化工儀表及其自動化復(fù)習(xí)資料

1、第一章1什么是自動控制系統(tǒng)的方框圖，它與控制流程圖有什么區(qū)別？答：方塊圖是用來表示控制系統(tǒng)中齊環(huán)節(jié)之間作用關(guān)系的一種圖形，由于各個環(huán)節(jié)在圖中都 用一個方塊表示，故稱之為方塊圖。它是由方框、信號線、比校點、引出點組成的：工藝流 程上的線條及箭頭方向有時并不與流體流向相一致2如圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B兩種物料進入反應(yīng)器進行反應(yīng)，通過改 變進入夾套的冷卻水流最來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并 指出該系統(tǒng)中的被控対象.彼控變量操縱變屋及町能影響被控變量的干擾是什么？反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖擾動反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對彖：反應(yīng)器：被

2、控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度：操縱變量：冷卻水流量。可能影響破控變量的干擾因素主要有A、B兩種物料的溫度、進料量，冷卻水的壓力、 溫度.環(huán)境溫度的高低等。3如圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中PI-307. TRC3O3、FRC-3O5所 代表的意義。PI-3O7衣示就地安裝的壓力指示儀表.匸段號為3,儀左療門；為07：TRC-3O3表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號為3,儀 表序號為03；FRC-3O5表示集中儀表盤安裝的，貝冇指示記錄功能的流童控制儀表；工段號為3,儀 表序號為05。4反映對彖特性的參數(shù)冇哪些？各冇什么物理意義？它們對自動控制系統(tǒng)冇什么影

3、響？解：放大系數(shù)K、時間常數(shù)T和滯后時間T放人系數(shù)K在數(shù)值上等于對象（重新）處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸出變化量與（引起輸出變 化的）輸入變化量之比，即輸出量的變化最一輸入量的變化量對象的放人系數(shù)K越人，就表示對象的輸入量有一定變化時，對輸出量的影響越人， 或被控變量對這個量的變化就越靈敏，所以，K實質(zhì)上足對彖的靈敏度?？刂仆ǖ纊適最大有利于控制，干擾通道k盡最小有利于控制。時間常數(shù)T是指當(dāng)對象受到階躍輸入作用后，被竝變量達到新的穩(wěn)態(tài)值的63【所需時 間：或當(dāng)對象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保特初始變化速度變化，達到新的穩(wěn)態(tài)值 的時間。時間常數(shù)越人，被控變呈的變化也越慢，達到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間也越

4、人控制通道T盡量小控制作用快，控制及時；干擾通道T越人越好易于控制對象在受到輸入作用后，被控變最卻不能立即而迅速地變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)彖：或輸 出變量的變化落后于輸入變量的變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)彖。滯后現(xiàn)象用滯后時間T表示。對象的滯后時間丫，使對彖的被控變量對輸入的變化響應(yīng)滯后，控制不及時。控制通道的T越小越好吧，最好為0,干擾通道的T對系統(tǒng)無影響。5對象的純滯后利容量滯后各是什么原因造成的？對控制過程有什么影響？.純滯后一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時間而引起的（輸入變化后輸出無 變化）?？刂仆ǖ廊舸嬖诩儨螅瑫箍刂谱饔貌患皶r，造成被控變量的最大偏差增加，控 制質(zhì)最卜降,穩(wěn)定性降低;

5、干擾通道若存在純滯后，相肖于將干擾推遲一段時間才進入系統(tǒng)， 并不影響控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。容量滯后一般是由于物料或能量的傳遞需要通過一定阻力而引起的（輸入變化后輸出變 化很?。Ｈ葑顪笤黾?，會使對彖的時間常數(shù)T增加。在控制通道，T增人，會使控制作用 對被控變量的影響來得慢，系統(tǒng)穏疋件降低；T減小，會使控制作用對被控變量的影響來得 快，系統(tǒng)控制質(zhì)量提高。但T不能太人或太小，且各環(huán)節(jié)時間常數(shù)要適當(dāng)匹配，否則都會影 響控制質(zhì)最。在干擾通道，如果容量滯后增加，干擾作用對被控變量的影響比較平穩(wěn)，一般 有利于控制。6.什么是自動控制系統(tǒng)的過渡過程？它有哪幾種基本形式？答：系統(tǒng)由一個平衡狀態(tài)過渡到另一個平衡

6、狀態(tài)的過程，稱為系統(tǒng)的過渡過程。非 周期衰減過程、衰減振蕩過程、等幅振蕩過程、發(fā)散振蕩過程。7 為什么生產(chǎn)上經(jīng)常要求控制系統(tǒng)的過渡過程貝仃衰減怠蕩形式?答：因為衰減震蕩過程能夠較快地使系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)，給操作員右效的提醒8某化學(xué)反應(yīng)器匸藝規(guī)定操作溫度為（900±10）-Co考慮安全因索，控制過程屮溫度偏離給定 值最人不得超過80?，F(xiàn)設(shè)計的溫度定值控制系統(tǒng)，在最人階躍干擾作用卜的過渡過程曲 線如題119圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標：最人偏差、超調(diào)量、衰減比、余差、 振蕩周期和過渡時間（被控溫度進入新穩(wěn)態(tài)值的±1% （即900x （±1%） =±9t

7、）的時間）， 并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？解故人偏差 A?=950-900=50 (°C)：超調(diào)量 B=950-908=42 (°C)：由于 E'=918-908=10 CC),所以，衰減比 n=B Br=42:10=4 2； 余差 0=908-900=8：振蕩周期 T=45- 9=3 6(inin):過渡時間t.=47mino該系統(tǒng)最人偏差為50 C,小于允許偏差80 °C：余差為908-900 = 8 G 在工藝操作規(guī)定對溫度的要求范闈之內(nèi)（±10 D. W此.該系統(tǒng)能滿足工藝要求。第二章4某ifi度表的測量范用為0lOOO&

8、#39;C,準確度等級為05級，試問此溫度表的允許最人誤差為寒少？在校驗點為500°C時.溫度指示值為504'C,試問該溫度表在這一點上的準確度是否符合一級，為什么?解：Amax = (%max 一 xmin) X (±0.5%) = 1000 X (±0.5%) = ±5弋maxXmax xmin504- 500x100%=-tx100%=0-4%<0-5%該溫度在這一點的準確度符合1級5現(xiàn)仃-臺測量范出為01 6MPa,精度為1.5級的普通彈簧管壓力表，校驗后，英結(jié)果為:上行程下行程被校表讀數(shù)/MPa0.004081 21 61 61.

9、2080400標準表讀數(shù)/MPa0.0000.38507901 2101 5951 5951.21508100 4050 000（1）求出該壓力表的變差；（2）問該壓力表是否符介1.5級準確度?答：先求出各校驗測宣點的絕対誤差值:1：行程下行程被校表讀數(shù)/MPa0 00 4081.21 61 61.2080 400標準表讀數(shù)/MPa0 0000 38607901.2101 5951 5951.215081004050 000絕對誤差値/MPa0.0000.0140010-00100 0050 005-0 015-0.010-0 0050 000（1）正反行程的絕對差值為0 020 MPa該壓力

10、表的變差為：活 X 100% = 1.25% < 1.5%1.00該斥力表的允許誤差6=A maxmax Xmftix 100% =1.2-1.2151.0-0X 100% = -0.93750 9375<l 5因此該壓力表符合15級精度,合格。7常用的熱電偶有哪幾種？所配用的補償導(dǎo)線是什么？為什么要使用補償導(dǎo)線？并說明使 用補償導(dǎo)線時要注意哪幾點？解： 常用的熱電偶有如卜幾種：熱電偶名稱代號分度號1熱電張材料新舊正熱電極負葫極長期使用短期使用鉗鏈爐鉗樓彳WRRBLL 2鉗抵合金鉗鎧。合金30016001800WRPSLB-3鉗帕洽金-20 13001600««

11、 WSWRNKEU-2檢鉆合金偉確合金-50 10001200WREE銀鉛合金銅復(fù)合金40800900WRFJ鐵嵬做合金 40* 700750WRCTCK銅鎮(zhèn)合金-400-300350（2）所配用的補償導(dǎo)線如下:熱電偶名稱止tt負ftT作站為100U冷胡為Of時的標準熱電/mV材料顔色材料顏色倒t£綠0.645±0037銀鉆傑硅（鑲鋁）紅倒僅4.095 ±0-105銀鉛鏈棵紅棕6.317±0.170紅白4 277 ±0.047（3）用廉價的補償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端遠離熱端不受其溫度場變化的影響并與測量 電路相連接。使用補償導(dǎo)線時要注意：在一定的

12、溫度范鬧內(nèi)，補償導(dǎo)線與配對的熱電偶具有 相同或相近的熱電特性：保持延伸電極與熱電偶兩個接點溫度相等。8熱電偶為什么要進行冷端溫度補償？有哪些冷端溫度補償方法？原理是什么？答：因為各種顯示儀表和熱電偶分度表都是在熱電偶冷端溫度為冬的時候做出的。但實際 中熱電偶冷端溫度不等于零，且經(jīng)常波動，這必然造成輸出減少，所以要進行熱電偶的冷端 溫度補償。熱電偶溫度計中常用的冷端溫度補償方法冇冷端溫度保持0度法、冷端溫度修正法、弦 正儀表零點法、補償電橋法、補償熱電偶法五種。9.用K熱電偶測某設(shè)備的溫度，測得的熱電勢為20 mA,冷端(室溫)為25 °C,求設(shè)備的 溫度？如果改用E熱電偶來測溫，在相

13、同的條件下，E熱電偶測得的熱電勢為多少？ 解：(1)當(dāng)熱電勢為20mV時，此時冷端溫度為25即E (t, t0) =20 mV査表可得：E (t0, 0) =E (25, 0) =lmV因為E (t, 0) =E (t, tO) +E (tO, 0) =204-1=21 mV由此電勢，查表可得t=509C,即設(shè)備溫度為509 *Co(2)若改用E熱電偶來測溫時，此時冷端溫度仍為25 -Co査表可得：E (t0, 0) =E (25, 0) =1.50 mV設(shè)備溫度為509C,查表可得：E (t, 0) =E (509, 0) =37.7 mV因為E (t, tO) =E (t, 0) -E (

14、t0. 0) =37.7-1.5 = 36.2 mV即E熱電偶測得的熱電勢為36.2mVo10現(xiàn)用一支銀輅銅銀熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30C,顯示儀表的機械零 位在0°C時，這時指示值為400C,則認為換熱器內(nèi)的溫度為430°C對不對？為什么？正確 值為多少度？解認為換熱器內(nèi)的溫度為430X?不對。設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為t,實測熱電勢為E© 30),根據(jù)顯示儀表指示值為400-C,則有E(t, 30>E(400, 0),由中間溫度定律并資銀銅銀(E型)熱電偶分度表，有E(t, 0)=E(t, 30> E(30, 0)=E(400, 0)+E(

15、30, 0)=289434-1801=30744|iV反查線餡銅銀熱電偶分度表，得換熱器內(nèi)的溫度t=422 5*C19.原來測呈水的差斥式流最計，現(xiàn)在用來測最柑同測量范鬧類的有的流最是，讀書是否準 確？為什么？答：讀數(shù)不準確，需進行校正因為：流量系數(shù)與雷諾數(shù)Re有關(guān)，介質(zhì)改變Re改變從而流量系數(shù)改變介質(zhì)改變導(dǎo)致密度改變21冇一臺用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子由密度為7900kg/m3不銹鋼制成，用它來測量密度 為790kg/m3的液體介質(zhì)，當(dāng)以表讀數(shù)為5n?/h時，被測介質(zhì)的實際流最為多少？X Qw =(7900 -790) X 998.2(7900 -998.2) X 790x5 «

16、5.7045m3/h解：由題可知=S _ Pf) X Avf J (Pt - Pw) X Pf22.用轉(zhuǎn)子流量計來測氣壓為0 65MPa、溫度為40°C的CO：7!體的流量時，若已知流量計讀 數(shù)為50L/S,求CO?的真實流量(己知CO?在標準狀態(tài)時的密度為1 977kg/m3)o 解由題知：po=O 101325MPa, pi=0 65+0 101325=0 751325(MPa)： To=293K, Ti=273+4O=313 (K)： po=1.293kg/Nm3： pi=1.977kg/Nm Qo=50L/s。則Qi =1.293x0.751325 x2931.977 x0.

17、101325 x31350 = 105(L/s)31.如果某反應(yīng)器最人壓力為0.5 MPa.允許最大絕對誤差為0.01 MPa現(xiàn)用一臺測最范用 為0-1.6 MPa,精度為1級的壓力表來進行測最，問能否符合工藝上的誤差要求？若釆用 一臺測量范附為01.0 MPa,精度為1級的壓力表來進行測量，問能符合誤差要求嗎？試 說明其理由。答：根據(jù)壓力計的選用原則：該反應(yīng)器選用壓力計的測最范用要求，最低工作壓力不低于上限值的1/3：上限值選 1.6 Mpa,則 1.6Xl/3=0.5333Mpa>0.5Mpa；卜限值按 OMpa 計。該反應(yīng)器允許最大絕對誤差為0.01 MPa,選用壓力計的允許誤差為

18、：d =±A max/ （x 上一x 下）X100% = ±0.01/ （1.6 0） X100% = ±0.625%種選用一臺測最范闈為02.6 MPa,楕度為1級的壓力表來進行測呈，不符合工藝上要求。2p 卜=1.0 X = 0.667Mpa > 0.5MPa3若采用一臺測最范用為01.0 MPa,精度為1級的樂力表來進行測帚:，符合誤差要求，但 不符合測量范闈要求。32某輸氣管道內(nèi)天然氣工作壓力為l.SMPa, T藝要求就地指示管道內(nèi)斥力.最大測最 謀差不得大于0.05MPa，試選擇一合適的壓力表，說明其類型、流量和準確度等級。解由題意得 選擇儀表的上

19、限p = Pmax X | = 1.5 X | = 2.25MPa選擇量程為025MPa準確度等級為1.5級由于攔占故被測床力的最小值不低于滿最程的1/3 這足允許誤差6 = x 100% = 2%所以準確喪零級為1.5級的儀衣町以滿足耍求 33某合成氨廠合成塔壓力控制指標為14MPa,要求誤差不超過04MPa,試選用一臺就地指 示的壓力表（給出型號、測量范I制、精度等級）。解合成塔控制壓力14MPa為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為p,則p>-xl4«23.3（MPa）根據(jù)壓力表量程系列（附表1）,可選YX-150型、測量范圍為O25MPa的電接點壓力表。 根據(jù)測量誤差要求，所選壓

20、力表的最人允許誤差應(yīng)滿足0 4J T <_xl00% = 1.6%nux 25要求.故可選精度等級為15級的壓力表八34杲臺往復(fù)式壓縮機的出II壓力范用為2528MPa （烏壓），誤差不得大于IMPa。I】藝上 要求就地觀察.試選用一臺合適的壓力計（類型、測最范闈、準確度等級）解由題可知:p 卜=28 X 2 = 56MPa選擇的測量范鬧為060MPa準確度等級為15級5 = X 100% = 1.67% > 1.5% 60三 > 寸故被測壓力敲小值不低于量程的1/3,這是允許的。60339什么是液位測量時的零點遷移問題？怎樣進行遷移？其實質(zhì)是什么？當(dāng)被測容器的液位H=0時，

21、差壓液位計所感受的斥差A(yù)p丸的現(xiàn)象，稱為液位測最時的零點 遷移問題在液位測量中，當(dāng)被測液位HR時，如果差壓變送器的輸入信Ap>0,則為''正遷移”； 反之如果被測液位H二0時，差壓變送器的輸入信號»<(),則為“負遷移”。所以冬點遷移實際上是變送器零點的人范I何調(diào)整，它改變了測量范旳的上、卜限，相當(dāng)于測 量范圍的平移，而不改變量程的大小。40測最高溫液體(指它的蒸汽在常溫卜要冷凝的情況)時，經(jīng)常在負樂管匕裝有冷凝罐(見題 348圖)，問這時用差壓變送器來測最液位時，要不要遷移？如要遷移，遷移星應(yīng)如何考虔？差壓液位計正壓室壓力負斥室壓力P2=pgh2+ P0

22、正、負壓室的壓差8予1-卩2= pgH-(h2-hi) pgH=0 時，句=-(hj-hj) pgo這種液位測量時，具有“負遷移”現(xiàn)彖，為了使H=0時，即=0,該差壓變送器測液位時 需要零點遷移，遷移量為(hz-hi) pg第三章3.比例度的大小對控制過程有什么影響？比例度對控制過程的影響：比例度越人，比例控制越弱，過渡過程曲線越平穩(wěn)，但余差也越 人：比例度越小，比例控制越強，過渡過程曲線越振蕩，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能變差，但 余差也越小，提高了系統(tǒng)的靜態(tài)準確度：比例度過小，可能會出現(xiàn)發(fā)散振蕩。選擇比例度要注意：若對象的滯后較小，時間常數(shù)較人以及放人系數(shù)較小，町選擇小比 例度來提高系統(tǒng)的靈敏度

23、，使過渡過程曲線形狀校好：反Z,為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)選擇 大的比例度。4. 為什么枳分控制能消除余差？枳分時間的人小對控制過程有什么影響？積分控制能消除余差的原厭h因為枳分控制作用的輸出與輸入偏差的枳分成正比，只要付偏 差存在，積分控制作用將隨時間不斷變化，直至偏差完全消除，系統(tǒng)彳能穩(wěn)定下來，所以 TI越小，余差消除越快，可提高系統(tǒng)的靜態(tài)準確度，但會使系統(tǒng)穩(wěn)定性卜降,動態(tài)件能變差； TI越人，余差消除越慢；TI-8時，成為純比例控制。5. 微分控制的特點是什么？微分時間的大小對控制過程有什么影響？特點：對偏差的變化特別敏感：對不變的偏差微分不起任何作用：系統(tǒng)的穩(wěn)定性増加，但不 能增加的太多。

24、影響：微分時間增加，微分作用加強，系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，變現(xiàn)為衰減比増大，過渡過程誡大 偏差emax減小，過渡時間tp縮短。Td太大，微分作用太強，導(dǎo)致反應(yīng)速度過快，會引起系統(tǒng) 爲(wèi)蕩。6. 為比例控制能單獨使用，而枳分、微分控制規(guī)律一般不能單獨使用？比例控制其有反應(yīng)快、控制及時的特點，有偏差信號輸入時，輸出立即與它成比例的變化， 偏差越大，輸出的控制作用越強。所能單獨使用。枳分控制器的輸出是偏差隨時間的枳分其控制作用是隨普時間的枳累而逐漸增加的。當(dāng)偏差 剛產(chǎn)生時控制器的輸出很小，控制作用很弱，不能及時克服干擾作用，所以枳分控制一般不 單獨使用。因為微分控制作用的輸出與輸入偏差的變化速度成正比，一旦偏

25、差不變化，即使偏差非常人， 微分控制也無能為力了，所以微分控制規(guī)律不能單獨使用°22.控制閥的結(jié)構(gòu)哪吐主耍類舉？各便用在什么場合？執(zhí)行機構(gòu)指執(zhí)行器中的哪一部分？ 執(zhí)行器選擇氣開、氣關(guān)的原則是什么？（1）直通單座控制閥：應(yīng)用在小II徑、低壓差的場合。（2）直通雙座控制閥：常用類型（3） 角形控制閥:：適用于現(xiàn)場管道要求直角連接，介質(zhì)為高粘度、高壓差和含有少量懸浮物和 固體顆粒狀的場合。（4）三通控制閥：可代替兩個直通閥，適用丁配比控制與旁路控制。（5） 隔腹控制閥：適用于強酸、強堿、強腐蝕性介質(zhì)的控制，也能用于高粘度及懸浮顆粒狀介質(zhì) 的控制。（6）蝶閥：大I】徑，人流量，低壓差的場合，

26、也口J以用于含少最纖維或懸浮顆粒狀 介質(zhì)的控制.（7）球閥：適用丁高粘度和污穢介質(zhì)的控制 （8）凸輪撓曲閥：適用于高粘度 或帯仃總浮物的介質(zhì)流量控制。（9）籠式閥:特別適用于要求低噪聲及壓差較大的場fto（10） 小流量閥：適用于小流量的轎密控制。（11）超高壓閥：適用于高靜壓、高壓差的場介。 執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置，它根據(jù)控制信號（由控制器來）壓力的人小產(chǎn)生相應(yīng)的推力， 推動控制機構(gòu)動作，所以它是將信號圧力的人小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝豐。執(zhí)行器選擇氣開、 氣關(guān)的原則是安全原則，即當(dāng)控制信號中斷時，應(yīng)保證生產(chǎn)設(shè)備、操作人員的安全13.試分別說明什么叫控制閥的流量特性，理想流量特性和工作流量特性

27、？常用的控制閥理 想流量特性有哪些？為什么流最特性的選擇對控制系統(tǒng)的工作至關(guān)朿要？答：控制閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的柑對開度（相對位移）間的關(guān)系，即：Q-丿閥前后壓差保持不變時的流量特性稱為理想流量特性；在實際使用過程中，閥前后的壓差會隨閥的開度變化耐變化，此時的流最特性稱為工作流呈 特性。常用的控制閥理想流量特性主要有直線、等百分比（對數(shù)）、拋物線及快開等幾種。從白動控制的角度看，調(diào)節(jié)閥一個最呎要的特杵是他的流鍛特竹:,即調(diào)節(jié)閥閥芯位移與流量Z間的關(guān)系，值得指出調(diào)節(jié)閥的特性對整個自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)白很人的影響第四章1如圖所示是一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。試畫出這一

28、系統(tǒng)的方塊圖，并說明各方塊的含 義，指出它們具體代表什么？假定該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中，反應(yīng)器內(nèi)需維持一定溫度，以 利反應(yīng)進行，但溫度不允許過高，否則有爆炸危險。試確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式和控制 器的正、反作用。題7-2圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)解該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖如下圖所示。 4干擾 年霽警一門而一控讐號兩可畔座麗臥膠控岸量.1 檢測變送裝首 卜題解7-2圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是反應(yīng)器；被控變最是反應(yīng)器內(nèi)溫度；操縱變最是蒸汽流量；控制器是溫度 控制器TC。根據(jù)工藝要求：反應(yīng)器內(nèi)需維持一定溫度，以利反應(yīng)進行，但溫度不允許過高，否則令爆炸 危險，且系統(tǒng)無能源初始狀態(tài)閥門應(yīng)完全

29、關(guān)閉，所以執(zhí)行器應(yīng)為氣開型式;蒸汽流量增加時， 反應(yīng)器內(nèi)溫度升高，被控對象是“正”作用；執(zhí)行器、被控對象與控制器組成一個負反饋系統(tǒng)， 則控制器應(yīng)為反”作用。13、試確定題7J3圖所示兩個系統(tǒng)中執(zhí)行器的正、反作用及控制器的正、反作用。（1）（a）圖，為物料溫度過低易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時：（2）（a）圖，當(dāng)物料溫度過高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為過熱蒸汽時：（3）（b）圖，當(dāng)物料溫度過低易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為帶加熱的軟化水是 時：（4）（b）圖，為物料溫度過高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，調(diào)節(jié)介質(zhì)為帶加熱的軟化水是時:解（1）根據(jù)工藝要求當(dāng)物料溫度過低易析出結(jié)昂顆粒的介質(zhì)

30、，系統(tǒng)無能源初始狀態(tài)時 閥門應(yīng)完全打開,執(zhí)行器應(yīng)為氣關(guān)閥;過熱蒸汽流量增加時，加熱壽內(nèi)溫度升高，被控對象 是“正”作用；執(zhí)行器、被控對彖與控制器組成一個負反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為“正”作用。（2）根據(jù)工藝要求物料溫度過高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，系統(tǒng)無能源初始狀態(tài)時閥門 應(yīng)完全關(guān)閉，執(zhí)行器應(yīng)為氣開閥：過熱蒸汽流量增加時，加熱器內(nèi)溫度升高，被控對象是“正” 作用；執(zhí)行器、被控對象與控制器組成一個負反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為“反”作用。（3）根據(jù)工藝要求當(dāng)物料溫度過低易析出結(jié)晶顆粒的介質(zhì)，系統(tǒng)無能源初始狀態(tài)時閥 門應(yīng)完全關(guān)閉，執(zhí)行器應(yīng)為氣開閥；帶加熱軟化水流量增加時，冷卻器內(nèi)溫度降低，被控對 象是“反”

31、作用；執(zhí)行器、被控對彖與控制器組成一個負反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為“正”作用。（4）根據(jù)工藝要求肖物料溫度過高易易結(jié)焦成分解的介質(zhì)，系統(tǒng)無能源初始狀態(tài)時閥 門應(yīng)完全打開，執(zhí)行器應(yīng)為氣關(guān)閥；帶加熱軟化水流最增加時，冷卻器內(nèi)溫度降低，被控對 象是“反”作用；執(zhí)行器、被控對象與控制器組成一個負反饋系統(tǒng)，所以控制器應(yīng)為，反”作用。4圖為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見，貯槽內(nèi)液體嚴格禁止溢出，試在卜述兩種情況卜， 分別確定控制閥的氣開、氣關(guān)型式及控制器的正、反作用。（1）選擇流入量Qi為操縱變量：（2）選擇流出量Q0為操縱變量。Q.解：分兩種情況：=（1）當(dāng)選擇流人量Qi為操縱變量時，控制閥安裝三在流人管線

32、上，這時，為了防止液體溢出，在控制 閥般頭上氣源突然中斷時，控制閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)， 所以應(yīng)選用氣開型式控制閥，為“ + ”作用方向。Q。這時，操縱變量即流人量Qi增加時+被控變°量液位是上升的，故對象為“ + ”作用方向。由于控制閥與對彖都是“ + ”作用方向，為使整個系統(tǒng)具有負反饋作用，控制器 應(yīng)選擇反作用方向。（2）當(dāng)選擇流出量Q0為操縱變量時，控制閥安裝在流出管線上，這時，為防 止液體溢出，在控制閥膜頭上氣源突然中斷時，控制閥應(yīng)處于全開狀態(tài)，所以應(yīng) 選用氣關(guān)型式控制閥，為“一”作用方向。這時，操縱變量即流出量Q0增加時，被控變量液位是下降的，故對象為“一” 作用方向。以上這兩種

33、情況說明，對同一對象，其控制閥氣開、氣關(guān)型式的選擇及對象的作 用方向都與操縱變量的選擇是有關(guān)的。由于選擇流出量Q0為操縱變量時，對象與控制閥都是“一”作用方向，為使整 個系統(tǒng)具有負反饋作用，應(yīng)選擇反作用方向的控制器。5.控制器參數(shù)正定的任務(wù)是什么？工程上常用的控制器整定方法有哪幾種？答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)己定的控制方案，來確定控制器的最佳參數(shù)值（包括比例度§枳分時間T】微分時間Td）,以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)帚，控制器參數(shù)整定的方法令理論計算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于 控制器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗湊試法等。8.臨界比例度的

34、意義是什么？為什么工程上控制器所采用的比例度要人于臨界比例度？ 臨界比例度的盤義：在純比例作用下，控制系統(tǒng)的彼垃變量輸出呈等幅震蕩曲線，這時的比 例度為臨界比例度。臨界比例度處于穩(wěn)定與不穩(wěn)定狀態(tài)之間，在工程上希塑出現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，比例度越人系統(tǒng)越穩(wěn) 定，比例度越小系統(tǒng)越不穩(wěn)定，所以比例度要人于臨界比例度。、補充部分什么是控制通道和擾動通道（干擾通道）?對于不同的通道，對象的特性參數(shù)（K、T、r）對控 制有什么不同的影響？答：對于一個被控對彖來說，輸入量是擾動量和操縱變量，而輸出是被控變量。由對彖的輸入變最至輸出變最的信號聯(lián)系稱為通道。操縱變呈至被控變最的信號聯(lián)系稱為控制通道：擾動量至被控變屋的信號

35、聯(lián)系稱為擾動通道。一般來說，對于不同的通道，對象的特性參數(shù)（K、T、r）對控制作用的影響是不同的。對于控制通道：放人系數(shù)K人，操縱變量的變化對被控變量的影響就人，即控制作用對擾動的補償能力強，余差也?。环湃讼禂?shù)K小，控制作用的影響不顯著，被控變最的變化緩慢。但K太大，會使控制作用對被控變屋的影響過強，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性I、降。在相同的控制作用下，時間常數(shù)T人，則被控變量的變化比較緩慢，此時對象比較平穩(wěn)，容易進行控制，但過渡過程時間校長；若時間常數(shù)T小，則被控變最變化速度快，不易控制。時間常數(shù)太大或太小，在控制上都將存在一定困難，因此，需根據(jù)實際情況適中考世。滯后時間Z的存在，使得控制作用總是落后于

36、被控變量的變化，造成被控變最的最人偏差增人，控制質(zhì)量I、降。因此，應(yīng)盡量減小滯后時間r。對于擾動通道：放人系數(shù)K人對控制不利，因為，當(dāng)擾動頻繁出現(xiàn)且幅度較人時，被控變呈的波動就會 很人，使得最人偏差增人：而放人系數(shù)K小，既使擾動校大，對被控變量仍然不會產(chǎn)生多 人影響。時間常數(shù)T人，擾動作用比較平緩，被控變屋變化較平穩(wěn)，對象較易控制。純滯后的存在，相當(dāng)于將擾動推遲心時間才進入系統(tǒng)，并不影響控制系統(tǒng)的品質(zhì)；而容量滯后的存在，則將使階躍擾動的影響趙于緩和，被控變量的變化相應(yīng)也緩和些，因此，對 系紐是有利的。4、控制對彖的干擾通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是:干擾通道的時間常數(shù)愈人,対被控 變量的影響

37、越小汗擾通道容屋滯后愈多，則調(diào)節(jié)質(zhì)量_越差干擾通道的純滯后 對調(diào)節(jié)質(zhì)量_有影響，純滯后越大，質(zhì)最越差_。P166-5.被控變最的選擇原則是什么？答：被控變量的正確選擇是關(guān)系到系統(tǒng)能否達到預(yù)期控制效果的重要因素，它選擇的一般原 則是：（1）被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標或是反映工藝操作狀態(tài)的重要變量；（2）被控變量應(yīng)是工藝生產(chǎn)過程中經(jīng)常變化，因而需要頻繁加以控制的變最；（3）被控變量應(yīng)盡町能選擇工藝生產(chǎn)過程的直接控制指標，當(dāng)無法獲得直接控制指標信號，或英測量或傳送滯后很人時，町選擇與直接控制指標冇單值對應(yīng)關(guān)系的間接控制指標；（4）被控變量應(yīng)是能測量的，并具有較大靈敏度的變量；（5）被控變量應(yīng)是獨立可控的；（6）應(yīng)考農(nóng)工藝的合理性與經(jīng)濟性。P167-7.操縱變量的選擇原則是什么？答：（1）操縱變量應(yīng)是工藝上允許加以控制的可控變量；（2）操縱變量應(yīng)是對被控變量影響諸因索中比較靈敏的變屋，即控制通道的放人系數(shù)要人 一些，時間常數(shù)要小一些，純滯后時間要盡量?。海?）操縱變最的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟性。20.口動控制系統(tǒng)衰減振蕩過渡過程的品質(zhì)指標有哪些？影響這些品質(zhì)指標