动机
C、电源和放大装置
5、自动控制是指脱离人的直接干预，利用控制装置（控制器）使被控对象（或生产过程）的某一物理量（ C ）准确地按照预期的规律运行。

A、温度
B、压力
C、以上两个都是
二、填空题（每题6分，共计30分）
1、自动调节系统是指利用自动化装置克服干扰，把偏离给定值的被调参数调回到给定值的系统。

2、开环控制：控制装置与被控对象只有顺向联系的控制过程,没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。

3、典型控制系统中的比较元件的作用：用来比较输入信号
与反馈信号。

4
、自动控制系统的特性：线性、非线性、离散。

5、自动控制系统的性能评价：动态性能、稳态性能
三、简答题（每题20分，共计40分。

）
1、请简要画出调速系统结构图。

2、请简要画出反馈控制系统方框图。

输入量控制器执行器被控
对象
输出量变送器
e。

第一章自动控制基本知识1.任何自动化系统都是由被控对象和自动化装置两大部分组成。

2.被控对象是指需要控制的设备、机器或生产过程。

3.自动化装置指实现自动化的工具。

包括：测量元件及变送器，控制器，执行器，定值器，辅助装置（如电源，稳压装置）。

4.自动检测是实现生产过程自动化的首要基础。

5.在自动控制系统中，需要控制工艺参数的生产设备叫被控对象，简称对象。

6.测量元件与变送器在自动控制系统中起着获取信息的作用。

7.控制器：接收测量元件与变送器的信号，根据被控对象的数学模型及控制所要达到的要求，按照一定的控制规律进行运算，并输出相应的信号给执行器。

8.执行器：接收来自控制器的信号，改变操纵变量的大小或符号，从而实现对生产的控制，在过程控制系统中，常用的有电动、气动执行器。

9.定值器：将被控变量的给定值转换成统一信号的装置，以便使给定值送入控制器和测量信号进行比较。

10.在自动控制系统中，被控对象中需要控制的那个参数叫做被控变量。

被控变量要求保持的那个规定值称为给定值（亦称设定值），烦恼影响被控变量偏离给定值的各种因素称为干扰。

11.方框图具有单向传递性。

c（t）是被控对象的被控变量，z（t）是被控对象的测量值，r(t)是被控对象的希望值即给定值，e(t)是给定值与测量值的偏差，e(t)=r(t)-z(t).12.方框图的优点：只要依照信号的流向，便可将表示各元件或设备的方框连接起来，很容易组成整个系统。

与纯抽象的数学表达式相比，它还能比较直观、形象地表示出组成系统的各个部分间的相互作用关系及其在系统中所起的作用。

与物理系统相比，它能更容易地体现系统运动的因果关系。

13.反馈：把系统的输出信号又返回输入端的做法。

14.把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，而把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态、15.平衡是暂时的、相对的、有条件的；不平衡是普遍的、绝对的、无条件的。

16.过度过程:自动控制系统在动态过程中被控变量是不断变化的，这种随时间而变化的过程，称为自动控制系统的过度过程，也就是系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，或者说是自动控制系统的控制作用不断克服干扰的全过程。

二、自动控制基础知识所谓自动控制，是指在人不直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象（如机器、设备或生产过程）自动按照预定的规律变化。

自动控制系统包括控制装置和被控对象，是能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。

例如，声、光控制开关不同于传统的手动开关，它是一种简单的自动控制装置。

在现代生产中，自动控制技术起着越来越重要的作用。

在生产过程中，经常需要对温度、压力、流量、物位、成分、pH值等物理量和化学量按工艺要求进行控制。

例如，能够自动化仪表、自动装置代替人工实现控制。

自动控制主要作用是：（1）保证生产过程稳定，防止事故发生或扩大；（2）保证产品质量；（3）节约原材料、减少能量消耗，降低产品成本；（4）提高劳动生产率，充分发挥生产设备的能力；（5）减轻劳动强度，改善工作条件。

自动控制理论分为经典控制理论和现代控制理论，它的发展初期，经典控制理论是以反馈理论为基础的自动调节原理，至上世纪五十年代末期，经典控制了理论已经形成比较完整的体系。

经典控制理论以传递函数为基础，主要研究单输入、单输出的反馈控制系统。

进入上世纪六十年代以后，出现了现代控制理论。

现代控制理论主要研究多变量、变参数、非线性、高精度及高效能等各种复杂控制系统。

（一）自动控制的组成所谓系统就是由一些部件组成，用以完成一定任务的总体。

同志系统是由控制装置和受控对象组成的系统。

环节是控制系统中由控制系统中的一个或多个部件组成的一个单元，其任务是完成系统工作过程中的局部过程。

一个自动控制系统由若干个环节组成，每个环节有其特定的功能。

自动控制系统的组成和信号的传递情况常用方框图表示，在方框图中，系统的各环节用方框表示，环节间作用信号的传递情况用箭头表示。

某加热器的温度控制系统的方框图见下图，该系统要求将输入物料加热到一定温度的输出物料，要求输出物料温度为θ。

其工作过程和各组成部分的作用如下：第1步：从被控量θ测量得到测量值θm，这一步由测量仪表完成。

热工自动控制系统的投运和优化一、自控基础知识1．手自动控制以电厂汽包炉的水位控制为例，控制的任务是保持汽包水位在正常值，使机组能安全运行。

为了维持汽包水位在正常值，就需要经常调整给水量的大小。

水位控制的任务可以用如下两种方法实现。

汽包水位自动控制汽包水位人工控制2．自控系统的分类按信号的结构特点，控制系统可以分为反馈控制系统、前馈控制系统和前馈—反馈复合控制系统。

反馈控制系统反馈控制系统是根据被控量和给定值的偏差进行控制，最终使偏差为零，达到被控量等于给定值的目的。

因为反馈控制系统是将被控量反馈到控制器的输入端，形成了闭合回路，所以反馈控制系统也一定是闭环控制系统。

一个复杂的控制系统，可能由多个反馈信号组成多个闭合回路，称为多回路反馈控制系统。

前馈控制系统前馈控制系统是根据可测量的扰动信号直接进行控制，扰动量是控制的依据。

由于它没有被控量的反馈信号，不形成闭合回路，所以这是一种开环控制系统，不能保证被控量的控制精度。

在实际生产过程的自动控制中，前馈控制系统通常不单独使用。

前馈与反馈的差别：1）调节的依据不同2）调节的效果不同3）系统的结构不同4）实现的可能性及经济性不同。

前馈-反馈复合控制系统 在反馈控制系统的基础上，增加了对于主要扰动的前馈控制，构成了前馈-反馈复合控制系统。

当扰动发生后，前馈控制器能及时消除外部扰动对被控量的影响。

另外，反馈控制器能保证被控量较精确地等于给3．自控系统的性能指标3.1动态过程单调过程被控量单调变化，缓慢地到达新的稳态值（即新的平衡状态）。

这是一种稳定的控制系统。

衰减振荡过程被控量的动态过程是一个振荡过程，但是振荡的幅度不断在衰减。

到过渡过程结束时，被控量能达到新的稳态值。

该系统也是一种稳定的控制系统。

不衰减振荡过程被控量持续振荡，始终不能达到新的稳态值。

称系统处于临界稳定状态。

如果振荡的幅度非常小，在生产过程允许的范围内，则认为是稳定的系统；如果振荡的幅度较大，生产过程不允许，则认为是一种不稳定的系统。

自控系统基础知识及保养维护自控系统是现代工业中的重要组成部分，它能够实现对工业过程的监测、控制和调节。

本文将介绍自控系统的基础知识，并提供一些保养维护的建议。

一、自控系统概述自控系统由传感器、执行器和控制器三个主要部分组成。

传感器用于采集工艺参数，如温度、压力和流量等，通过将这些参数转化为电信号，传输给控制器。

控制器根据预设的控制策略，对这些数据进行处理和分析，并通过执行器控制输出信号，实现对工艺过程的调节和控制。

二、自控系统的基础知识1. 传感器技术：传感器是自控系统中重要的组成部分，常用的传感器包括温度传感器、压力传感器和流量传感器等。

不同的传感器有不同的工作原理和特点，选择合适的传感器对于保证自控系统的精确度和可靠性至关重要。

2. 控制器选择与调节：控制器是自控系统中的核心部分，根据不同的工艺需求和控制策略选择合适的控制器非常重要。

常见的控制器有PID控制器、PLC和DCS等。

此外，控制器的调节也是一个关键环节，需要根据实际情况进行参数的优化和调整。

3. 信号传输与处理：自控系统中的信号传输和处理是保证系统正常运行的重要环节。

传感器采集到的信号需要经过模拟或数字转换，然后通过信号传输线路传输给控制器进行处理。

三、自控系统的保养维护1. 定期检查传感器的工作状态，确保其精确度和可靠性。

如发现传感器损坏或工作不正常，及时更换或维修。

2. 对控制器进行定期的参数优化和调整。

根据实际工艺需求和控制策略的变化，适时地对控制器进行参数的重新设定，以保证自控系统的稳定性和精确度。

3. 做好信号传输线路的维护工作，定期检查和清洁传输线路，确保传输过程中信号的准确性和稳定性。

4. 建立自控系统的故障诊断和报警机制。

及时发现和排除故障，可以有效地保证自控系统的正常运行。

5. 保持自控系统的环境整洁和温度适宜。

尽量避免尘埃、水汽等物质进入系统，防止对系统造成损害。

综上所述，自控系统是现代工业中不可或缺的一部分，对于工艺过程的监测、控制和调节起着至关重要的作用。

自控系统基础知识及保养维护测量的定义：测量是将被测量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数。

直接测量定义：在使用仪表进行测量时，对仪表读数不需要任何运算，就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。

间接测量定义：在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值带入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量称为间接测量。

联立测量（组合测量）定义：在应用仪表进行测量时若被测物理量必须经过求联立方程组，才能得到最后结果，则称这种的测量为联立测量。

电测技术的优越性：用电测技术的方法对非电量进行测量，称之为非电量测量技术。

在现代自动化生产过程中普遍采用电测技术进行各种参数的检测，这主要是因为：优点⏹便于实现自动、连续的自动测量；⏹具有高灵敏度和准确度；⏹便于实现信号远距离传输和远距离测量；⏹反应速度快，不但能测量变化慢的非电量，而且能测量变化速度快的非电量；⏹测量范围宽广，能够测量非电量的微小变化量；⏹便于和各种自动控制器和显示仪表配套；⏹便于与微处理器和电子计算机接口。

电测技术测量原理及方法：在非电量电测技术中，首要的问题是将各种非电量变换为电量，在检测装置中完成这种变换的环节通常称为传感器，在非电量测量中，所采用的检测原理与技术是多种多样的，目前一般采用两种分类方法：一种是按被测参数，如温度、压力、位移、速度。

等来分类，另一种是按传感器工作机理，如应变式、电容式、压电式、光电式等电阻温度传感器PT100 ,PT200,500,1000特点及性质⏹常用的有两线制（近距离测量）,三线制（工程测量），四线制（高精度及实验室测量）⏹电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。

⏹用于测量-200 ℃～+500 ℃范围内的温度)⏹温度与电阻的变化系数0.0003851K=1℃电阻温度传感器误差消除原理：举例采用三线制PT100电阻测量温度，传感器与测量仪表距离200m，令AB之间电阻120欧姆，AC之间电阻120欧姆，CB之间电阻5欧姆。

自动控制理论和控制工程技术的基础知识自动控制理论和控制工程技术是现代科学技术的重要分支，它的应用范围涵盖了工业自动化、航空航天、军事等众多领域。

本文将就这一主题展开讨论。

一、自动控制理论的基础知识自动控制理论是指对各种控制系统的性能、稳定性、鲁棒性等进行研究和分析的学科。

自动控制系统通常包括控制器、被控对象和传感器。

在自动控制系统中，控制器是指对被控对象进行控制的设备。

被控对象是指需要进行控制的对象，例如飞机、工业机器人、化工流程等。

传感器负责将被控对象的状态转换成数字信号，供控制器使用。

自动控制系统的设计通常包括两个阶段：确定系统的传递函数和控制器的设计。

传递函数可以描述系统的输入输出关系，控制器的设计需要根据系统性能要求进行优化。

二、控制工程技术的基础知识控制工程技术是实现自动控制的关键技术之一。

它主要包括电气控制、机械控制、液压控制等方面。

电气控制是指利用电气元件和电路来实现对被控对象的控制，例如通过电动机来控制机器人的运动。

机械控制是指利用机械元件和传动装置来实现对被控对象的控制，例如通过齿轮传动来控制工厂输送带的运动。

液压控制是指利用液压元件和液压电路来实现对被控对象的控制，例如通过液压缸来控制重型机械的运动。

控制工程技术的设计需要根据被控对象的特性和具体应用场景进行选择。

例如，在需要控制功率较大的载体时，通常选择电气控制；而在需要控制精度较高的场景时，则需要采用机械控制或液压控制。

三、自动控制理论及控制工程技术的应用自动控制理论及控制工程技术的应用涵盖了各个领域，以下是其中的一些应用场景。

1. 工业自动化工业自动化是目前应用最广泛的自动化应用场景之一，主要应用于自动化生产线、工业机器人、CNC加工机床等领域。

自动化生产线可以大幅提高生产效率和品质，工业机器人可以替代部分人工操作，CNC加工机床则可以提高加工精度和成品质量。

2. 航空航天航空航天是应用自动控制理论及控制工程技术的一个重要领域。

自控系统的基础知识自控系统是指通过感知环境、分析信息，再对系统执行相应的控制操作，以实现系统的稳定运行和性能优化的一种系统。

它在工业控制、自动化设备以及生活中的应用越来越广泛。

在了解自控系统的基础知识之前，我们先来了解一下自控系统的工作原理。

一、自控系统的工作原理自控系统的工作原理可以简单概括为感知-判断-控制的过程。

首先，自控系统通过传感器感知系统或环境中的各种参数，如温度、湿度、压力等。

然后，通过信号处理和数据分析，对感知到的信息进行判断和识别，确定当前的系统状态和所需控制策略。

最后，通过执行器输出相应的控制信号，对系统进行调节和控制，使系统保持在期望的状态或实现特定的目标。

这个过程是一个不断反馈和调整的过程，以保持系统的稳定性和性能优化。

二、自控系统的组成自控系统通常由四个基本组成部分构成：传感器、执行器、控制器和反馈。

传感器用于感知系统或环境中的各种参数，并将感测到的信息转化为电信号传递给控制器。

执行器根据控制器发送的控制信号，对系统进行相应的调节或操作。

控制器是自控系统的核心，负责对感测到的信息进行分析、判断和控制策略的生成。

反馈则用于将执行器产生的效果或系统的实际状态反馈给控制器，以进行下一轮的控制调节。

这个反馈过程起到了检测和纠正系统误差的作用，使系统能够更加精确地控制。

三、自控系统的分类自控系统可以根据不同的标准进行分类。

按照系统的性质，可以将自控系统分为开环系统和闭环系统。

开环系统只根据系统的输入进行控制，忽略系统的输出和实际状态。

闭环系统则通过反馈机制，实时感知系统的实际状态，并根据反馈信息对系统进行调节和纠正。

闭环系统相对于开环系统具有更高的控制精度和稳定性。

根据系统的控制方式，自控系统又可以分为模拟控制系统和数字控制系统。

模拟控制系统使用模拟信号进行控制，电压、电流等为代表；数字控制系统则通过将信号进行数字化处理，使用数字信号进行控制操作。

数字控制系统具有更高的控制精度和可靠性。

自控重要基础知识点
1. 自控定义：自控是指个体有意识地通过内部或外部手段来管理自己
的思维、情绪和行为的能力。

它是实现个人目标和发展的关键，对个
人的全面发展和幸福感具有重要的影响。

2. 自控的特征：自控具有以下几个特征：自主性（个体主动参与和管
理自己）、意识性（有意识地调节和管理）、目标导向性（以个人目
标为导向）、持久性（持续不断地进行自我调节）、动态性（随着环
境和需求的变化灵活调整）。

3. 自控的重要性：自控是成功和成就的关键因素之一。

具备良好的自
控能力可以帮助个体更好地管理时间、情绪和行为，提高学习和工作
效率，增强抗挫折能力，增进人际关系，实现个人目标等。

4. 自控的影响因素：自控能力的发展受到个体内部和外部因素的影响。

内部因素包括遗传、个性特点、思维方式等；外部因素包括家庭环境、教育背景、社会支持等。

个体可以通过积极的学习和训练来提升自己
的自控能力。

5. 自控的培养方法：自控能力是可以通过训练和实践来培养和提升的。

一些常用的培养方法包括制定明确的目标和计划、培养自律习惯、增
强集中注意力的能力、采取积极应对策略等。

6. 自控与心理健康：自控与心理健康密切相关。

良好的自控能力可以
帮助个体更好地应对压力和挑战，减少焦虑和抑郁等负面情绪，提高
生活满意度。

总之，自控是一项重要的基础知识，它对个体的发展和幸福至关重要。

不断提升自己的自控能力，可以帮助我们更好地管理自己的生活与学习，实现自身的价值和目标。

自动控制原理基础知识
自动控制是指利用各种控制器和控制装置，通过反馈信号来调节系统输出，使其达到预期的状态或行为。

在自动控制中，有一些基础的原理需要了解。

1. 反馈原理：反馈是指将系统输出的一部分作为输入，通过比较实际输出与期望输出之间的误差，来调节系统以减小误差。

反馈原理是自动控制的核心原则，它能够使系统具有自我调节的能力。

2. 控制器：控制器是自动控制系统中的一种重要装置，它接收反馈信号并产生控制输出，以调节系统状态。

常见的控制器有比例控制器、积分控制器和微分控制器，它们可以根据系统的需求组合使用。

3. 传感器：传感器是用来检测系统状态或环境变量的装置，它能将所检测到的信号转换成电信号，以供控制器使用。

常见的传感器有温度传感器、压力传感器和光线传感器等。

4. 执行器：执行器是根据控制器输出的信号，对系统进行调节或操作的装置。

执行器可以改变系统的输出，如电动机、阀门和伺服系统等。

5. 开环控制与闭环控制：开环控制是指控制器输出不受系统反馈影响，只根据预设的输入输出关系进行控制；闭环控制是指控制器根据系统反馈信号进行调节，以使系统输出满足预期要求。

闭环控制具有更好的稳定性和精度。

6. 控制系统的性能指标：控制系统的性能指标包括稳定性、灵敏度、响应时间和稳态误差等。

稳定性是指系统在各种干扰下保持稳定的能力；灵敏度是指系统输出对输入变化的敏感程度；响应时间是指系统从输入变化到输出变化的时间；稳态误差是指系统输出与期望输出之间的差异。

以上是自动控制原理的一些基础知识，它们是理解和设计自动控制系统的基础。

了解这些知识有助于理解自动控制的工作原理、应用和优化。