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中国计量大学 过程控制专业实验考试资料1

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过程控制总题库简答

过程控制总题库简答

过程控制总题库简答 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】1． 简述PID 调节器c K 、i T 和d T 的作用是什么？2．答案：在PID 调节器中，c K 越大，表示调节作用越强，i T 值越大，表示积分作用减弱，d T 值越大表示微分作用增强。

3． 有一流量调节系统，信号传输管线很长，因此，系统产生较大的传送滞后。

有人设想给调节器后加微分器来改善系统特性，试问这种设想合理否为什么若不合理，应采取什么措施合理答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。

解决这一问题合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。

4． 利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与正确？答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。

合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。

5． 通常在什么场合下选用比例（P ），比例积 （PI ）,比例积分微分（PID ）调节规律？6．答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。

比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。

比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。

7． 简述热电偶温度计组成部分及各部件的功能。

（本题每写出1个组成部分得1分，每写出1个组成部分功能得1分）答案：热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。

如下图所示图题4（2）热电偶是系统中的测温元件，测量仪表是用来检测热电偶产生的热电势信号的，可以采用动圈式仪表或电位差计，导线用来连接热电偶与测量仪表。

中国计量大学801自动控制原理1 17-20年真题

中国计量大学801自动控制原理1 17-20年真题

（1）绘制 K g 由 0 变化的根轨迹；（7 分）
（2）求系统产生持续等幅震荡时的 K g 值和振荡频率；（4 分）
（3）确定系统呈阻尼振荡动态响应的 K g 值范围。（4 分）
五、（15分）已知系统的结构如图4所示。
（1）画出系统的奈氏图（标出与实轴交点）；（10 分）
（2）应用 Nyquist 稳定判据分析系统稳定时，K 的取值范围。（5 分）
三、（15 分）设单位负反馈系统的开环传递函数为：
G(s)
s(1
K 0.1s)(1
0.25s)
1. 试确定闭环系统稳定时的 K 值范围； （10 分） 2. 试确定使系统为持续等幅振荡时的 K 值。（5 分）
《自动控制原理 1》试卷 第 1 页 共 3 页
四、（15
分）设单位反馈系统开环传递函数： G(s)
（3）试在下列三种控制器结构形式中，选择一种能同时满足上述要求的 Gc (s) ，并确
定 Gc (s) 中参数的取值范围。（4 分）
① Gc (s)
K ( s 1) Ts 1
；② Gc (s)
K s
；③ Gc (s)
K ( s s
1)
四、（15分）某单位负反馈系统的开环传递函数为： G(s)
Kg
s(s 2)(s 4)
图5
七、（20 分）已知采样系统结构如图 6 所示，其中采样周期T 1。
r(t) +— T
K
1
c(t)
T
(s 1)(s 2)
图6 （1）求开环脉冲传递函数和闭环脉冲传递函数；（10 分） （2）试确定系统稳定时的 K 值范围。（10 分）
八、（20
分【完】
《自动控制原理 1》试卷 第 3 页 共 3 页

过程控制期末考试题

过程控制期末考试题

过程控制期末考试题一、选择题（共40题，每题2分，共80分）请在每题后的括号内选择正确答案，并将其序号写在答题纸上。

1. 过程控制的目标是（）。

A. 使过程控制系统更稳定B. 提高生产效率C. 提高产品质量D. 所有选项都正确2. 下列哪项不是过程控制的主要步骤（）。

A. 建立数学模型B. 采集过程数据C. 制定控制策略D. 评估控制效果3. 过程控制中的反馈控制是指（）。

A. 控制器根据误差信号对过程进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器通过传感器采集过程数据进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节4. 在过程控制中，传感器的作用是（）。

A. 实时监测过程变量B. 收集过程数据C. 发送控制信号D. 都是5. PID控制器中的D表示（）。

A. 比例项B. 积分项C. 微分项D. 都不是6. 过程控制中的SOPC代表（）。

A. Stock-Other-Production-ControlB. Structure-Operate-Produce-ControlC. Structured-Operated-Process-ControlD. Structure-Operate-Produce-Calculate7. 过程控制中，哪种控制策略常用于对连续变量进行控制（）。

A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以8. 在过程控制中，哪种控制策略常用于对离散变量进行控制（）。

A. 分段控制B. 比例控制C. 二值控制D. 都可以9. 控制系统稳定性是指系统（）。

A. 对外界干扰的抵抗能力B. 对控制命令的响应速度C. 对过程参数的适应能力D. 传感器的精度和灵敏度10. 过程控制中的开环控制指的是（）。

A. 控制器不考虑过程输出信号而进行调节B. 控制器根据过程输出信号进行调节C. 控制器根据误差信号对过程进行调节D. 控制器根据控制策略进行调节（以下题目略）二、简答题（共5题，每题10分，共50分）请简述下列问题的答案，并将其写在答题纸上。

过程控制期末考试题

过程控制期末考试题

过程控制期末考试题
在过程控制领域，期末考试是对学生对所学知识的全面检验，也是一个对学生学习成果的总结。

以下是关于过程控制期末考试题的一些内容要点：
一、选择题部分
1. 下列关于过程控制的说法中，不正确的是：
A. 过程控制是一种实时监测和调整生产过程的技术
B. PID控制器是过程控制中常用的控制器
C. PLC是过程控制中常用的控制设备
D. HMI是过程控制中常用的传感器
2. 在过程控制中，常用的控制策略包括：
A. 开环控制
B. 闭环控制
C. 自适应控制
D. 全自动控制
3. 以下哪种控制模式不属于PID控制器的控制模式？
A. 比例控制
B. 积分控制
C. 比例积分控制
D. 微分控制
二、填空题部分
1. 过程控制中，PID控制器中的P代表。

2. PLC全称为。

3. 在过程控制中，HMI的作用是。

三、简答题部分
1. 请简要说明过程控制的概念及其在工业生产中的应用。

2. 请解释PID控制器的工作原理，并说明其在工业控制中的作用。

3. 请简要描述PLC在工业自动化控制中的功能和优势。

以上就是关于过程控制期末考试题的一部分内容要点。

希望同学们能够认真备考，全面掌握相关知识，取得优异的成绩。

祝各位考生顺利通过考试！。

《过程控制》试卷样卷

《过程控制》试卷样卷

中国计量学院20～20学年第2学期《过程控制》课程考试试卷开课二级学院：机电工程学院，考试时间：年____月____日时考试形式：闭卷□、开卷□，允许带___入场考生姓名：学号：专业：班级：一、填空题（每空1分，共10分）1、过程控制系统是以自动控制理论为依据，以表征生产过程主要参数如温度、压力、流量、液位、成分等为被控参数，通过测量变送器、显示调节器和操作控制器，调节控制参数，使被控参数按照预定的要求规律变化的自动控制系统。

2、比例积分调节规律的显著特点是积分调节结束时无余差。

3、建立过程对象数学模型的基本方法有机理分析法建模和试验法建模两种。

4、被调参数为温度的对象，其时间常数和滞后时间都比较大。

5、简单均匀控制系统中的调节器一般采用PI调节规律。

二、单项选择题（每题1分，共10分）1、分程控制中，阀门A和阀门B的控制信号范围分段由（C）来完成。

A、调节器B、电—气转换器C、阀门定位器D、变送器2、化工过程中，控制系统大部分是（D）。

A、定值控制系统B、随动控制系统C、程序控制系统D、比值控制系统3、一种前馈作用一般能够克服（A）种干扰。

A、一B、二C、三D、四4、通常，串级控制系统中主调节器的正反作用的选择取决于（D）。

A、调节阀B、副调节器C、副对象D、主对象5、K是反映对象（C）的参数。

A、控制能力B、动态特性C、静态特性D、抗干扰能力6、控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做（B）。

A、负反馈B、正反馈C、前馈D、回馈7、下列表达式中，（B）表示比例积分调节规律。

A、P=K p eB、P=K p e+K pT I⎰edtC、P=K p e+K p T I⎰edtD、P=K p e+T D de dt8、二阶对象可用（C）来近似描述。

A、积分对象加一阶对象B、带滞后的一阶对象C、滞后时间为τ，时间常数为T的一阶对象D、微分对象9、下列哪些不是过程控制系统常用的参数整定方法（D）。

A、衰减曲线法B、临界比例度法C、经验试凑法D、频率特性法10、选择性控制系统中，防止积分饱和的方法有（B）。

中国计量大学 过程控制专业实验考试资料2

中国计量大学 过程控制专业实验考试资料2

R
Z
2）模拟锅炉
六、控制器 1、AI808 智能仪表 输入传感器规格： 热电偶、热电阻； 线性电压（1~5V，0.2~1V） 输出控制信号规格： 线性电流输出（4~20mA） 继电器开关（位式控制） 调节算法：PID 调节； 自动/手动双向切换，对应闭环、开环控制、位式控制。 实际参量与控制信号转换关系（以液位为例） ：
P 比例带 定义 APID 及 PID 调节的比例带，单位与 PV 值相同，而非采用量程的百分比。 注：通常都可采用 At 功能确定 P、 I、 D 及 CtI 参数值，但对于熟悉的系统，比如成 批生产的加热设备，可直接输入已知的正确的 P、 I、 D、 CtI 参数值。1~32000 单位 I 积分时间 定义 PID 调节的积分时间，单位是秒， I=0 时取消积分作用。 1~9999 秒 D 微分时间 定义 PID 调节的微分时间，单位是 0.1 秒。 d=0 时取消微分作用。 0~3200 秒 Sn 输入规格 Sn 用于选择输入规格，其数值对应的输入规格如下：
被控参数：温度 锅炉包括：内胆和夹套；可做一阶，二阶实验 流量传感器： 三个涡轮流量计： 电动调节阀动力支路； 变频器控制水泵动力支路； 盘管出口处的流量。 量程：0～1.2m3/h；输出：4～20mA。 三、过程控制仪表 液位流量执行器： 电动调节阀 变频器控制电机 温度执行器：加热丝+ 移相调压控制器 位式控制器 电动调节阀 控制信号是标准信号 4~20mADC。 阀门开度在 0%~100%变化。 电动调节阀没有自动复位功能。即没有信号时开度为保持断电时开度。
进水口：一路来自执行器 1：电动调节阀； 一路来自执行器 2：变频器+电机回路。 出水口：一路下泄；一路过满保护 液位传感器（水箱压力传感器） 传感器型号：BP800； 量程：0~5kPa(水压力：约为 0~50cm)；1 大气压=10.3 米水柱=101.3kPa 输出：4~20mA （并联 250 欧姆电阻可转换成 1~5V） 。 Z：调零点电位器 R：调量程电位器

《过程控制》课程考试试题A

《过程控制》课程考试试题A
年学期班级
时量：120分钟总分：100分
一、名词解释（15分）
1、零点迁移3、飞升曲线3、串级调节4、调节阀的固有流量特性5、PI-D 算法
二、简答题（20分）
1、什么是两线制变送器？它与传统的四线制变送器相比有什么优点？
2、什么是共模干扰和差模干扰为什么工业现场常会出现很强的共模干扰？
3、调节器中为什么必须有自动/手动切换电路？
4、为什么工程上不用数学上理想的微分算式？
三、简要计算题（15分）
写出如下电路的传递函数。

四、简要分析题（50分）
1、为什么单纯的比例作用不能消除余差，而积分作用能消除余差？
2、临界比例度的意义是什么？为什么工程上所采用的比例度要大于临界比例度？
3、为什么在差压流量变送器中，欲实现线性输出，必须进行开方运算？
4、试分析下图所示阀门定位器的工作原理。

5、说明下图电路的功能，分析其基本原理？。

过程控制考试内容

一、填空题1.被控过程的数学模型，是指过程在各输入量〔包括控制量及扰动量〕作用下，其相应输出量〔被控量〕变化函数关系的数学表达式。

p102.过程的数学模型有两种，非参数模型和参数模型。

p10，是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和 pH〔酸碱度或氢离子浓度〕等这样的一些过程变量的系统。

p44.表示过程控制系统控制关系的方框图，两个框之间的带箭头连线表示其相互关系和信号传递方向，但是不表示方框之间的物料关系。

p55.一种测量体及被测介质接触，测量体将被测参数成比例转换成另一种便于计量的物理量，再用仪表加以显示，通常把前一种过程叫做一次测量，所用的仪表称为一次仪表，后面的计量显示仪表称为二次仪表。

p32 6.在热电偶测温回路中接入第三种导体时，只要接入第三种导体的两个接点温度一样，回路中总电动势值不变。

p36DC 4~20mA统一标准信号的仪表。

p42当输入气压信号增加时，阀杆向下移动。

p114反作用执行构造是指当输入气压信号增加时，阀杆向上移动。

p114C定义为 pa、流体密度为1g/cm3时，每小时流过阀门的流体流量。

〔体积(m3)或质量〔kg〕〕。

p115被控介质流过阀门的相对流量及阀门的相对开度之间的关系。

p11611.接触式测温时，应保证测温仪表及被测介质充分接触，要求仪表及介质成逆流状态，至少是正交，切勿及介质成顺流安装。

p4012.干扰通道存在纯时间滞后，理论上不影响控制质量。

p14613.扰动通道离被控参数越近，那么对被控过程影响越大。

p14614.正作用调节器的测量值增加时，调节器的输出亦增加，其静态放大倍数K C取负值。

反作用调节器的测量值增加时，调节器的输出减小，其静态放大倍数K C取正值。

p154 〔﹙给定值-测量值﹚的信号给调节器〕15.气开式调节阀，其静态放大倍数K V取正，气关式调节阀，其静态放大倍数K V取负。

p154串级控制、补偿控制、比值控制、分程及选择控制和多变量解耦控制等。

中国计量大学测控电路资料(仅供参考用,以课本复习重点为主)资料

u ou i u iR 3∞ -+ N 4S b1S a2K 2 - + N 2∞ - + N 3S b2S a1u oR 2K 1- + N 1 C 1一、选择题 (1空2分，共52分)1、在测量放大电路中，误差的主要来源是 。

A. 噪声、干扰和漂移；B. 非线性和失真；C. 输入输出阻抗不匹配。

2、运算放大器的缩写是 。

A ．PID ； B. OPA ； C. A/D ； D. D/A 。

3、如右图所示是一个 。

A. 反相放大电路；B. 同相放大电路。

其中R 2>>R 4 ，R 2>>R 5，则该电路的增益为： 。

A. 12R R-；B. 5142R R RR - ；C. （54121R R R R +-； D. （45121R R R R+-。

4、如右下图所示是一个 电路。

A. 电荷放大电路；B. 隔离放大电路；C. 自动调零放大电路；D. 高输入阻抗放大电路。

该电路的设计是为了 。

A. 获得高共模抑制比；B. 减小失调和漂移；C. 提高输入阻抗；D. 便于调整增益。

其中电容C1的作用是 。

A. 寄存失调电压；B. 阻隔直流信号；C. 低通滤波。

u o5、如下图所示的数字式可编程增益放大电路，若要实现1，8，64的八进制放大，R 1、R 2、R 3的电阻值应选择： 。

A. R ，9R ，90R ； B. R ，7R ，56R ； C. R ，8R ，64R ； D. R ，(56/9)R ，(520/9)R 。

6、关于变压器耦合隔离和光电耦合隔离的说法不正确的是： 。

A. 变压器耦合隔离技术较成熟，线性度和隔离性能较好，但带宽较窄；B. 光电耦合隔离结构简单、成本低廉、带宽较宽；C. 变压器耦合隔离经过了电-磁-电的信号变化过程；D. 光电耦合隔离经过了光-电-光的信号变化过程。

7、以下关于包络检波说法不正确的是 。

A. 线性检波电路无法解决二极管包络检波电路的导通电压损失问题；B. 使用二极管和三极管都可以实现包络检波；C. 二极管和三极管的输入输出特性的非线性是影响包络检波性能的主要来源；D. 峰值检波和平均值检波都可以通过包络检波实现。

中国计量大学 过程控制专业实验考试资料1

单容控制对象的阶跃响应：
设
纯滞后
L变换后，其传递函数：
W0 ( s)
' K0 H ( s ) H ( s ) Q1 ( s ) e 0 s Q1 ( s) Q ' (s) Q ( s) T0 s 1 1
1
τ0 l
q1‘
A h
R2
2 q2
q1 X 0
则
Q1 ( s) X 0 / s
q1 (t )
无纯滞后
有纯滞后
q1
a
o
t
q2
h
K0 a
o
T0
t
典型单容过程数学模型小结
• 液位对象
H (s ) K G ( s) Q1 ( s ) Ts 1 K R（出口液阻），T RC （液容C A）
q1(t) a
a：输入流量变化量，即 阶跃扰动幅度。
• 温度对象
W (S )
2016/6/13
令： 0 • 带纯滞后的一阶系统可分 解为一个独立的一阶环节 和一个独立的滞后环节。 • 带纯滞后的一阶系统的响 应曲线与无纯滞后的一阶 系统的响应曲线，形状完 全一致，仅相差纯滞后时 间τ0。
q1(t) a 0 h(t) b 0 τ０ t t0 t1 t2 t t h2(t)
W (s)
W (s )
K Ts 1
K s e Ts 1 K W (s) (T1s 1)(T2 s 1)
K e s (T1s 1)(T2 s 1)
矩形脉冲信号：x(t ) x1 (t ) x2 (t ) x 0 (t ) x0 (t a)
单容温度对象的数学模型
• 假设周围空气的温度不变，则ΔT2＝0，有
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h(t ) K 0 X 0 (1 e t / T0 )
o
e 0 s
Q'1(s) + － Q2(s)
1 CS
H(s)
T0
t
1 R 2
2016/6/13
**有纯滞后与无纯滞后单容阶跃响应的比较
放大系数K
以水槽为例，在输入流量 q１等于输出流量q２，液位 h处于某个稳态时，使q１有一个阶跃变化，幅度为 a。
单容温度对象的数学模型
• 建立微分方程
Q1 Q2 C dT1 dt
Q1 Q2 C
式中：
dT1 dT1 Gcp dt dt
• Q2与温度关系
Q2 (T1 T2 ) / R
C —热容，C等于T1每升高1℃所需储蓄的热量， 它与液位对象中的C相似： C＝Gcp G —加热器内水的总重量 cp —水比热，在常压下cp＝1
把（0.632，t1 ), (0.33, t 2 )代入 T0 t ，可以得到 ln[ 1 y * (t )]
t
q1(t) a
h(t ) K 0 a (1 e t / T0 )
T0=RC=RA
•当 •当 •当
1 t T0时， h(T0 ) 1 e 0.632
t 3T0
时， 时，
h(3T0 ) 1 e 3 0.95 h(5T0 ) 1 e 5 0.993
c
t 2 t1
则： T
在模型精度要求不高情 况下，可将类似系统近似 为一个纯滞后环节和一个 一阶环节近似表示：
W (s) K e 0s (Ts 1)
• 实际控制系统中，滞后时间τ表现为信号传输滞后， 容量滞后等形式； • 容量滞后τc 由于系统中物料或能量的 传递需要克服一定的阻力而产 生的滞后。 表现为输入变化后，输出 的变化相当缓慢，在一段时间 后，才逐渐显著变化。 • 测量仪表中的测量传输滞后，使得变量的变化不 能及时得到反馈信号； • 调节器中的控制传输滞后，使得控制作用不能及 时调节控制变量； • 滞后时间τ对控制是不利的。
q1 (t )
无纯滞后
有纯滞后
q1
a
o
t
q2
h
K0 a
o
T0
t
典型单容过程数学模型小结
• 液位对象
H (s ) K G ( s) Q1 ( s ) Ts 1 K R（出口液阻），T RC （液容C A）
q1(t) a
a：输入流量变化量，即 阶跃扰动幅度。
• 温度对象
W (S )
K0 X 0 T0 s 1 s
P(t )
X0
H ( s) W0 (s ) Q1 ( s)
o
h
K0 X 0
t
1 1 K0 X 0 ( ) s s 1 / T0
**通常，可将纯滞后视作一个独立的环节处理，即 纯滞后环节，它与被控对象相串联。
Q1(s)
由拉氏反变换得到：
q1
两边进行L变换：
属于一阶惯性环节（一阶系统）
τ0
q1‘
T0 s H ( s ) H ( s ) K 0Q1 ( s )
W0 ( s ) H (s) K0 Q1 ( s ) T0 s 1
l 液阻R2形成了事实上的液位反馈， 是液位平衡的关键因素。 A h
R2
2 q2
q1
例2-1 单容自衡液位对象数学模型
2016/6/13
单容温度对象的数学模型
电加热器为一典型单容温度过程
它由电炉和加热容器组成。容器内盛 水，水的温度为T1。 生产过程中要求T1保持不变，所以 T1为被控参数。即温度过程的输出量。 而温度过程的输入量是电炉给水的 供热量Q1。在工作过程中电炉不断给 水供热Q1，而水又不断地通过保温材 料向四周散热Q2 当 Q 1＝Q2时，则水从电炉得到的热量与 水向空气散出的热量相等，水温T1保持 不变。（静态平衡）
定义：Ｋ0为放大系数， 则Ｋ0可表示为：
0 t
K0 b h a q1
• RC电路
W (S )
U c (S ) K U r ( S ) TS 1
K 1，T RC
讨论：过程特性参数 K、T、τ
• K0的物理意义是把系统的输入变化量放大Ｋ0倍。 • 数学模型的过程特性参数K，T，τ。 • 三个参数有什么样的物理意义？ • 在系统中所起的作用如何？ • 若同时有几个输入变量作用于被控变量，则应选 择放大系数较大的作为控制变量。 • 对扰动通道，对应Ｋf越大，则扰动对输出变量的 影响越大。 • Ｋ0越大，表明该信号通道输入信号对输出的作用 越强。
2016/6/13
时间常数T0
以单容水槽为例， T0=RC=RA。
q1
q1(t) 1
输入为单位阶跃信号，且 且K=1时， t
0 t

h(t ) 1 e
T0
h(t)
h(t ) K 0 a (1 e t / T0 )
q2
1
0.632%
对h(t)求导数，得：
0
T0
t
dh(t ) 1 T0 1 e (t 0 ) dt T0 T0
f(t)
给定 调节器 执行器 被控对象
x(t)
e(t)
u(t)
q(t)
y(t)输出
测量变送
（二）矩形脉冲响应曲线法
**实际系统中，当阶跃信号的幅度较大实际系统不允许时， 可用矩形脉冲输入代替阶跃输入，即阶跃输入施加一小 段时间后切除。得到矩形脉冲响应曲线。
h2(t)
可用作图法求等效τc。 • 再通过矩形脉冲响应曲线计算求得阶跃响应曲线。 在响应曲线的拐点作 切线，则：
2016/6/13
令： 0 • 带纯滞后的一阶系统可分 解为一个独立的一阶环节 和一个独立的滞后环节。 • 带纯滞后的一阶系统的响 应曲线与无纯滞后的一阶 系统的响应曲线，形状完 全一致，仅相差纯滞后时 间τ0。
q1(t) a 0 h(t) b 0 τ０ t t0 t1 t2 t t h2(t)
y * (t ) y (t ) y (t a )
y * (t ) ： 矩形脉冲响应曲线 y (t ) ： 正阶跃响应曲线 y (t a ) ：负阶跃响应曲线
参数辨识方法： （1）计算法 阶跃信号幅值： x0
稳态值：y ( ) 取幅值分别为稳态值的0.87， 0.632，0.33的时间为：
R2
2 q2
2
Q2
例2-1 单容自衡液位对象数学模型
单容液位对象的传递函数
T0 R2C , K 0 R2
Q1(s) + － Q2(s)
1 CS 1 R 2
纯滞后(τ0) 有纯滞后单容微分方程：
H(s)
T0
dh T0 h K 0 q1 dt
dh h K 0 q1' (t ) K 0 q1 (t 0 ) dt
t3 , t1 , t 2
1 由阶跃响应确定一阶环节的特性参数
• 求阶跃响应曲线为：
y (t ) y * (t ) y (t a )
• 那么，通过递推，有：
1）静态放大系数 K0
K0 y () x0
t 0, y (0) y * (0) t a, y (a) y * (a ) y (0) t ka, y (ka) y * (ka) y(k 1)a 举例：
W (s)
W (s )
K Ts 1
K s e Ts 1 K W (s) (T1s 1)(T2 s 1)
K e s (T1s 1)(T2 s 1)
矩形脉冲信号：x(t ) x1 (t ) x2 (t ) x 0 (t ) x0 (t a)
单容温度对象的数学模型
• 假设周围空气的温度不变，则ΔT2＝0，有
dT1 T1 RQ1 dt 取T RC，K R则 RC T dT1 T1 KQ1 dt
Q2 Kr A(T1 T2 )
式中：Kr―传热系数 A ―散热表面积 T2―周围空气的温度 Kr A 反映了加热器散热程度的大小。 定义R为热阻： • 取L变换，有：
2）时间常数 T0
一阶惯性环节时域归一化响应：

y * (t ) y (t ) / y ( ) 1 e
可得： ln[ 1 y * (t )]
t T0
T0
t
2016/6/13
1 由阶跃响应确定一阶环节的特性参数
T0 t ln[ 1 y * (t )]
(1) 切线法
• 假设输入阶跃幅度x0,K0求法 与前面相同。 • 通过拐点D作切线，交时间 轴于B,交稳定线于A，A时间 为C。 • 滞后时间 τ=OB • 时间常数 T0=BC • 缺点：D点选择随意性大， 造成参数准确性差。
W (s)
T1 ( s) K Q1 (s ) Ts 1 1 Kr A
Байду номын сангаас
K R，R热阻
R
1 Kr A
T RC，C热容 G c（比热） p
为一阶惯性环节。
2016/6/13
例2-1 单容自衡液位对象数学模型
列写单容液位控制对象的微分方程:
纯滞后(τ0)
纯滞后(τ0)：由于物料传输需要一定的时间，使得 控制量的作用要落后一定时间长度。
• 把ΔQ2代入，有
Q1、Q2单位：焦/小时 C单位：焦/度
C
dT1 Q1 T2 / R T1 / R dt dT1 RC T1 RQ1 T2 dt
单容温度对象的数学模型
• 从动态平衡过程可知，被加热的液 体或水要不断地通过保温材料向四 周空气散发热量Q2 ， Q2与T1是有关 系的。可以表示为：