化工自動化及儀表-16-總復習題兼答案版

1、1習題習題一、一、填空題：填空題：1干擾是指除操作變量以外，作用于對象并引起被控變量變化的一切因素；除操作變量以外，作用于對象并引起被控變量變化的一切因素；2被控對象是指需要實現(xiàn)控制的設(shè)備、機器或生產(chǎn)過程，稱為對象。需要實現(xiàn)控制的設(shè)備、機器或生產(chǎn)過程，稱為對象。3被控變量是指對象內(nèi)要求保持給定數(shù)值的工藝變量稱為被控變量對象內(nèi)要求保持給定數(shù)值的工藝變量稱為被控變量。4工藝變量通常分為直接變量直接變量，間接變量間接變量，安全變量安全變量三大

2、類；5直接變量是指和生產(chǎn)過程有著密切關(guān)系、或者說存在直接關(guān)系的，它的改變決定著產(chǎn)品和生產(chǎn)過程有著密切關(guān)系、或者說存在直接關(guān)系的，它的改變決定著產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。的質(zhì)量和數(shù)量。6間接變量是指和生產(chǎn)過程沒有直接關(guān)系，并不直接決定著產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。和生產(chǎn)過程沒有直接關(guān)系，并不直接決定著產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量。；7安全變量是指既和生產(chǎn)過程沒有直接的關(guān)系，同時也不存在間接關(guān)系，但它們影響著生既和生產(chǎn)過程沒有直接的關(guān)系，同時也不存在間接關(guān)系，但它們影響

3、著生產(chǎn)的安全性。產(chǎn)的安全性。8給定值是被控變量的預定值稱為給定值被控變量的預定值稱為給定值。它反映的是工藝過程的具體要求工藝過程的具體要求。9操作變量是指受到控制裝置操縱，用以使被控變量保持給定值的物料量或能量。受到控制裝置操縱，用以使被控變量保持給定值的物料量或能量。10偏差偏差偏差=實際值實際值給定值給定值11閉環(huán)控制系統(tǒng)通常包括定值控制系統(tǒng)，定值控制系統(tǒng)，隨動控制系統(tǒng)隨動控制系統(tǒng)，程序控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)；12定值控制系統(tǒng)是指被控

4、變量的給定值恒定不變被控變量的給定值恒定不變。13隨動控制系統(tǒng)是指給定值不斷變化，而且變化是隨機的給定值不斷變化，而且變化是隨機的。14程序控制系統(tǒng)是指給定值不斷變化，但給定值不斷變化，但x=x(t)是已知的。是已知的。15偏差產(chǎn)生的原因通常分為由于干擾導致實際值發(fā)生了變化由于干擾導致實際值發(fā)生了變化：給定值發(fā)生了變給定值發(fā)生了變；計量誤差而引起的偏差計量誤差而引起的偏差。三個方面。16閉環(huán)控制系統(tǒng)通常是由檢測元件和變送器檢測元件和變送

5、器；比較機構(gòu)；調(diào)節(jié)裝置；比較機構(gòu)；調(diào)節(jié)裝置；執(zhí)行器執(zhí)行器四個部分組成的。17檢測元件和變送器的作用是把被控變量把被控變量y（t）轉(zhuǎn)化為測量值）轉(zhuǎn)化為測量值z（t），z（t）是統(tǒng)一標準）是統(tǒng)一標準信號信號；比較機構(gòu)的作用是計算偏差計算偏差e（t）；調(diào)節(jié)裝置的作用是依據(jù)偏差的大小、正負，按依據(jù)偏差的大小、正負，按照一定的規(guī)律給出調(diào)節(jié)作用照一定的規(guī)律給出調(diào)節(jié)作用；執(zhí)行器的作用是接受調(diào)節(jié)器送來的信號接受調(diào)節(jié)器送來的信號p（t）發(fā)出相關(guān)的發(fā)出相關(guān)

6、的信號，改變操作變量信號，改變操作變量。18自動控制系統(tǒng)中流動的是信號流信號流。19LC表示的是液位控制器液位控制器；L是指液位液位；C是指控制控制。20自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)是指被控變量被控變量y（t）不隨時間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的）不隨時間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的“靜態(tài)”；動態(tài)是指被控變量被控變量y（t）隨時間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的）隨時間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的“動態(tài)動態(tài)”；過渡過程是指調(diào)節(jié)系統(tǒng)在受到外作用下，從一個平衡狀

7、態(tài)進入到新的平衡狀態(tài)的整個過程稱為控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)在受到外作用下，從一個平衡狀態(tài)進入到新的平衡狀態(tài)的整個過程稱為控制系統(tǒng)的過渡過程系統(tǒng)的過渡過程；21干擾的理想形式有階躍擾動階躍擾動，斜坡擾動斜坡擾動，正弦波擾動正弦波擾動，脈沖擾動脈沖擾動；22過渡過程的主要形式有非周期衰減過程，又叫單調(diào)過程非周期衰減過程，又叫單調(diào)過程，衰減振蕩過程衰減振蕩過程，等幅振蕩過等幅振蕩過程，發(fā)散振蕩過程發(fā)散振蕩過程；23定值控制系統(tǒng)衰減比通常規(guī)定在4：1范圍內(nèi)

8、；隨動控制系統(tǒng)衰減比通常規(guī)定在10：1范圍內(nèi)；24過渡過程的品質(zhì)指標有衰減比衰減比，振蕩周期或頻率振蕩周期或頻率，余差余差，最大偏差或超調(diào)量最大偏差或超調(diào)量；過渡時間過渡時間。25控制通道是指擾動變量到被控變量之間的信號聯(lián)系擾動變量到被控變量之間的信號聯(lián)系，干擾通道是指做操作變量到被做操作變量到被控變量之間的信號聯(lián)系控變量之間的信號聯(lián)系；26描述對象的數(shù)學模型通常分為參量模型參量模型，非參量模型非參量模型。27描述對象的反應(yīng)曲線通常分為

9、有自衡能力的非周期特性有自衡能力的非周期特性，非自衡非周期特性非自衡非周期特性，3%1001??PK?54比例度δ越大表示比例控制作用越弱越弱，δ越小表示比例控制作用越強越強；55一般工業(yè)用調(diào)節(jié)器的比例度δ在5~250%5~250%范圍內(nèi)；56積分調(diào)節(jié)規(guī)律最大的優(yōu)點是能夠消除偏差偏差；57輸入—輸出關(guān)系符合關(guān)系式的調(diào)節(jié)規(guī)律稱為積分規(guī)律；??tIedtKP058積分速度kI的含義是表示積分控制作用強弱的參數(shù)表示積分控制作用強弱的參數(shù)，kI

10、越大表示積分作用控制越及控制越及時；59微分時間TD的含義是表示微分控制作用強弱的參數(shù)表示微分控制作用強弱的參數(shù)，TD越大表示微分作用微分作微分作用越強用越強；60氣動執(zhí)行器分為兩部分，分別為執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)、控制機構(gòu)控制機構(gòu)；61當閥芯向下運動時，流通截面積減小閥芯向下運動時，流通截面積減小時，叫正裝；62當閥芯向下運動時，流通截面積增大閥芯向下運動時，流通截面積增大時，叫反裝；63控制閥的理想流量特性包括直線流量特性直線流量特性，等

11、百分比流量特性等百分比流量特性，拋物線流量特性拋物線流量特性，快開特性快開特性；64可調(diào)比R的定義式為，國產(chǎn)控制閥可調(diào)比R一般為3030；minmaxQQR?65執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)選擇的主要依據(jù)是安全狀態(tài)安全狀態(tài)；66被控變量選擇的原則有根據(jù)工藝要求，確定直接變量，直接變量檢測和控制有困根據(jù)工藝要求，確定直接變量，直接變量檢測和控制有困難，則選間接變量難，則選間接變量、依據(jù)相律，進一步縮小被控變量的數(shù)量范圍依據(jù)相律，進一步縮小被控變量的

12、數(shù)量范圍、根據(jù)控制要求，考根據(jù)控制要求，考察各個候選被控變量的靈敏度察各個候選被控變量的靈敏度、進一步考察工藝變量的工藝合理性進一步考察工藝變量的工藝合理性；67干擾通道存在純滯后時，對被控變量y沒有沒有影響；68常用的工程整定方法有臨界比例度法臨界比例度法、衰減曲線法衰減曲線法、經(jīng)驗湊試法經(jīng)驗湊試法；69經(jīng)驗湊試法的原則是看曲線看曲線、作分析作分析、調(diào)參數(shù)調(diào)參數(shù)、尋最佳尋最佳；70串級控制系統(tǒng)的特點兩個檢測變送器兩個檢測變送器、兩個調(diào)

13、節(jié)器兩個調(diào)節(jié)器、一個控制閥一個控制閥、兩個調(diào)節(jié)兩個調(diào)節(jié)器之間是有信號流將它們串接在一起，其中一個調(diào)節(jié)器的輸出為另一個調(diào)節(jié)器的輸器之間是有信號流將它們串接在一起，其中一個調(diào)節(jié)器的輸出為另一個調(diào)節(jié)器的輸；71對串級控制系統(tǒng)，副控制器作用方向的選擇和簡單控制系統(tǒng)作用方向簡單控制系統(tǒng)作用方向一樣，主控制器作用方向的選擇和調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)型式無關(guān)；72前饋控制系統(tǒng)的特點這是個開環(huán)控制系統(tǒng)（根據(jù)信號流走向，信號流在被控對象處

14、這是個開環(huán)控制系統(tǒng)（根據(jù)信號流走向，信號流在被控對象處斷開）斷開）、一個檢測器只能測出一個干擾，所以前饋控制只能克服一種干擾一個檢測器只能測出一個干擾，所以前饋控制只能克服一種干擾、前饋控制前饋控制是基于不變性原理而工作的，控制及時、有效是基于不變性原理而工作的，控制及時、有效、前饋控制規(guī)律不是前饋控制規(guī)律不是PIDPID，而是采用由，而是采用由“不變性原理變性原理”決定的決定的“專用專用”控制規(guī)律控制規(guī)律；73前饋控制系統(tǒng)是基于不變性