1、精品文檔6 執行器作用： 接受調節器送來的控制信號，自動改變操縱變量， 調節被控參數7 變送器按驅動能源分為氣動和電動式8 變送器作用：在測量元件將壓力、溫度、液位、流量參測后，將測量元件信號轉換成一定標準信號送往顯示儀表后調節儀表進行顯示、記錄或調節15 熱電偶溫度計原理：基于熱電效應即，兩種不同材料導體組成一個閉合回路。當回路兩端溫度不同時，回路產生電動勢，形成電流，電流大小與導體材料性質和接點溫度有關，對于給定的熱電偶，其材料性質一定，熱電勢是其兩端溫度的函數，若其冷端溫度固定，熱電勢大小與熱端溫度一一對應。16 熱電偶溫度計組成：熱電偶、 電測儀表和連接導線17 熱電偶優點：1 測溫精

2、度高，性能穩定2 結構簡單，易于制造，互換性好3 便于遠程傳輸和實現多點切換測量4 測溫范圍廣， -200 到 2000 度 5 形式多樣適于多種測量條件18 熱電偶結構形式：普通熱電偶、鎧裝熱電偶和特殊熱電偶19 彈簧式壓力計原理： 彈性元件受壓后產生的反作用力和被測壓力平衡，彈性元件變形是被測壓力的函數20 彈性元件：彈簧管、彈簧片、膜片、膜盒、膜盒組和波紋管21 彈性元件不完全彈性因素：彈性滯后：由于彈性元件工作時分子間存在摩擦導致加載曲線與卸載曲線不重合的現象彈性后效：彈性元件受載改變后，不是立即完成相應變形，而是在一定時間內逐漸完成變形的現象22 傳感器組成：敏感元件、轉換元件、測量

3、電路和輔助電路23 檢測儀表組成：傳感器、轉換器、顯示器和各環節傳輸通道27 測量分類：接觸和非接觸式、等精度和不等精度、間接和直接、靜態和動態28 過渡過程：從被控對象受到干擾使被控變量偏離給定值開始到調節器發揮作用，使被控變量回復到給定值附近范圍內所經歷的過程。發散振蕩： 系統在受到干擾后，被控變量不斷偏離給定值，直至超出規定限度，造成事故。 該過程不穩定，需要避免等幅振蕩：被控變量在某穩定值附近振蕩，但振幅保持不變，系統受到干擾后不再穩定，一般不采用。對于工藝上允許被控變量在一定范圍內波動、控制要求不高的場合，可以使用衰減振蕩：被控變量在穩定值附近上下波動，經過兩三個周期后穩定下來。在大

4、多數控制中都希望得到這種穩定的過渡過程非振蕩的單調過程：表明被控變量最終穩定下來、與衰減振蕩相比，耗時長，速度慢，一般不采用29 控制系統的性能指標：最大偏差（超調量）、衰減比、回復時間、余差和振蕩周期詳見圖1-1230 被控對象的特性：當被控對象的輸入變量發生變化時，其輸出變量隨時間的變化規律31 自衡特性：輸入變量發生變化破壞了被控對象的平衡而引起輸出變量變化時，在沒有認為干預的情況下，被控對象自身重新回復到平衡的特性。有利于控制。32 被控對象的參數：放大系數：被控對象重新達到平衡時輸出變化量與輸入變化量的比值33 時間常數：被控對象受到輸入作用后，輸出量達到新穩態值的快慢34 滯后時間

5、：在受到輸入量的作用后，其被控變量并不立即發生變化而是經過一段時間才發生變化的滯后現象。有傳遞滯后和容量滯后兩種。1 歡迎下載精品文檔35 對于控制通道，放大系數大，時間常數不宜過大也不宜太小，純滯后時間越小越好; 對于干擾通道，放大系數盡可能小，時間常數盡可能大，容量滯后有利于控制。36 單回路控制系統：一個被控對象、一個檢測元件變送器、一個調節器和一個執行器組成的閉合系統37 串級控制系統：兩個被控對象、兩個檢測變送器、兩個調節器和一個調節閥組成，兩個調節器串聯工作，前一個調節器的輸出作為后一個調節器的給定值，后一個調節器輸出量送往調節器。與單回路控制系統相比，其結構有兩個閉環，里面的閉環

6、是副環，進行粗調；外面的閉環是主環，進行細調，以保證被控變量滿足工藝要求。38 調節器的調節規律：位式調節：結構簡單，成本較低，使用方便，對配用的調節閥無任何特殊要求，但是被控變量總在波動，控制質量不高。當被控對象純滯后較大時，被控變量波動幅度較大。因此，不適用于控制要求稍高的場合比例控制：是最基本、最主要、應用最為普遍的規律，能迅速克服干擾，使系統穩定下來。但是有余差存在，通常適用于干擾少，、擾動幅度小、負荷變化不大、純滯后小或者控制要求精度不高的場合積分控制：積分控制作用是消除余差，純積分控制的缺點在于其輸出變化總是滯后于偏差的變化，不能及時有效的克服擾動，加劇了被控變量的波動，最終不能使

7、系統穩定下來。不能單獨使用。微分控制：微分調節器的輸出只與偏差的變化速度有關，即微分調節對不變的偏差沒有克服能力，因而不能單獨使用，微分作用有抑制振蕩的作用。39 調節器參數（比例度、積分時間和微分時間）的工程整定：理論計算整定法和工程整定法（經驗試湊法、臨界比例度法、衰減曲線法）40 串級控制系統特點：1，能迅速克服副回路的干擾，2 能改善被控對象的特性，提高系統抗干擾的能力3 主回路對副回路具有魯棒性，系統控制精度高41 串級系統適用范圍：被控變量的容量滯后大、干擾強、要求高的場合。42 前饋控制系統的基本原理：測量進入過程的干擾，并按其信號產生合適的控制作用改變操縱變量，使被控變量維持在

8、設定值上44 比值控制系統：定比值控制系統（開環、單閉環和雙閉比值環控制系統）和變比值控制系統定比值控制系統以保持兩物料流量比值為目的，比值器的參數經計算設置好后就不再變動，工藝要求的實際流量比值也就固定了。主要適用于兩種兩種以上的物料按照一定比例混合或反應的生產控制過程中。3、與單回路控制相比，串級控制系統具有哪些特點？答： 1. 減小了被控對象的時間常數，縮短了控制通道，使控制作用更加及時。2. 提高了系統的工作頻率，使振蕩周期減小，調節時間縮短，系統的快速性提高了。3. 對于二次干擾有很強的客服能力，對克服一次干擾也有一定的提高。4. 對負荷或操作條件的變化有一定的適應能力。4、什么是比

9、值控制系統？它有哪幾種類型？畫出它們的結構原理圖。答：比值控制系統：用來實現兩個或者兩個以上物料保持一定比例關系的控制系統。四種類型：開環比值控制，單閉環比值，雙閉環比值，變比值。2 歡迎下載精品文檔5.前饋控制和反饋控制各有什么特點？為什么采用前饋- 反饋復合系統將能較大地改善系統的控制品質？答: 前饋控制的特點是: 根據干擾工作; 及時 ; 精度不高 , 實施困難 ; 只對某個干擾有克服作用 . 2分反饋的特點作用依據是偏差;不及時 : 精度高 , 實施方便 , 對所有干擾都有克服作用. 由于兩種控制方式優缺點互補,所以前饋 - 反饋復合系統將能較大地改善系統的控制品質.3 分6、何為調節

10、器參數的工程整定法，并簡述臨界比例度法進行參數整定的過程。所謂的工程整定法，就是避開被控對象的特性和數學描述，在被控對象運行時，直接在控制系統中，通過改變調節器參數，觀察被控變量的過渡過程，來獲取調節器參數的最佳數值。臨界比例度法整定參數的步驟是：首先將調節器的積分、微分作用全部去除，在純比例作用調節比例度，直至得到等幅振蕩的階躍干擾過渡過程，此時的比例度和振蕩周期稱為臨界比例度和臨界周期，最后按照相應的經驗公式計算出調節器各參數的整定數值。臨界比例度法參數整定是以閉環系統得到 4:1 衰減比，且有合適的超調量為目標的。7、試簡要分析本質安全防爆系統的防爆原理。本質安全防爆型是指在正常和故障狀

11、態下，電路及設備產生的火花能量都不足于引起爆炸的防爆類型。它由兩種場所、兩種電路組成，即安裝在危險場所的本質安全電路及安裝在非危險場所的非本質安全電路，兩者間采用防爆安全柵隔離。儀表的防爆性能是靠電路設計來實現和保證：采用低的工作電壓和小的工作電流；用防爆安全柵將危險與非危險場所電路隔開；現場和控制室之間儀表的連接導線不得形成過大的分布電感和電容。8、何為單容液位對象的自衡作用，并簡要分析產生自衡作用的原因。單容液位對象的自衡作用是指當輸入變量發生變化破壞了被控對象的平衡而引起輸出變量變化時，在沒有人為干預的情況下，被控對象的自身能重新恢復平衡的特性。產生的原因主要是出口閥的流量特性，即在流出

12、變化量很小的情況下，Hqv2流出量與液位成正比關系，即：Rs9，為什么工業生產中很少采用純積分作用調節器?答案：積分作用的特點是，只要有偏差，輸出就會隨時間不斷增加，執行器就會不停地動作，直到消除偏差，因而積分作用能消除靜差。單純的積分作用容易造成調節動作過頭而使調節過程反復振蕩，甚至發散，因此工業生產中很少采用純積分作用調節器，只有在調節對象動態特性較好的情況下，才有可能采用純積分調節器。10，試述比例、積分、微分三種調節規律的作用各是什么? 其調整原則是什么?答案： 比例調節規律的作用是，偏差一出現就能及時調節，但調節作用同偏差量是成比例的，調節終了會產生靜態偏差(簡稱靜差 ) 。積分調節

13、規律的作用是，只要有偏差，就有調節作用，直到偏差為零，因此它能消除偏差。但積分作用過強，又會使調節作用過強，引起被調參數超調，甚至產生振蕩。微分調節規律的作用是，根據偏差的變化速度進行調節，因此能提前給出較大的調節作用，大大減小了系統的動態偏差量及調節過程時間。但微分作用過強，又會使調節作用過強，引起系統超調和振蕩。這三種調節規律的調整原則是：就每一種調節規律而言，在滿足生產要求的情況下，比例作用應強一些，積分作用。3 歡迎下載精品文檔應強一些，微分作用也應強一些。當同時采用這三種調節規律時，三種調節作用都應當適當減弱，且微分時間一般取積分時間的 1 4 1 3。11，在選擇性控制系統中，如何

14、確定選擇器的基本類型？答： 1）從安全角度考慮，確定控制閥的氣開和氣關類型；2）確定正常工況和取代工況時的對象特性，即放大倍數的正、負；3）確定正常控制器和取代控制器的正、反作用；4）根據取代控制器的輸出信號類型，確定選擇器是高選器還是低選器；5）當選擇高選器時，應考慮事故時的保護措施。12，什么是控制閥的理想流量特性和工作流量特性？系統設計時應如何選擇控制閥的流量特性？答：假設閥前后壓差是固定的，即P 為常數，這時得到的流量特性關系，稱為理想流量特性，理想流量特性是控制閥固有的特性。當P 不等于常數時，控制閥的流量特性稱為工作流量特性。流量特性的選擇：根據對象特性選擇控制閥的流量特性；根據s

15、值選擇控制閥的流量特性；從控制閥正常工作時閥們開度考慮：當控制閥經常工作在小開度時宜選用等百分比流量特性，當流過控制閥的介質中含有固體懸浮物等，宜選用直線流量特性。13，對象的時間常數T 指的是什么 ?答案：對象的時間常數T，是表示擾動后被測量完成其變化過程所需時間的一個重要參數，即表示對象慣性的一個參數。T越大，表明對象的慣性越大。14，比例控制作用有和特點?答案：比例作用的優點是動作快。它的輸出無遲延地反映輸入的變化，是最基本的控制作用。缺點是調節結束后被控量有靜態偏差。15，簡述被控對象、被控變量、操縱變量、擾動( 干擾 ) 量、設定 ( 給定 ) 值和偏差的含義?答 : 自動控制系統中

16、常用的幾個術語其含義是:被控對象：自動控制系統中，工藝參數需要控制的生產過程、設備或機器等。被控變量：被控對象內要求保持設定數值的工藝參數。操縱變量：受控制器操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持設定值的物料量或能量。擾動量：除操縱變量外，作用于被控對象并引起被控變量變化的因素。設定值：被控變量的預定值。偏差：被控變量的設定值與實際值之差。,16 ，自動控制系統主要由哪些環節組成?各部分的作用是什么?答：自動控制系統主要由兩大部分組成。一部分是起控制作用的全套自動化裝置，對于常規儀表來說，它包括檢測元件及變送器、控制器、執行器等; 另一部分是受自動化裝置控制的被控對象。4 歡迎下載精品文檔

17、在自動控制系統中，檢測元件及變送器用來感受被控變量的變化并將它轉換成一種特定的信號（如氣壓信號或電壓、電流信號等 ) 。控制器將檢測元件及變送器送來的測量信號與工藝上需要保持的設定值信號進行比較得出偏差，根據偏差的大小及變化趨勢，按預先設計好的控制規律進行運算后，將運算結果用特定的信號( 如氣壓信號或電流信號) 發送給執行器。執行器能自動地根據控制器送來的信號值相應地改變流入( 或流出 ) 被控變量的物料量或能量，克服擾動的影響，最終實現控制要求。21，熱電偶溫度計為什么可以用來測量溫度？它由哪幾部分組成?各部分有何作用?答：熱電偶溫度計是根據熱電效應這一原理來測量溫度的。熱電偶溫度計由三部分

18、組成: 熱電偶、測量儀表、連接熱電偶和測量儀表的導線。熱電偶是系統中的測溫元件，測量儀表3 是用來檢測熱電偶產生的熱電勢信號的，可以采用動圈式儀表或電位差計，導線 2 用來連接熱電偶與測量儀表。為了提高測量精度，一般都要采用補償導線和考慮冷端溫度補償。22. 用熱電偶測溫時，為什么要進行冷端溫度補償?其冷端溫度補償的方法有哪幾種?答：采用補償導線后，把熱電偶的冷端從溫度較高和不穩定的地方，延伸到溫度較低和比較穩定的操作室內，但冷端溫度還不是0。而工業上常用的各種熱電偶的溫度一熱電勢關系曲線是在冷端溫度保持為0的情況下得到的，與它配套使用的儀表也是根據這一關系曲線進行刻度的，由于操作室的溫度往往

19、高于0，而且是不恒定的，這時，熱電偶所產生的熱電勢必然偏小，且測量值也隨冷端溫度變化而變化，這樣測量結果就會產生誤差。因此，在應用熱電偶測溫時，又有將冷端溫度保持為0，或者進行一定的修正才能得到準確的測量結果。這樣做，就稱為熱電偶的冷端溫度補償。冷端溫度補償的方法有以下幾種:(1 ）冷端溫度保持為0的方法 ;(2) 冷端溫度修正方法; （ 3) 校正儀表零點法;(4)補償電橋法 ;(5)補償熱電偶法.23. 常用的熱電偶有哪兒種?所配用的補償導線是什么?為什么要使用補償導線?并說明使用補償導線時要注意哪幾點?答：工業上常用的熱電偶有如下幾種:鉑銠 30- 鉑銠 6 熱電偶 ( 也稱雙 鉑銠 熱

20、電偶 );鉑銠 10- 鉑熱電偶 ; 鎳鉻一鎳硅( 鎳鉻 - 鎳鋁 ) 熱電偶 ; 鎳鉻一康銅（鎳鉻一銅鎳) 熱電偶。在實踐中，人們找到了適合與各種型號的熱電偶配用的補償導線。詳見下表;由熱電偶測溫原理知道，只有當熱電偶冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數。在實際應用中，由于熱電偶的工作端與冷端離得很近，而且冷端又暴露在空間，易受到周圍環境溫度波動的影響，因而冷端溫度難以保持恒定。當然也可以把熱電偶做得很長，使冷端遠離工作端，但是這樣做會多消耗許多貴重金屬材料口解決這一間題的方法是采用一種專用導線，將熱電偶的冷端延伸出來，這種專用導線稱為“補償導線”。在使用熱電偶補償導線時，要注意

21、型號相配，極性不能接錯，熱電偶與補償導線連接端所處的溫度不應超過10024，試述熱電偶溫度計、熱電阻溫度計各包括哪些元件和儀表? 輸入、輸出信號各是什么?答：熱電偶溫度計包括感溫元件熱電偶、補償導線及銅線和測量儀表。熱電偶溫度計是把溫度的變化通過測溫元件熱電偶轉化為熱電勢的變化來側量溫度的。所以，其輸入信號是溫度，輸出信號是熱電勢。5 歡迎下載精品文檔熱電阻溫度計包括感溫元件熱電阻、連接導線和顯示儀表。熱電阻溫度計是把溫度的變化通過測溫元件熱電阻轉換為電阻值的變化來測量溫度的。所以，其輸入信號是溫度，輸出信號是電阻值。25，在 DDZ- III型儀表中，為什么現場與控制室之間采用420mA電流

22、信號，而控制室內部都采用1-5V電壓信號?解 :420mA 電流信號適宜在現場和控制室之間遠距離傳輸，可以避免傳輸導線上壓降損失引起的誤差。15V 電壓信號適宜于控制室內部短距離聯絡，儀表之間可以并聯連接，便于設計安裝和維修。26，分別說明比例、積分、微分控制對控制系統的作用。答案：比例控制影響系統的動態特性和系統的穩定性；積分控制的作用是可以消除系統余差；微分控制可以提高系統的響應速度，克服對象容量滯后的影響。27，氣動執行器主要由哪兩部分組成?各起什么作用 ?答 : 氣動執行器由執行機構和控制機構( 閥 ) 兩部分組成。 執行機構是執行器的推動裝置. 它根據控制信號( 由控制器來 )壓力的

23、大小產生相應的推力，推動控制機構動作，所以它是將信號壓力的大小轉換為閥桿位移的裝置. 控制機構是指控制閥，它是執行器的控制部分，它直接與被控介質接觸，控制流體的流量，所以它是將閥桿的位移轉換為流過閥的流量的裝置。28，試述自動控制系統中常用的控制規律及其特點和應用場合。答 : 控制系統中常用的控制規律有比例(P) 、比例積分 (PI ) 、比例積分微分 (PID) 控制規律。比例控制規律是控制器的輸出信號與它的輸入信號 ( 給定值與測量值的偏差 ) 成比例。它的特點是控制及時，克服干擾能力強，但在系統負荷變化后，控制結果有余差。這種控制規律適用于對象控制通道滯后較小、負荷變化不大、對控制要求不

24、高的場合。比例積分控制規律是控制器的輸出信號不僅與輸入信號成比例，而且與輸人信號對時間的積分成比例。它的特點是能夠消除余差，但是積分控制作用比較緩慢、控制不及時。這種控制規律適用于對象滯后較小、負荷變化不大、控制結果不允許有余差存在的系統。比例積分微分控制規律是在比例積分的基礎上再加上微分作用，微分作用是控制器的輸出與輸入的變化速度成比例，它對克服對象的容量滯后有顯著的效果。這種控制規律適用于對象容量滯后較大、負荷變化大、控制質量要求較高的系統。29，為什么要考慮控制器的正、反作用?如何選擇 ?答 : 在控制系統中，要正確選擇控制器的作用方向 . 即“正”、“反”作用。選擇控制器的正、反作用的

25、目的是使系統中控制器、執行器、對象三個環節組合起來，能在系統中起負反饋的作用。選擇控制器正、反作用的一般步驟是首先由操縱變量對被控變量的影響方向來確定對象的作用方向，然后由工藝安。6 歡迎下載精品文檔全條件來確定執行器的氣開、氣關型式，最后由對象、執行器、控制器三個環節作用方向組合后為“負”來選擇執行器的正、反作用。30，被控對象、執行器、控制器的正、反作用方向各是怎樣規定的?答 : 被控對象的正、反作用方向規定為: 當操縱變量增加時，被控變量也增加的對象屬于“正作用”的; 反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對象屬于“反作用”的。執行器的作用方向由它的氣開、氣關型式來確定。氣開閥為“正”方

26、向; 氣關閥為“反”方向。如果將控制器的輸入偏差信號定義為測量值減去給定值，那么當偏差增加時，其輸出也增加的控制器稱為“正作用”控制器 ; 反之，控制器的輸出信號隨偏差的增加而減小的稱為反作用”控制器。31. 控制器參數整定的任務是什么?工程上常用的控制器參數整定有哪幾種方法?答 : 控制器參數整定的任務是: 根據已定的控制方案，來確定控制器的最佳參數值( 包括比例度、積分時間 T1 、微分時間 T D ) ，以便使系統能獲得好的控制質量。控制器參數整定的方法有理論計算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于控制器參數的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經驗湊試法等。32，串級控

27、制系統有哪些恃點?主要使用在哪些場合?答: 串級控制系統的主要特點為:(1)在系統結構上，它是由兩個串接工作的控制器構成的雙閉環控制系統;(2)系統的目的在于通過設置副變量來提高對主變量的控制質量;(3)由于副回路的存在，對進入副回路的干擾有超前控制的作用，因而減少了干擾對主變量的影響;(4) 系統對負荷改變時有一定的自適應能力。串級控制系統主要應用于: 對象的滯后和時間常數很大、干擾作用強而頻繁、負荷變化大、對控制質量要求較高的場合.33，為什么說串級控制系統中的主回路是定值控制系統，而副回路是隨動控制系統?答：串級控制系統的目的是為了更好地穩定主變量，使之等于給定值。而主變量就是主回路的輸

28、出，所以說主回路是定值控制系統。副回路的輸出是副變量，副回路的給定值是主控制器的輸出，所以在串級控制系統中，副變量不是要求不變的，而是要求隨主控制器的輸出變化而變化，因此是一個隨動控制系統。34，均勻控制系統的目的和特點是什么?答：均勻控制系統的目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個變量之間能夠互相兼顧和協調操作。均勻控制系統的特點是其控制結果不像其他控制系統那樣。不是為了使被控變量保持不變，而是使兩個互相聯系的變量都在允許的范圍內緩慢地變化。35，什么是前饋控制系統?它有什么特點?。7 歡迎下載精品文檔答：按擾動變化大小進行控制的系統稱為前饋控制系統。前饋控制系統的主要特點有:(1)前饋控

29、制是基于不變性原理工作的，比反饋控制及時、有效;(2)前饋控制是屬于“開環”控制系統;(3)前饋控制使用的是視對象特性而定的“專用”控制器，又稱前饋補償裝置;(4) 一種前饋作用只能克服一種干擾。36，前饋控制的主要形式有哪幾種?答：前饋控制的主要形式有單純的前饋控制( 又稱簡單前饋) 和前饋 - 反饋控制兩種。根據對干擾補償形式的特點，又分靜態前饋控制和動態前饋控制。37，什么叫比值控制系統?答：實現兩個或兩個以上的參數符合一定比例關系的控制系統，稱為比值控制系統。通常為流量比值控制系統，用來保持兩種物料的流量保持一定的比值關系。本質安全防爆型系統是由哪些要素構成的？需要采取哪些措施才能保證整個系統達到防爆要求？答：本質安全防爆型系統是由安裝載危險場所中的本質安全電路及安裝載非危險場所中的非本質安全電路和防爆安全柵組成。采取措施以達到防爆要求的方法有：本質安全防爆儀表采用低的工作電壓和小的工作電流。用防爆安全柵將危險場所和非危險場所的電路隔開。在現場儀表導控制室儀表之間的連接導線不得形成過大的分布電感和電容。試說明基型調節器產生積分飽和現象的原因。答：在基型調節器的 PI 電路中，接有運算放大器，對于理想的