word文档整理分享
参考资料 第一章 控制系统的基本概念
⑴ 生产过程自动化系统包括?
答:①自动检测系统②信号连锁系统③自动操纵系统④自动控制系统
⑵ 工业生产对过程装备控制的要求?
答:①安全性②经济性③稳定性
⑶ 为了实现控制要求,通常有两种方式选择:①人工控制②自动控制
⑷ 控制系统的组成:①被控对象②测量元件和变送器③调节器④执行器
⑸
⑹ 某化学反应器工艺规定操作温度为（800±10）℃。为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850℃。现设计的温度控制系统，在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如下图所示。
（1）分别求出最大偏差A、超调量B、余差C、衰减比n、过渡时间 控制器 执行器 被控过程
测量元件及变送器 ys y f (干扰变量）
ym u m
T/℃ 845
815
805
800
7 20
T/min 25
word文档整理分享
参考资料 Ts（温度进入±1%新的稳定值即示为系统已稳定）和震荡周期T。
（2）分析此温度控制系统是否满足工艺要求？
答:（1）解:最大偏差：A =845－800 = 45℃ 超调量:σ=（845 － 805）/805 = 4.97% 衰 减 比：n= B/B’= （845 － 805) / （815
－ 805） = 4：1 余 差： C= 805－800= 5 ℃ 过 渡 时
间：Ts = 25 min 震 荡 周 期：T = 20 －7=13 min
⑵解：符合要求:① 系统新的稳定值是805 ℃，符合工艺规定操作温度（800±10）℃ 的要求
② 845 ℃ ＜850 ℃，符合控制中温度最高不得超过850℃的要求
⑺ 图示为一自力式贮槽水位控制系统。
(1)指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量是什么?
(2)试画出该系统的方块图。
(3)试分析当出水量突然增大时，该系统如何实现水位控制的?
1；试系统必须具备的条件是什么？
理想的测试系统应该是具有单值，确定的输入—输出关系。即对应于每一输入量都应只有单一的输出量与之对应，以输出与输入成线性关系为最佳。
2；简述负载效应以及消载效应的方法？
装置由于后接另一装置而产生的种种现象，称为负载效应。测试装置对被测对象没有负载效应的条件是相连接的环节之间没有能量交换
3；条幅波是否可以看作是载波与调制信号的迭加？为什么？、
不可以，因为调幅波是将一个高频简谐信号与测试信号相乘，使高频信号的幅值随测试信号的变化而变化，而不是载波与调制信号的迭加。
4；什么是采样频率？采样定理的含义是什么？
采样就是用一个等时距周期脉冲序列去乘模拟信号，采样间隔的倒数称为采样频率。为了避免混叠以使采样处理后仍有可能准确的恢复其原信号，采样频率必须大于最高频率的两倍，就是采样定理。
5；请你列举出工程上常用的振动测量传感器。
涡流位移，电容，磁电式速度计，压电式加速度计。
6；描述测试系统动态特性的方法有几种？
即时域里的常系数线性微分方程，复域里的传递函数，和频域里的频率响应函数。
7；压电式传感器为何只适用于动态测量而不能用于静态测量？
在利用压电式传感器进行测量时，若外电路负载不是无穷大，电路将按指数规律放电，极板上的电荷无法保持不变，从而造成测量误差。在利用压电式传感器测量静态或准静态量值时，必须采取一定措施，使电荷从压电原件经测量电路的漏失减小到足够小的程度，而在作动态测量时电荷可以不断补充，从而供给测量电路一定的电流，故压电式传感器适宜作动态测量。
8；何为霍尔效应？用霍尔元件可以测量哪些物理量？
将金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流通过是，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。用霍尔元件可以测量线位移，角位移，加速度，转速，压力，高度，振动，等物理参量。
9；如何利用电桥和差特性进行温度补偿？
在进行温度补偿时，取两只参数完全相同的应变片，一只作为工作片，贴在试件上需要测试的地方，另一只贴在与试件材料相同的温度补偿板上，放在相同的温度场中，并接在与工作片相邻的桥臂上，则根据电桥电路的和差特性，电桥输出可以补偿这两只应变片由于温度变化产生的电阻变化。
第一章 控制系统的基本概念
1.什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？
答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。主要包含：①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
2.自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语有哪些？
答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制装置，包括测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制装置控制下的生产设备，即被控对象。
自动控制系统常用的术语有：
被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的工艺参数，即需要控制的工艺参数，如锅炉汽包的水位，反应温度；
给定值（或设定值）ys——对应于生产过程中被控变量的期望值；
测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实际值；
操纵变量（或控制变量）m——受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作用的变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；
干扰f——引起被控变量偏离给定值的，除操纵变量以外的各种因素；
偏差信号（e）——被控变量的实际值与给定值之差，即e=ym - ys
控制信号u——控制器将偏差按一定规律计算得到的量。
3.什么是自动控制系统的方框图？它与工艺流程图有什么不同？
答：自动控制系统的方框图上是由传递方块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。其中每一个分块代表系统中的一个组成部分，方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。采用方块图可直观地显示出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系，以便对系统特性进行分析和研究。而工艺流程图则是以形象的图形、符号、代号，表示出工艺过程选用的化工设备、管路、附件和仪表自控等的排列及连接，借以表达在一个化工生产中物料和能量的变化过程，即原料→成品全过程中物料和能量发生的变化及其流向。
第一章
1.什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容
答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。
主要包含：①自动检测系统②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。
6.在图1-11的换热器出口温度控制系统中，工艺要求热物料出口温度保持为某一设定值。①试画出该控制系统的方框图；
②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么？整个系统的输入信号和输出信号又是什么？
③系统在遇到干扰作用（如冷物料流量突然增大）时，该系统如何实现自动控制的？
答：如图所示为该控制系统的方框图。
该控制系统及各环节的输入、输出信号如图所示。整个系统的输入信号为：给定值ys，干扰作用f，输出为热物料出口温度T，当冷物料流量增大，则出口温度y减小，TT检测后所得测量值ym减小，偏差信号e=ym-ys<0，输入调节器后产生控制信号u，使执行器或调节阀加大阀门开度，使温度T升高，从而实现控制。
7.图1-12为贮糟液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值，
（1）试画出该系统的方框图；
（2）指出系统中被控对象，被控变量，操纵变量，干扰作用各是什么？
答：
（2）该系统中被控变量对象为贮槽；被控变量为贮槽液位；操纵变量为出水流量；干扰作用为：进水流量，大气温度等。
8.什么是自动控制系统的过度过程？在阶跃干扰作用下有哪几种基本形式？其中哪些能满足自动控制的要求，哪些不能，为什么？ 叮叮小文库
- 2 答：对于任何一个控制系统，扰动作用是不可避免的，系统受到扰动作用后，其平衡状态被破坏，被控变量就要发生波动，在自动控制作用下经过一段时间，使被控变量回复到新的稳定状态，即系统从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为系统的过度过程。
在阶跃干扰作用下，其过度过程曲线有：①发散振荡过程②等幅振荡过程③衰减振荡过程④非振荡的单调过程。
其中衰减振荡和非振荡的单调过程属于稳定的过渡过程，能满足自动控制的要求，其它的不能。
