過程控制及儀表自動化課后答案

第三章思考題與習(xí)題圖3-31為某單位負反響系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)對數(shù)幅頻特性曲線，比較系統(tǒng)校正前后的性能變化。20dB/20dB/dec20dB/dec105040dB/dec/(rad/s)40dB/dec校正后校正前/dB0圖3-31 參加串聯(lián)P校正裝置，提高系統(tǒng)增益后：1〕使系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性降低，超調(diào)量增加。2〕增益提高，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度改善。什么是比例掌握規(guī)律、積分掌握規(guī)律和微分掌握規(guī)律？它們各有什么特點？〔即設(shè)定值和測量值之間的偏差是比例〔P〕掌握。比例掌握能實現(xiàn)被控變量在過渡過程完畢后，能穩(wěn)定在某一個值上。積分掌握是掌握器的輸出變化量u與輸入偏差值e隨時間的變化成正比的掌握規(guī)律，亦即掌握器的輸出變化速度與輸入偏差值成正比。在積分掌握時，余差最終會等于零。抱負微分掌握是指掌握器的輸出變化量ue的變化速度成正比的掌握規(guī)以縮短掌握時間。什么是比例度、積分時間和微分時間？它們對過渡過程有什么影響？比例度就是指掌握器輸入的相對變化量與相應(yīng)的輸出相對變化量之比的百分數(shù)度來衡量比例掌握作用的強弱。使用比例掌握器掌握系統(tǒng)時，掌握器在閉環(huán)運行下比例度對系統(tǒng)過渡過程的影響。比例掌握是有余差的掌握，余差的大小與比例度有關(guān)，與負荷的變化量有關(guān)。在同樣的負荷變化擾動下，比例度越小，比例增益越大，余差越小；在一樣比例度下，負荷變化量越大，余差越大。不管是在設(shè)定值變化還是負荷〔擾動〕變化的狀況下，比例度越小，系統(tǒng)的振蕩也越猛烈，穩(wěn)定性越差。當太小時，系統(tǒng)可能消滅等幅振蕩，甚至發(fā)散振蕩；反之，則系統(tǒng)越穩(wěn)定。積分時間Ti定義為：在階躍偏差作用下，掌握器的輸出到達比例輸出的兩倍所經(jīng)受的時間。積分時間Ti對系統(tǒng)過渡過程的影響。隨著Ti減小，積分作用增加，消退余差較快，但掌握系統(tǒng)的振蕩加劇，系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降；TT小，擾動作用i i下的最大偏差下降，振蕩頻率增加。Td

是時間常數(shù)TK倍。dTd

的大小對系統(tǒng)過渡過程的影響。假設(shè)取Td

太小，則對系統(tǒng)的掌握指標沒有影TT取得過大，即d d引入太強的微分作用，反而可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生猛烈的振蕩。某混合器出口溫度掌握系統(tǒng)如圖3-32a所示，系統(tǒng)框圖如圖3-32b所示，其中K 5.4，K1

1，K 1.48，Td1d

5min，T2

2.5min，調(diào)整器比例增益為K，F(xiàn)c為一擾動信號，利用Simulink仿真關(guān)心分析：1〕當F10Kc

2.40.48時系統(tǒng)的干擾階躍響應(yīng)TF

(t)。當Tr

2時的系統(tǒng)設(shè)定值階躍響應(yīng)TR

(t)。分析調(diào)整器比例增益K對設(shè)定值階躍響應(yīng)和干擾階躍響應(yīng)的不同影響。c混合器出口溫度掌握系統(tǒng)示意圖FFKdTrKKKT1 2c12系統(tǒng)框圖圖3-32 習(xí)題3.4圖1〕當F10Kc

2.4時系統(tǒng)的干擾階躍響應(yīng)TF

(t)當F10Kc

0.48時系統(tǒng)的干擾階躍響應(yīng)TF

(t)r2〕當Tr

2，Kc

2.4時的系統(tǒng)設(shè)定值階躍響應(yīng)TR

(t)r當Tr

2，Kc

0.48時的系統(tǒng)設(shè)定值階躍響應(yīng)TR

(t)3〕KK越大，c c振蕩越猛烈、穩(wěn)態(tài)誤差越小。第四章思考題與習(xí)題什么是標準信號？各種標準信號是多少？標準信號是為了便利有效地把自動化系統(tǒng)中各類現(xiàn)場儀表與掌握室內(nèi)的儀表和裝置連接起來，構(gòu)成各種各樣的掌握系統(tǒng)，儀表之間的統(tǒng)一信號。標準氣壓信號：20～100kPa標準電動信號：DC 4～20mA或DC 0~20mA電動模擬信號傳輸方式有哪幾種？各自的優(yōu)缺點及適用場合。電動模擬信號有直流電流、直流電壓、溝通電流、溝通電壓四種。直流電流信號抗干擾力量強，便于進展模數(shù)轉(zhuǎn)換，且適合于遠距離傳輸；在過程掌握儀表及裝置中廣泛應(yīng)用。直置中廣泛應(yīng)用。溝通信號抗干擾力量差，簡潔傳輸線路中的電感、電容及負荷性質(zhì)的影響，不適合過程掌握儀表及裝置使用。測量誤差有哪幾種分類方法?按消滅的規(guī)律可分為系統(tǒng)誤差、過失誤差和隨機誤差三類；按表示方法分為確定誤差、相對誤差及引用誤差。0～4MPa1壓力計，當被校表讀數(shù)為2MPa時，標準表讀數(shù)為2.03MPa，試問被校壓力計在這一點是否1級精度?并說明理由。由于

bmax

22.03100%0.75%0.75，小401，因此，被校壓力表在這一點符合1級精度。一臺自動平衡式溫度計的精度等級為0.5級，測量范圍為0～500℃，經(jīng)校驗覺察最4℃，問該表是否合格?應(yīng)定為幾級?4由于 bmax

5000100%0.8%0.80.5，因此該1級。15MPa，要求測量誤差不超過0.5MPa2.5級，0～25MPa的壓力計進展壓力測量，是否能滿足工藝上對誤差的要求?如不滿足，應(yīng)選用幾級的壓力計?由于a允

%25-0級的儀表，其允許的誤差為±2.5％，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇1.5級儀表才能滿足工藝要求。測量溫度的儀表分為哪幾類?分別依據(jù)什么原理工作?測量溫度的儀表按工作原理，可分為膨脹式溫度計、熱電偶溫度計、熱電阻溫度計、輻原理工作的；光學(xué)高溫計是依據(jù)加熱體的亮度隨溫度凹凸而變化的原理工作的。常用的熱電偶有哪些？30 6 常用熱電偶有鉑銠鉑銠B、鉑銠鉑〔S鎳硅康銅E、銅-康銅〔T30 6 ?恒定，更不行能保持在0℃，而熱電偶分度表和依據(jù)分度表刻度的顯示儀表都要求冷端溫度恒為0℃，否則將產(chǎn)生測量誤差。因此，必需實行措施，對熱電偶的冷端溫度的影響進展補償。常用的補償方法有冰浴法、查表修正法、校正儀表零點法和補償電橋法等。用分度號為K的鎳鉻-指示值為600℃，此時冷端溫度為50℃。試問：實際溫度是多少，假設(shè)熱端溫度不變，使冷20℃。此時顯示儀表指示值應(yīng)為多少？由附錄B可以查得E〔t，50〕=E〔600，0〕=24.902mVE〔50，0〕=2.022mVE〔t，50〕=E〔t，0〕E〔50，0〕可得E〔t，0〕=E〔t，50〕+E〔50，0〕=24.902+2.022=26.924mV由附錄B可得實際溫度t64026.92426.59910647.7℃26.599假設(shè)熱端溫度不變，使冷端溫度為20℃。E〔647.7，20〕=E〔647.7，0〕―E〔20，0〕=26.924-0.798=26.126mV628.8℃熱電阻Cu100中Cu代表什么？100代表什么？Cu代表熱電阻的材料為銅，100t=0100Ω。溫度檢測儀表安裝要求是什么？與工藝管道垂直安裝時，取源部件中心線應(yīng)與工藝管道軸線垂直相交；在工藝管道45°斜安裝時，應(yīng)逆著介質(zhì)流向，取源部件中心線應(yīng)與工藝管道中心線相交。熱電偶、熱電阻的接線盒面蓋應(yīng)向上。為了防止熱量散失，測溫元件應(yīng)插在有保溫層的管道或設(shè)備處。測溫元件安裝在負壓管道中時，必需保證其密封性。溫度檢測儀表如何選型？應(yīng)依據(jù)安裝環(huán)境、測量范圍、操作要求等因素綜合考慮。常用的壓力物理量有哪些？其含義是什么？常用的壓力物理量有：確定壓力：以完全真空〔即確定零壓〕作參考點的壓力稱為確定壓力。大氣壓力：由地球外表大氣層空氣重力所產(chǎn)生的壓力，稱為大氣壓力。表壓力：以大氣壓力為參考點，大于或小于大氣壓力的壓力稱為表壓力。真空度：當被測壓力低于大氣壓力的壓力值，稱為負壓，也叫真空度。差壓〔力：任意兩個相關(guān)壓力之差稱為差壓。檢測壓力的儀表分為哪幾類?分別依據(jù)什么原理工作?計是依據(jù)應(yīng)變效應(yīng)、霍爾效應(yīng)或?qū)毫D(zhuǎn)換為電容、電感、電阻等參數(shù)的原理工作的。如何用差壓變送器來測量壓力?4～20mA的統(tǒng)一標準信號，作為變送器的輸出，從而實現(xiàn)了壓力的測量。壓力檢測儀表如何選型？所能允許的最大誤差來打算。表示流量的物理量有哪些？表示流量的物理量有體積流量和質(zhì)量流量流量。檢測流量的儀表分為哪幾類?分別依據(jù)什么原理工作?測量流量的儀表可分為差壓式、容積式、轉(zhuǎn)子式、速度式、旋渦式、靶式、電磁式等。差壓式是基于流體流淌的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量與靶所受到的力之間的關(guān)系來實現(xiàn)