過(guò)程裝備控制技術(shù)習(xí)題及參考答案

答：表示衰減振蕩過(guò)程的控制指標(biāo)有：第一章控制系統(tǒng)的基本概念過(guò)程自動(dòng)化？生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化主要包含了哪些內(nèi)容？答：利用自動(dòng)化裝置來(lái)管理生產(chǎn)過(guò)程的方法稱為生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。主要包含：①自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)②信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)③自動(dòng)操縱系統(tǒng)④自動(dòng)控制系統(tǒng)。4.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，什么是干擾作用？什么是控制作用？?jī)烧哂惺裁搓P(guān)系？答：干擾作用是由干擾因素施加于被控對(duì)象并引起被控變量偏離給定值的作用；控制作用是由控制器或執(zhí)行器作用于被控對(duì)象，通過(guò)改變操縱變量克服干擾作用，使被控變量保持在給定值，兩者的相同之處在于都是施加于被控對(duì)象的作用，不同之處在于干擾作用是使被控變量偏離給定值，而控制作用是使被控變量接近給定值。A值的最大值，即被控變量第一個(gè)波的峰值與給定值的差。②衰減比n——過(guò)渡過(guò)程曲線上同方向的相鄰兩個(gè)波峰之比。③回復(fù)時(shí)間(過(guò)渡時(shí)間)ts——指被控變量從過(guò)渡狀態(tài)回復(fù)到新的平衡狀態(tài)的時(shí)間間隔，即整個(gè)過(guò)渡過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。④差e(∞)——指過(guò)渡過(guò)程終了時(shí)被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差。⑤振蕩周期T——過(guò)渡過(guò)程的第一個(gè)波峰與相鄰的第二個(gè)同向波峰之間的時(shí)間間隔，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。第二章過(guò)程裝備控制基礎(chǔ) ； 答：所謂被控對(duì)象的特性，是指當(dāng)被控對(duì)象的輸入變量發(fā)生變化時(shí)，其輸出變量隨時(shí)間的變化規(guī)律(包括變化的大小，速度)，描述被控對(duì)象特性的參數(shù)有放大系數(shù)K，時(shí)間常數(shù)K——被控對(duì)象重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的輸出變化量與輸入變化量之比。由于放大系數(shù)K反映的是對(duì)象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出和輸入之間的關(guān)系，所以放大系數(shù)是描述對(duì)象靜態(tài)特性T——時(shí)間常數(shù)是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間。或當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的T態(tài)參數(shù)。0c輸入變量的變化落后于輸入變量變化的時(shí)間稱為純滯后時(shí)間，純滯后的產(chǎn)生一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時(shí)間引起的。容量滯后一般是因?yàn)槲锪匣蚰芰康膫鬟f需要通3.什么是被控對(duì)象的控制通道？什么是干擾通道？答：對(duì)一個(gè)被控對(duì)象來(lái)說(shuō)，輸入量是擾動(dòng)量和操縱變量，而輸出是被控變量。由對(duì)象的輸制通道；擾動(dòng)量至被控變量的信號(hào)聯(lián)系稱為擾動(dòng)通道。答：調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的規(guī)律或是指控制器的輸出動(dòng)靜態(tài)特征外，對(duì)于工藝過(guò)程，設(shè)備等也需要比較深入的了解；在此基礎(chǔ)上，確定正確的控制方案，包括合理地選擇被控變量與操縱變量，選擇合適的檢測(cè)變送元件及檢測(cè)位置，選用恰當(dāng)?shù)膱?zhí)行行器，調(diào)節(jié)器以及調(diào)節(jié)器控制規(guī)律待，最后將調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定到最佳值。17．什么是串級(jí)控制系統(tǒng)？它有什么特點(diǎn)？什么情況下采用串級(jí)控制？主控制器的輸出作為副控制器的給定值，副控制器的輸出操縱控制閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主變量的 ； 它的特點(diǎn)有：①能迅速克服進(jìn)入副回路的干擾。②能改善被控對(duì)象的特征，提高了系統(tǒng)克服干擾的能力。③主回路對(duì)副對(duì)象具有“魯棒性”，提高了系統(tǒng)的控制精度。串級(jí)控制系統(tǒng)主要就用于：對(duì)象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大，干擾作用強(qiáng)面頻繁，負(fù)荷變化大，對(duì)控制質(zhì)？答：前饋控制又稱擾動(dòng)補(bǔ)償，它是測(cè)量進(jìn)入過(guò)程的干擾(包括外界干擾和設(shè)定值變化)，并按其信號(hào)產(chǎn)生合適的控制作用去改變操縱變量，使被控變量維持在設(shè)定值上。前饋控制①干擾幅值大面頻繁，對(duì)被控變量影響劇烈，單純反饋達(dá)不到要求時(shí)；②主要干擾是可測(cè)第三章過(guò)程檢測(cè)技術(shù)3.測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)有哪些？傳感器的主要特性有哪些？答：測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)有技術(shù)，經(jīng)濟(jì)及使用三方面的指標(biāo)，其中技術(shù)方面的有：誤，功耗，價(jià)格等；使用方面的有：操作維修是否方便，運(yùn)行是否可靠安全，以及抗干擾與防護(hù)PP=PP表水a(chǎn)16.用U型管壓力計(jì)(封液為水銀)測(cè)溫度管道中水的壓力。壓力計(jì)在管道下面1.5M(至肘管端口)處，壓力計(jì)同大氣一側(cè)肘管內(nèi)水銀面距口80mm，兩管水銀面高度h=140mm，求水的表壓力(Pa)P+pg(h+h+h)=P+ph水水123a水銀3=pghpg(h+h+h)水銀3水12319．試述彈簧管壓力計(jì)彈簧管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與測(cè)壓原理。答：彈簧管壓力計(jì)由彈簧管壓力感應(yīng)元件和放大指示機(jī)構(gòu)兩部分組成，前者是彎成圓弧狀的空心管子，一端固定(作為壓力輸入端)；另一端自由，作為位移輸出端，接放大指示機(jī)構(gòu)。其它是由拉桿，齒輪及指針組成。測(cè)壓原理：在彈性范圍內(nèi)，彈簧管自由端的位移與被測(cè)壓力之間近似線性關(guān)系，即通過(guò)測(cè)量自由端的位移，可直接測(cè)得相應(yīng)的被測(cè)壓力大小。21．轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有幾種，是如何分度的。答：轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有3種，一種是玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其錐型管是電玻璃制成，并在管壁標(biāo)有流量刻度，直接根據(jù)轉(zhuǎn)子的高度進(jìn)行讀數(shù)；另一類為電運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，即將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；另一種為氣動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子流量，將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)變?yōu)閴毫π盘?hào)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。第四章過(guò)程控制裝置 ； 4．DD8－III型電動(dòng)差壓變送器是按什么原理工作的？它是由哪幾部分組成的？試簡(jiǎn)述其答：DD8－III型電動(dòng)差壓變送器是按力矩平衡原理工作的，由測(cè)量部分(杠桿系統(tǒng))；電磁反饋裝置；矢量機(jī)構(gòu)；低額位移檢測(cè)放大器。其工作過(guò)程如下：被測(cè)差壓信號(hào)p1,p2分別送入敏感元件兩側(cè)的正負(fù)壓室，敏感元件將其轉(zhuǎn)換成作用于主杠FiF器，兩點(diǎn)之間的距離變化量再通過(guò)低頻位移檢測(cè)放大器轉(zhuǎn)換并方大為4~20mA直流電流，作為便送器的輸出信號(hào)；同時(shí)該電流又流過(guò)電磁反饋裝置的反饋動(dòng)圈，產(chǎn)生電磁反饋力iMf時(shí)，變送器便達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)低頻位移檢測(cè)放大器的輸出電流Io便反映了說(shuō)11．PID調(diào)節(jié)器是由哪些基本部分組成的？試分析各部分所完成的功能。D信號(hào)，信號(hào)經(jīng)濾波電路后輸出導(dǎo)PID運(yùn)算電路。(輸入電路包括偏差檢測(cè)電路，內(nèi)給定穩(wěn)壓電源電路，內(nèi)外給定切換開關(guān)，正反作用開關(guān)及濾波電路等)。PID運(yùn)算電路：根據(jù)整定好的參數(shù)用以對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例，微分和積分的運(yùn)算，是調(diào)節(jié)輸出電路：將運(yùn)算電路的輸出信號(hào)做最后一次放大，或者作為運(yùn)算電路之回路中放大器的組后一級(jí)，提供調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。13．試說(shuō)明基型調(diào)節(jié)器產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象的原因。許輸出為止，即產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，一般稱輸出電壓未被限制為正常工作狀態(tài)，輸出電壓被限制后稱為飽和工作狀態(tài)。16．有一電動(dòng)比例調(diào)節(jié)器，器輸入電流范圍為4~20mA，輸出電壓范圍是1－5V。試計(jì)算 ； eppmaxmin4 u第五節(jié)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)？答：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是由工業(yè)對(duì)象和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)兩大部分組成。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)主要由硬件和軟件兩部分組成。其中硬件部分主要包括計(jì)算機(jī)主機(jī)，外部設(shè)備，外圍設(shè)備，工業(yè)自動(dòng)化儀表和操作控制臺(tái)，軟件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序系統(tǒng)，各部分作用參見課本P234-。位置式，增量式和速度式；實(shí)際PID算法有：位置式，增量式和速度式。理想算法中，位置式算法容易產(chǎn)生累積誤差，若