第一章
7 在阶跃扰动作用下，定值控制系统过渡过程有哪几种形式？稳定的过渡过程是哪种？
① 单调衰减过程 ②振荡衰减过程 ③等幅振荡过程 ④振荡发散过程
单调过程和衰减振荡过程是稳定的过渡过程。
8 某换热器的温度控制系统给定值为 200 C。在阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图所
示。试求最大偏差、余差、衰减比、振荡周期。
解：最大偏差 A=230-200=30 C
余差 C=205-200=5 C
衰减比 n=y i：y 3=25:5=5:1
振荡周期 T=20 - 5=15 （ min）
9定值控制系统（p5）
10静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
动态特性：系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系称为动态特性。
第二章
1. 一台仪表的显示位数为三位，其分辨率便为（百分之一）
2. —台温度指示仪，最末一位数字表示的温度值为 0.1 C，该表的分辨力为（0.1 C）
3•某台仪表的基本误差为土 1.8%，则该表的精确度等级符合（2.5 ）级。
4•某台测温仪表的测温范围为 -100〜700C，校验该表时测得全量程内最大绝对误差为+
5C,该仪表的精度等级是（1.0级）
5•（热电偶）一般用于测量 500〜1600 C之间的温度，（铂电阻）用于 500C以下的中、低
温测温。
6. 热电偶的热电势由（接触电势）和（温差电势）两部分组成， （组成值）常忽略不计。
7. 用热电阻测温时一般用（三线制）接法，以抵消接线电阻对电桥的影响。 8 （补偿导线）的作用是（将热电偶冷端延长到距热源较远，温度较稳定的地方） 。
9灵敏度表示：指针式测量仪表对被测参数变化的敏感程度。
10灵敏限表示：指针式仪表在量程起点处，能引起仪表指针动作的最小被测参数变化值。
11热电偶是应用（热电效应）测量温度的。
12配置补偿导线的必须条件是（补偿导线的热电特性在低温段与所配热电偶相同） 。
第一章思考题与习题
1.1 下列系统中哪些属于开环控制，哪些属于闭环控制？
①家用电冰箱 ②家用空调器 ③家用洗衣机 ④抽水马桶 ⑤普通车床 ⑥电饭煲 ⑦多速电风扇 ⑧高楼水箱 ⑨调光台灯
开环控制：③家用洗衣机⑤普通车床⑦多速电风扇⑨调光台灯
闭环控制：①家用电冰箱 ②家用空调器④抽水马桶⑥电饭煲⑧高楼水箱
1.2 图1-14所示为一压力自动控制系统，试分析该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和扰动变量是什么？画出该系统的框图。
图1-14 压力自动控制系统 图1-15 加热炉温度自动控制系统
被控对象：容器P
被控变量：罐内压力
操纵变量：物料输入流量
扰动变量：出口流量
系统框图如下：
1.3 图1-15所示是一加热炉温度自动控制系统，试分析该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和扰动变量是什么？画出该系统的框图。
被控对象：加热炉
被控变量：炉内温度
操纵变量：燃料流量
扰动变量：进料量
系统框图如下：
1.4 按设定值的不同情况，过程控制系统分为哪几类？
过程控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
1.5 什么是过程控制系统的过渡过程？有哪几种基本形式？
过程控制系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程称为过程控制系统的过渡过程。控制系统过渡过程有五种基本形式：发散振荡、单调发散、等幅振荡、衰减振荡和单调衰减。
1.6 某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-16所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和调整时间（设定值为200℃）。
图1-16 题1.6图
最大偏差：30℃
余差：5℃
衰减比：5：1
振荡周期：15min
调整时间：22min
第二章思考题与习题
2.1 求取图2-55所示电路的传递函数，图中物理量角标i代表输入，o代表输出。
a） b）
1 第二章思考题及习题
2.1 与单回路系统相比，串级控制系统有些什么特点?
答：串级控制方案具有单回路控制系统的全部功能，而且还具有许多单回路控制系统所没有的优点。因此，串级控制系统的控制质量一般都比单回路控制系统好。(1) 串级控制系统具有更高的工作频率；(2) 串级控制系统具有较强的抗干扰能力；(3) 串级控制系统具有一定的自适应能力
2.2 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用只取决于主对象放大倍数的符号，而与其他环节无关?
答：主控制器的正、反作用要根据主环所包括的各个环节的情况来确定。主环内包括有主控制器、副回路、主对象和主变送器。控制器正、反作用设置正确的副回路可将它视为一放大倍数为“正”的环节来看待。这样，只要根据主对象与主变送器放大倍数的符号及整个主环开环放大倍数的符号为“负”的要求。即Sign{G01(s)}Sign{G02’(s)}Sign{Gm1(s)}Sign{Gc1(s)}=-1就可以确定主控制器的正、反作用。实际上主变送器放大倍数符号一般情况下都是“正”的，再考虑副回路视为一放大倍数为“正”的环节，因此主控制器的正、反作用实际上只取决于主对象放大倍数的符号。当主对象放大倍数符号为“正”时，主控制器应选“负”作用；反之，当主对象放大倍数符号为“负”时，主控制器应选正作用。
2.3 串级控制系统的一步整定法依据是什么?
答：一步整定法的依据是：在串级控制系统中一般来说，主变量是工艺的主要操作指标，直接关系到产品的质量，因此对它要求比较严格。而副变量的设立主要是为了提高主变量的控制质量，对副变量本身没有很高的要求，允许它在一定范围内变化，因此在整定时不必将过多的精力放在副环上，只要主变量达到规定的质量指标要求即可。此外对于一个具体的串级控制系统来说，在一定范围内主、副控制器的放大倍数是可以互相匹配的，只要主、副控制器的放大倍数Kc1与Kc1的乘积等于Ks(Ks为主变量呈4：1衰减振荡时的控制器比例放大倍数)，系统就能产生4：1衰减过程(下面的分析中可以进一步证明)。虽然按照经验一次放上的副控制器参数不一定合适，但可通过调整主控制器放大倍数来进行补偿，结果仍然可使主变量呈4：1衰减。
1 / 9 第3章 习题与思考题
3-1.简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
解答：
简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。
检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。
控制器的作用是接受检测装置送来的信号，与给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果送往执行器。
执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以达到控制被控变量的目的。
被控对象是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置。
3-2.什么叫直接参数和间接参数？各使用在什么场合？
解答：
如果被控变量本身就是需要控制的工艺指标，则称为直接参数；如果被控变量本身不是需要控制的工艺指标，但与其有一定的间接对应关系时，称为间接参数。
在控制系统设计时，尽量采用直接参数控制，只有当被控变量无法直接检测，或虽能检测，但信号很微弱或滞后很大，才考虑采用间接参数控制。
3-3.被控变量的选择应遵循哪些原则？
解答：
被控变量的正确选择是关系到系统能否达到预期控制效果的重要因素，它选择的一般原则是：
（1）被控变量应能代表一定的工艺操作指标或是反映工艺操作状态重要变量；
（2）被控变量应是工艺生产过程中经常变化，因而需要频繁加以控制的变量；
（3）被控变量应尽可能选择工艺生产过程的直接控制指标，当无法获得直接控制指标信号，或其测量或传送滞后很大时，可选择与直接控制指标有单值对应关系的间接控制指标；
（4）被控变量应是能测量的，并具有较大灵敏度的变量； 2 / 9 （5）被控变量应是独立可控的；
（6）应考虑工艺的合理性与经济性。
3-4.操纵变量的选择应遵循哪些原则？
解答：
（1）操纵变量应是工艺上允许加以控制的可控变量；
（2）操纵变量应是对被控变量影响诸因素中比较灵敏的变量，即控制通道的放大系数要大一些，时间常数要小一些，纯滞后时间要尽量小；
（3）操纵变量的选择还应考虑工艺的合理性和生产的经济性。
