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给排⽔⼯程仪表与控制复习（全⾯）课后思考题答案：给⽔排⽔⼯程仪表复习第⼀章1.⾃动控制概念：在⼈不直接参与的情况下，利⽤外加的设备或装置使整个⽣产过程或⼯作机械（被控对象）⾃动地按预定规律运⾏，或使其某个参数（被控量）按预定要求变化。
⾃动控制系统⼯作原理：当被控量偏离给定要求值时，测量元件测得被测量或经物理量变换后由⽐较元件将其给定值⽐较得出偏差，根据偏差⼤⼩，经放⼤、调节、执⾏等元件后产⽣控制作⽤，控制作⽤使被控量回复到或趋近于要求值，从⽽使偏差消除或减⼩。
⾃动控制系统主要特点：从信号传送来看，输出量经测量后回送到输⼊端，回送的信号使信号回路闭合，构成闭环，即为负反馈。
从控制作⽤的产⽣看，由偏差产⽣的控制作⽤使系统沿减少或消除偏差的⽅向运动。
——偏差控制采⽤⾃动控制系统的⽬的：（1）解放劳动⼒，变⾰⽣产⼒，提⾼⽣产效率；（2）提⾼精度和质量。
1．⾃动控制系统有哪些基本组成部分?答：⼀个⾃动控制系统主要由以下基本部件构成：(1)控制对象；(2)传感器；变送(3) 控制器；(4)执⾏装置。
⼀个⾃动控制系统只要由以下基本元件构成：①整定⽂件：也称给定⽂件，给出了被控量应取的值②测量元件：检测被控量的⼤⼩③⽐较⽂件：⽤来得到给定值与被控量之间的误差④放⼤元件：⽤来将误差信号放⼤，⽤以驱动执⾏机构⑤执⾏元件：⽤来执⾏控制命令，推动被控对象⑥校正元件：⽤来改善系统的动静性能⑦能源元件：⽤来提供控制系统所需的能量。
2．⾃动控制系统的分类？答：按系统的结构特点：前馈控制系统(开环)、反馈控制系统(闭环)、复合控制系统。
按给定值的不同形式：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
闭环控制特点开环控制特点3. 传递函数的概念？什么是阶跃函数答：传递函数：⼀个环节或⼀个⾃动控制系统中，输出拉式变换和输⼊拉式变换之⽐。
4．⽅块图和传递函数有什么作⽤？答：⽅块图和传递函数是⾃动化理论的重要基础。
通过⽅块图可以直接看出各环节的联系，及环节对信号的传递过程；⽽传递函数可以⽤来描述环节或⾃动控制系统的特性，将输⼊----输出关系⼀⽬了然表⽰出来。
3.1 调节内容与意义水泵－管道系统： 城市给水：一级泵房取水，送水泵房与配水管网， 加压泵站 城市雨污排水：雨水泵站系统、污水泵站系统 小区、建筑给水：加压泵站与小区建筑管网 小区、建筑排水：小区排水泵站第三章水泵及管道系统控制调节控制方式双位控制 工况点调控恒压控制 恒流量控制 非恒压非恒流控制3.2 双位控制高位开，低位停 开关节点控制，模拟量位置节点控制 可以多台泵联合 水位变化大，流量变化大3.3 水泵调速控制节省能耗，保持所需要的水压或流量稳定 3.3.1 调节类型（1）恒压调节：保持用户的压力恒定水泵双位调节1（2）恒流调节：保持供水流量恒定3.3.2 水泵调速方法 变速箱调节 电机转速不变 液力耦合器调速 电磁离合器调速 可控硅串级调节 附加装置变速 水泵调速方法 直接改变电机转速 变频调速改变电机极数：非连续 改变电机极数 非连续一泵房设计净扬程实际运行时净扬程（3）其它方式调节：非恒压、非恒流调节 如：自动加药泵调节电机转速的调节：改变电机转差率：范围小 改变电源频率：可靠高效3.4 恒压控制技术（1）双位控制：控制精度低，水压波动大 （2）定值控制系统：按某一控制点水压目标值作为控制参数，改变水泵转 速，通过与工频泵的配合，调节流量，稳定压力3.4.2 压力控制点位置的选择 （1）压力控制点选在水泵出口处： 出口处恒压与出口处变压3.4.1 恒压给水系统控制技术（1）工作原理 压力反馈控制系统，工频与变频联动 （2）技术特点 1）高效节能：无压力浪费电耗、电机无大启动电流 2）用水压力恒定，提高供水品质 3）延长设备使用寿命 4）其他功能：如爆管报警（大流量，压降快）出口处恒压 水泵出口处 出口处变压 线性变压 理想变压2压力控制点选在水泵出口处水泵出口处恒压控制 （包括分时段恒压控制）出口处恒压： 出口处压力一般按最大流量最不利点考虑，用水量降低时， 水泵特性曲线变频下移，但工况点始终在H’上移动，最不利点 水压会上升，用户水压有波动。
贵州大学讲稿课程名称：给排水工程仪表与控制教材名称：给水排水工程仪表与控制（“十五”国家级规划教材）适用专业：给水排水工程授课教师：陆天友第一章：自动控制基础知识一、自动控制系统的概念与构成1、自动控制系统的概念所谓自动控制，就是利用机械的、电气的、力学的等装置代替人工控制器官的作用，在不用人工直接参与的情况下，可以自动地实现预定的控制过程。
2、自动控制系统的构成从上面简单的实例中，可以总结出一般自动控制系统是由控制对象、测量变达器、控制器、执行装置几部分组成的。
3、自动控制系统的分类1）、反馈控制系统反馈控制系统是根据系统被控量与给定值的偏差进行工作的，最后达到消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据，因为该系统由被控量的反馈构成一个闭合回路，所以又称为闭环控制系统，这是过程控制系统中最基本的一种。
另外，反馈信号也可能有多个，从而可以构成一个以上的闭合回路，称为多回路反馈控制系统。
2）、前馈控制系统前馈控制是直接根据扰动进行工作的，扰动是控制的依据，由于它没有被控且的反馈，所以不构成闭合回路，故也称为开环控制系统。
3）、复合控制系统(前馈—反馈控制系统)前馈开环控制的主要优点是能针对主要的扰动迅速及时地改变控制量，克服扰动对初控员的影响。
所以，在反馈控制系统中加入对于主要扰动的前馈控制，构成复合控制系统可以提高控制质量。
4、计算机控制系统以计算机为核心构成的数字式控制系统，是控制技术的最新成就，已在生产实践中广泛应用。
其基本构成如下图。
广义来讲，以微处理器为核心的各种智能化控制装置都可以归结到这一类控制系统中来，包括由工业计算机组成的系统、由单板机或单片机组成的系统、由可编程序控制器组成的系统、由智能化专用调节器组成的系统以及由上述各类装置混合组成的系统等。
虽然这些装置的配置、功能不同，但其基本的组成部分是相似的，都是通过数字运算完成各种功能的。
第二章：给排水自动化仪表与设备第一节、典型水质检测仪表给水排水工程自动化常用仪表与设备，可以分为以下几大类：1、过程参数检测仪表。
输入量：把影响系统输出的外界输入叫做系统的输入量。
输出量：把控制系统的被控量叫做输出量。
闭环控制：在外界干扰因素作用下，通过对被控量的测量，利用负反馈作用，系统进行自动纠正使被控量趋近于给定值的控制方式。
开环控制：控制受控对象的被控量，控制装置只接受给定值，信号只由给定值定向传递到干扰控制，无负反馈作用的控制方式。
复合控制：把偏差控制与按干扰控制结合起来，对主要扰动采用适当的补偿，实现按干扰控制；同时，再组成反馈系统实现按偏差控制，以消除其他偏差，这种控制方式被称为复合控制。
自动控制装置的组成与作用：测量元件：测量被控量的实际值或对被控量进行物理量的变换。
比较元件：将测量结果和要求值进行比较，得到偏差。
调节元件：根据偏差大小产生控制信号，调节元件通常包括有放大器和矫正装置，它能放大偏差信号并使控制信号和偏差具有一定关系。
执行元件：由控制信号产生控制作用，从而使被控量达到要求值。
最大偏差：控制过程中出现的被控参数指示值与给定制的最大差值。
振荡周期：从一个波峰到相邻的第二个波峰之间的时间称为过渡过程的震荡周期。
过渡时间：从干扰使被控参数变化起，到控制系统又建立新的平衡状态、被控参数重新稳定为止，所经历的这一段时间叫做过渡时间。
余差：控制过程结束，被控参数新的稳定值与给定值之差。
位式控制：执行器只有两个极限位置，使控制系统无法处于平衡状态的控制。
比例控制：阀门开度与被控量的偏差成比例的控制，被称为比例控制。
比例积分控制：控制系统中设置的控制作用大于干扰作用，控制器克服偏差直到偏差为零的控制。
比例积分微分控制：根据被调参数的变化趋势即变化速度而输出控制信号的控制。
检测：用实验的方法，借助一定的仪器和设备，对被检测参数与其单位进行比较，求取二者的比值，从而得到被检测参数数值大小的过程。
检测仪器的组成：传感器，变换器，显示器，传输通道。
传感器：感受到被检测参数的变化，直接从对象中提取被检测参数的信息，并转换成一一相应的输出信号。
