1、 填空和選擇題：填空和選擇題：控制信號控制信號(p(p):):用以改變控制作用大小的信號用以改變控制作用大小的信號 操縱變量操縱變量(q):(q):用以實現控制作用的參數，一般是執行用以實現控制作用的參數，一般是執行 器控制的物理量。器控制的物理量。 被控變量被控變量(y):(y):要求實施控制的參數，一般是工藝操作要求實施控制的參數，一般是工藝操作 的物理量。的物理量。 1.1.2.自動控制系統的組成：自動控制系統的組成：測量變送器測量變送器自動控制器自動控制器執行器執行器 被控對象被控對象 3 3、控制系統的品質指標、控制系統的品質指標(2).(2).余差余差C C：新的穩態值與給定值之差

2、。新的穩態值與給定值之差。 (1).1).最大偏差最大偏差A A與超調量與超調量B B： 最大偏差最大偏差A A：在過渡過程中，被控變量偏離給定值在過渡過程中，被控變量偏離給定值的最大數值。的最大數值。t ty yA ABC超調量超調量B B：第一個峰值第一個峰值A A與新穩定值與新穩定值C C之差，即之差，即B=A-CB=A-C。t ty yA ABBC 表示過渡過程的衰減程度。它是過渡過表示過渡過程的衰減程度。它是過渡過程同方向前后相鄰兩峰值的比。程同方向前后相鄰兩峰值的比。(3).(3).衰減比：衰減比：(4).(4).過渡時間過渡時間TsTs： 又稱又稱控制時間控制時間。 從干擾發生的

3、時刻起至系統重新建立新的平衡狀態從干擾發生的時刻起至系統重新建立新的平衡狀態止的時間。止的時間。4.過渡過程：過渡過程：系統由一個平衡狀態過渡到另一個平衡系統由一個平衡狀態過渡到另一個平衡狀態的過程。狀態的過程。 5.5.階躍干擾作用下的過渡過程形式階躍干擾作用下的過渡過程形式 當自動控制系統的當自動控制系統的( (給定或干擾給定或干擾) )輸入是階躍變化時，系輸入是階躍變化時，系統的過渡過程統的過渡過程: :(1)(1)非周期衰減過程非周期衰減過程: :(2)(2)衰減振蕩過程：衰減振蕩過程： 被控變量在給定值的被控變量在給定值的某一側做緩慢變化某一側做緩慢變化，沒沒有來回波動有來回波動，最

4、后穩定，最后穩定在某一數值上。在某一數值上。 被控變量被控變量上下波動上下波動，但，但幅度逐漸減少幅度逐漸減少，最后穩，最后穩定在某一數值上。定在某一數值上。(4)(4)發散振蕩過程：發散振蕩過程：(3)(3)等幅振蕩過程：等幅振蕩過程： 發散振蕩、等幅振蕩過程屬于發散振蕩、等幅振蕩過程屬于不穩定過程不穩定過程； 非周期衰減與衰減振蕩過程屬于非周期衰減與衰減振蕩過程屬于穩定過程穩定過程。 被控變量在給定值附近被控變量在給定值附近來回波動，且來回波動，且波動幅度保波動幅度保持不變。持不變。 被控變量來回波動，且被控變量來回波動，且波動幅度逐漸變大波動幅度逐漸變大，即偏，即偏離給定值越來越遠離給定

5、值越來越遠 。圖圖1-12脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖脫乙烷塔的工藝管道及控制流程圖具有指示功能具有指示功能的壓力控制器的壓力控制器具有指示功能具有指示功能的液位控制器的液位控制器具有記錄功能具有記錄功能的溫度控制器的溫度控制器具有指示、記錄具有指示、記錄功能的流量儀表功能的流量儀表具有指示、報具有指示、報警功能的液位警功能的液位控制器控制器7. 控制通道：控制通道：控制作用至被控變量的信號聯系。控制作用至被控變量的信號聯系。干擾通道：干擾通道：干擾作用至被控變量的信號聯系。干擾作用至被控變量的信號聯系。8. 描述對象的特性參數：描述對象的特性參數：放大系數放大系數K、時間常數、時間常數T、

6、滯后、滯后時間時間 對象的放大系數對象的放大系數K越大越大，表示對象的輸入量變化，表示對象的輸入量變化時，對輸出量的影響時，對輸出量的影響越大越大。 時間常數時間常數T T越大越大，表示對象受到干擾作用后，被控，表示對象受到干擾作用后，被控變量變化得越慢，到達新的穩定值所需的時間變量變化得越慢，到達新的穩定值所需的時間越長越長。9.9. 檢測儀表：檢測儀表：用來檢測工藝參數的技術工具。用來檢測工藝參數的技術工具。 傳感器：傳感器：用來將這些參數轉換為一定的便于傳送用來將這些參數轉換為一定的便于傳送 的信號的儀表。的信號的儀表。 變送器：變送器：當傳感器的當傳感器的輸出輸出為單元組合儀表中規定為

7、單元組合儀表中規定 的的標準信號標準信號時，通常稱為變送器。時，通常稱為變送器。 10、相對百分誤差：相對百分誤差：測量值的絕對誤差與測量儀表的測量值的絕對誤差與測量儀表的量程之比的百分數。量程之比的百分數。11.11.變差：變差：在相同條件下，使用同一儀表對被測量在儀在相同條件下，使用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內進行表全部測量范圍內進行正、反行程正、反行程（即被測量逐漸由小到即被測量逐漸由小到大和逐漸由大到小）大和逐漸由大到小）測量時測量時，被測量值正、反行程所得到，被測量值正、反行程所得到的的兩條特性曲線之間的最大偏差兩條特性曲線之間的最大偏差。 12.線性度：線性度：表征線性刻度

8、儀表的輸出量與輸入量的表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實實際校準曲線與理論直線的吻合程度際校準曲線與理論直線的吻合程度。1313. .壓力的表示方法壓力的表示方法常有常有表壓、絕對壓力、負壓表壓、絕對壓力、負壓或真空度之分。或真空度之分。大大氣氣絕絕表表PPP 絕絕大大氣氣真真PPP 真空度：真空度：大氣壓與絕對壓力之差大氣壓與絕對壓力之差絕對壓力絕對壓力 ：單位面積所受到的力；：單位面積所受到的力；表壓表壓：絕對壓力與大氣壓之差：絕對壓力與大氣壓之差 1414. .彈簧管壓力表彈簧管壓力表由由測量系統、指示部分和表殼測量系統、指示部分和表殼部分等部分等組成。組成。15. 霍爾片式壓力傳感器

9、霍爾片式壓力傳感器 在非均勻磁場中，實現在非均勻磁場中，實現位移位移電勢電勢的線性轉換。的線性轉換。16. 壓力儀表測量范圍的確定壓力儀表測量范圍的確定測量測量穩定壓力穩定壓力時時,最大工作壓力不應超過測量上限值的最大工作壓力不應超過測量上限值的2/3；測量測量脈動壓力脈動壓力時時,最大工作壓力不應超過測量上限值的最大工作壓力不應超過測量上限值的1/2；測量測量高壓高壓時時,最大工作壓力不應超過測量上限值的最大工作壓力不應超過測量上限值的3/5；測量測量最小壓力最小壓力時時,被測壓力應不低于儀表量程的被測壓力應不低于儀表量程的1/3。 單位時間內流過某一截面的流體數量的大小。可單位時間內流過某

10、一截面的流體數量的大小。可采用體積或質量流量來表示。采用體積或質量流量來表示。18.18.體積流量體積流量 單位時間內流經某一有效截面的流體體積單位時間內流經某一有效截面的流體體積19.19.質量流量質量流量 單位時間內流經某一有效截面的流體質量。單位時間內流經某一有效截面的流體質量。17.17.瞬時流量瞬時流量 2020. .累積流量累積流量：某一段時間內流經某一有效截面的流：某一段時間內流經某一有效截面的流體總和。體總和。 21、差壓式流量計：、差壓式流量計：基于流體流動的基于流體流動的節流原理節流原理,利用利用流體流經節流裝置時產生的流體流經節流裝置時產生的壓力差壓力差而實現流量測量。而

11、實現流量測量。22.標準節流裝置包括標準節流裝置包括節流元件和取壓裝置。節流元件和取壓裝置。 23.轉子流量計采用的是轉子流量計采用的是恒壓降、變節流面積恒壓降、變節流面積的流量的流量測量方法。測量方法。 24. 橢圓齒輪流量計橢圓齒輪流量計工作原理工作原理：應用應用容積法容積法測流量。測流量。 25、漩渦流量計、漩渦流量計(又稱渦街流量計又稱渦街流量計)：應用：應用流體振蕩流體振蕩原理原理測量流量。測量流量。26.電容式液位傳感器的液位檢測電容式液位傳感器的液位檢測HKHdDCCCix ln)(200 電容量的變化為：電容量的變化為： (0)值值越大越大，儀表靈敏度，儀表靈敏度越高越高。D與

12、與d越接近，即兩極間距離越接近，即兩極間距離越小越小，儀表靈敏度，儀表靈敏度越高越高。 27 .熱電偶溫度計是以熱電偶溫度計是以熱電效應熱電效應為基礎的測溫儀表。為基礎的測溫儀表。由三部分組成：由三部分組成：熱電偶、測量儀表和連接導線熱電偶、測量儀表和連接導線。29 . 熱電偶熱電偶兩接點溫度相同兩接點溫度相同，則盡管導體則盡管導體A、B材料不材料不同，熱電偶回路的總熱電勢同，熱電偶回路的總熱電勢為零為零。28.組成熱電偶回路的組成熱電偶回路的兩種材料相同兩種材料相同，則無論接點溫，則無論接點溫度如何，熱電偶回路的總熱電勢度如何，熱電偶回路的總熱電勢為零為零。30、熱電阻溫度計、熱電阻溫度計注

13、意：連接導線采用的是注意：連接導線采用的是三線制連接三線制連接。31：比例控制規律的：比例控制規律的輸出變化量輸出變化量與與輸入偏差輸入偏差e成正比。成正比。 32. 熱電偶溫度變送器的構成：熱電偶溫度變送器的構成：輸入橋路、放大電路、輸入橋路、放大電路、反饋電路反饋電路 33. 數顯儀表的分類：按輸入信號的形式來分，有數顯儀表的分類：按輸入信號的形式來分，有電電壓型壓型和和頻率型頻率型兩類。兩類。34. 比例度比例度就是指控制器就是指控制器輸入的相對變化值輸入的相對變化值與與相應的輸相應的輸出相對變化值出相對變化值之比的百分數。之比的百分數。35. 正作用控制器：當控制器的輸入信號增大正作用

14、控制器：當控制器的輸入信號增大(或減小或減小)時，其輸出信號時，其輸出信號隨之增大隨之增大(或減小或減小)；36. 反作用控制器：當控制器的輸入信號增大反作用控制器：當控制器的輸入信號增大(或減小或減小)時，其輸出信號時，其輸出信號隨之減小隨之減小(或增大或增大)。37. 執行器按能源分類：執行器按能源分類：氣動、電動、液動氣動、電動、液動三大類。三大類。38. 氣動執行器的組成：氣動執行器的組成： 執行機構和控制機構執行機構和控制機構（閥）（閥）39.氣關閥：氣關閥：當有信號壓力時閥當有信號壓力時閥關關，無信號壓力時閥，無信號壓力時閥全開全開。氣開閥：氣開閥：當有信號壓力時閥當有信號壓力時閥

15、開開，無信號壓力時閥，無信號壓力時閥全關全關。簡答題：簡答題：2 2. .測壓儀表按照其轉換原理的不同大致可分為：測壓儀表按照其轉換原理的不同大致可分為：1 1）液柱式壓力計）液柱式壓力計2 2）彈性式壓力計）彈性式壓力計3 3）電氣式壓力計）電氣式壓力計4 4）活塞式壓力計）活塞式壓力計 1 1）. .定值控制系統定值控制系統 2 2）. .隨動控制系統隨動控制系統3 3）. .程序控制系統程序控制系統1. 按被控變量的給定值變化規律分類：按被控變量的給定值變化規律分類： 利用各種形式的彈性元件受壓后所產生的彈性利用各種形式的彈性元件受壓后所產生的彈性變形變形( (位移位移) )測量壓力。測

16、量壓力。 3、彈性式壓力計的工作原理、彈性式壓力計的工作原理4 4、霍爾片式壓力傳感器、霍爾片式壓力傳感器工作原理：工作原理：利用霍爾元件將由利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉換成霍爾電勢，從而壓力所引起的彈性元件的位移轉換成霍爾電勢，從而實現壓力的測量。實現壓力的測量。5.5.差壓式流量計的組成差壓式流量計的組成: :1).1).節流裝置節流裝置2).2).引壓管路引壓管路3).差壓計差壓計(差壓變送器差壓變送器)6、熱電阻冷端溫度的補償方法：、熱電阻冷端溫度的補償方法：(1) (1) 冷端溫度保持為冷端溫度保持為0的方法的方法(2) (2) 冷端溫度修正法冷端溫度修正法（3 3）

17、校正儀表零點法）校正儀表零點法（4 4）補償電橋法）補償電橋法（5 5）補償熱電偶法）補償熱電偶法7. 控制閥的理想流量特性：控制閥的理想流量特性：1）直線流量特性）直線流量特性2）等百分比流量特性等百分比流量特性3）拋物線流量特性拋物線流量特性4）快開流量特性快開流量特性8. 8. 控制器參數的工程整定法有哪些。控制器參數的工程整定法有哪些。1）、臨界比例度法）、臨界比例度法2）、衰減曲線法）、衰減曲線法 3）、經驗湊試法）、經驗湊試法9. 9. 比值控制系統：比值控制系統：實現兩個或兩個以上參數符合一實現兩個或兩個以上參數符合一定比例關系的控制系統。定比例關系的控制系統。10. 試寫出積分

18、控制規律的數學表達式。為什么積分控制試寫出積分控制規律的數學表達式。為什么積分控制能消除余差？（能消除余差？（P139 : 7）答：積分控制規律是指控制器的輸出變量答：積分控制規律是指控制器的輸出變量p與輸人偏差與輸人偏差e的積分成正比，即的積分成正比，即 式中，式中，KI為積分比例系數。因為為積分比例系數。因為積分控制作用的輸出與輸入偏差的積分成正比，只要有積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間不斷變化，直至偏差偏差存在，積分控制作用將隨時間不斷變化，直至偏差完全消除，系統才能穩定下來，所以完全消除，系統才能穩定下來，所以積分控制能消除余差。積分控制能

19、消除余差。edtKpI )(2 .154)26 . 7(210420mAIo 1：一臺電：一臺電型壓力變送器型壓力變送器,測量范圍測量范圍210MPa,從從 控制室測得信號為控制室測得信號為12mA時時,所測壓力是多少所測壓力是多少? 當當 所測壓力為所測壓力為7.6MPa時時,輸出為多少輸出為多少mA ?)(62)412(420210)(xminmin0minmaxminmaxMPaLIIIILL minminminmaxminmax0)(ILxLLIII 計算題：計算題：2、用差壓式流量計測量流量，原設計范圍為、用差壓式流量計測量流量，原設計范圍為0-320m3/h，電動電動型差壓變器的量

20、程為型差壓變器的量程為0100KPa，問：，問： (1)當變送器輸出當變送器輸出13mA時，對應流量是多少時，對應流量是多少? (2)若采用量程為若采用量程為0125KPa的變送器，此時變送器的輸的變送器，此時變送器的輸出應為多少出應為多少?解解:(1)4134201000320 pQhmQ/2403 (2)p 100240320KPap25.56 442025.561250 ImAI2 .110 minminmaxminmaxminmaxIIIIpppQQQ 3: 實驗測得標準信號為實驗測得標準信號為420mA電動調節器的階躍響電動調節器的階躍響應曲線，如圖所示。應曲線，如圖所示。 5011

21、2512.epKP 問：問： 該控制器的控制規律？該控制器的控制規律？ 控制器的比例度、積分時間、微分時間？控制器的比例度、積分時間、微分時間？ 解：解： 該控制器為該控制器為PIPI控制規律控制規律 答：控制器的比例度為答：控制器的比例度為200%、積分時間為、積分時間為2分、微分、微 分時間為分時間為0 %2001001 %KP 601115 . 01214dtTI2 IT解：解：又又 測量值減少時，控制器輸出減少，測量值減少時，控制器輸出減少， 是正作用方向。是正作用方向。 答答:控制器的實際比例度為控制器的實際比例度為100%，控制器是正作用方向。，控制器是正作用方向。 4、當、當DD

22、Z型電動控制器的測量指針由型電動控制器的測量指針由50變化到變化到 25，若控制器的純比例輸出信號由，若控制器的純比例輸出信號由12mA下降到下降到 8mA，則控制器的實際比例度為多少？并指出控制，則控制器的實際比例度為多少？并指出控制 器的作用方向。器的作用方向。 mAe4)420(%)25%50( mAp4812 %100%10044%100%1001 peKp P16 21.某化學反應器工藝規定操作溫度為某化學反應器工藝規定操作溫度為（90010）。考慮安全因素，控制過。考慮安全因素，控制過程中溫度程中溫度偏離給定值最大不得超過偏離給定值最大不得超過80。現設計的溫度定值控制系統，在最大

23、階現設計的溫度定值控制系統，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-19所示。石球該系統的過渡過程品質指標：所示。石球該系統的過渡過程品質指標：最大偏差、超調量、衰減比和振蕩周期，最大偏差、超調量、衰減比和振蕩周期，并回答該控制系統能否滿足題中所給的并回答該控制系統能否滿足題中所給的工藝要求？工藝要求？解：有過渡過程曲線可知解：有過渡過程曲線可知最大偏差最大偏差 A=950-900=50衰減比衰減比 第一個波峰值第一個波峰值 B=950-908=42 第二個波峰值第二個波峰值 B=918-908=10衰減比衰減比 n=42:10=4.2振蕩周期振蕩周期 T=45

24、-9=36min余差余差 C=908-900=8過渡時間為過渡時間為47min。由于最大偏差為由于最大偏差為50，不超過，不超過80，故滿足，故滿足題中關于最大偏差的工藝要求。題中關于最大偏差的工藝要求。P101P139測量變送器：測量變送器： 當被控變量增加時，其輸出也增加。因此，測量變當被控變量增加時，其輸出也增加。因此，測量變送器一般都是正作用方向，送器一般都是正作用方向，“+” 被控對象：被控對象： 當操縱變量當操縱變量增加增加時，被控變量時，被控變量增加增加，則對象為，則對象為“正作用正作用”。“+” 當操縱變量當操縱變量增加增加時，被控變量時，被控變量降低降低，則對象為，則對象為“反作用反作用”。“-” 執行器：執行器： 氣開閥：氣開閥： 信號信號增大增大時，閥時，閥開大開大,為正作用方向為正作用方向,用用“+”號表示號表示。 氣關閥：氣關閥： 信號信號增大增大時，閥時，閥關小關小,為反作