化工儀表及自動(dòng)化第五版習(xí)習(xí)題答案4,5

1、Ex1.指控制器的輸出信號(hào)p與輸入信號(hào)e之間的關(guān)系，即p=f(e)?；究刂埔?guī)律有位式控制、比例控制、積分控制和微分控制。Ex2.雙位控制的輸出只有兩個(gè)特定的數(shù)值，對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有兩個(gè)特定的位置（關(guān)或開）。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、易于實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用較普遍；缺點(diǎn)：控制作用不是連續(xù)變化的，雙位控制系統(tǒng)中被控變量的變化將是一個(gè)等幅振蕩過(guò)程，不能穩(wěn)定在某一個(gè)數(shù)值上。Ex3.比例控制是按偏差大小進(jìn)行控制的，控制器的輸出信號(hào)p與其輸入信號(hào)e成正比。當(dāng)比例控制系統(tǒng)的控制過(guò)程結(jié)束之后，其被控變量新的穩(wěn)定值與給定值之間仍存在一定的偏差，即比例控制的余差。余差的產(chǎn)生是由比例控制本身的特性所決定的。因?yàn)楸壤刂谱饔?/p>

2、是與偏差成比例的，只有偏差存在，才能產(chǎn)生控制作用。當(dāng)系統(tǒng)受到一定的擾動(dòng)后，為了克服擾動(dòng)，必定要有一定的控制作用，才能使系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，所以必定存在與該控制作用相對(duì)應(yīng)的偏差，即余差。Ex6. 比例度對(duì)控制過(guò)程的影響：比例度越大，比例控制越弱，過(guò)渡過(guò)程曲線越平穩(wěn)，但余差也越大；比例度越小，比例控制越強(qiáng)，過(guò)渡過(guò)程曲線越振蕩，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能變差，但余差也越小，提高了系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度；比例度過(guò)小，可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)散振蕩。􀂄 選擇比例度要注意：若對(duì)象的滯后較小，時(shí)間常數(shù)較大以及放大系數(shù)較小，可選擇小比例度來(lái)提高系統(tǒng)的靈敏度，使過(guò)渡過(guò)程曲線形狀較好；反之，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)選擇大

3、的比例度。Ex7. 積分控制能消除余差的原因：因?yàn)榉e分控制作用的輸出與輸入偏差的積分成正比，只要有偏差存在，積分控制作用將隨時(shí)間不斷變化，直至偏差完全消除，系統(tǒng)才能穩(wěn)定下來(lái)，所以Ex8. TI就用來(lái)表示積分控制強(qiáng)弱的一個(gè)參數(shù)。TI越小，積分控制作用越強(qiáng)；TI越大，積分控制作用越弱。􀂄 TI越小，余差消除越快，可提高系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度，但會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)性能變差； TI越大，余差消除越慢； TI時(shí)，成為純比例控制。Ex10. 因?yàn)槲⒎挚刂谱饔玫妮敵雠c輸入偏差的變化速度成正比，一旦偏差不變化，即使偏差非常大，微分控制也無(wú)能為力了，所以微分控制規(guī)律不能單獨(dú)使用。Ex12.&#

4、1048708; P控制：抗干擾能力強(qiáng)、反應(yīng)快、控制及時(shí)，但有余差；􀂄 I控制：控制緩慢，但能消除余差，不單獨(dú)使用；􀂄 D控制：超前控制，不能消除余差，不單獨(dú)使用。Ex13.采用國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)推薦的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；廣泛采用集成電路，可靠性提高，維修工作量減少；由電源箱集中統(tǒng)一供給24VDC電源，并有蓄電池作為備用電源；結(jié)構(gòu)合理、功能多樣；整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。Ex14.主要有輸入電路、給定電路、PID運(yùn)算電路、自動(dòng)與手動(dòng)切換電路、輸出電路及指示電路等組成。􀂄 控制器接收變送器來(lái)的測(cè)量信號(hào)（420mADC或15VDC），在

5、輸入電路中與給定信號(hào)進(jìn)行比較，得出偏差信號(hào)；然后在PD或PI電路中進(jìn)行PID運(yùn)算，最后由輸出電路轉(zhuǎn)換為420mADC輸出。自動(dòng)與手動(dòng)切換電路可進(jìn)行控制器自動(dòng)與手動(dòng)操作的選擇；指示電路可對(duì)控制器的給定值、測(cè)量值以及輸出值進(jìn)行指示。Ex16. 控制器一般都具有手動(dòng)與自動(dòng)兩種功能。在進(jìn)行自動(dòng)與手動(dòng)兩種功能互換時(shí)，在切換的瞬間，應(yīng)當(dāng)保持控制器的輸出不變，這樣才能使執(zhí)行器的位置在切換過(guò)程中不至于突變，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程引起附加的擾動(dòng)，這即是控制器的無(wú)擾動(dòng)切換。Ex17.􀂄 實(shí)現(xiàn)了模擬儀表與計(jì)算機(jī)一體化；􀂄 具有豐富的運(yùn)算控制功能；􀂄 使用靈活方便，通用性強(qiáng)；􀂄 具有通訊功能，便于系統(tǒng)擴(kuò)展；􀂄 可靠性高，維護(hù)方便。Ex18.􀂄 數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成：由硬件電路和軟件兩大部分組