内容发布更新时间 : 2024/11/17 3:26:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
第1章 思考题与习题
1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？
解答：
1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富
3．控制多属慢过程参数控制
4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？
解答：
过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。
1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答：
分类方法说明：
按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。
通常分类：
1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统
（2）随动控制系统 （3）程序控制系统
2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统
（2）前馈控制系统
（3）前馈—反馈复合控制系统
1-5 什么是定值控制系统?
解答：
在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？
解答：
被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。
被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。
二者之间的关系：
1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更
关注其动态特性？ 解答： 稳态：
对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达 到一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静 止状态，这种状态称为稳态（或静态）。
动态：
从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统 又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。
在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。
1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？
解答：
单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。
衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n；
过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A；
超调量：第一个波峰值y1与最终稳态值y（?）之比的百分数?；
y1?100% y(?)残余偏差C： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y（?）与设定值之间
??的偏差C称为残余偏差，简称残差；
调节时间：从过渡过程开始到过渡过程结束所需的时间；
振荡频率：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；
峰值时间：过渡过程开始至被控参数到达第一个波峰所需要的时间。
1-10 某被控过程工艺设定温度为900℃，要求控制过程中温度偏离设定值最大不得超
过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-4所示。试求该系统过渡过程的单项性能指标：最大动态偏差、衰减比、振荡周期，该系统能否满足工艺要求？ 解答：
1最大动态偏差A：A?950?C?900?C?50?C ○
950?9002衰减比n：n?○?5:1 910?9003振荡周期T：T?45?9?36(min) ○
A<80?C, 且n>1 (衰减振荡)，所以系统满足工艺要求。
第2章 思考题与习题
2-1 某一标尺为0～1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据： 标准表读数/℃ 被校表读数/℃ 求：1）该表最大绝对误差；
2）该表精度；
3）如果工艺允许最大测量误差为±5℃，该表是否能用？
2-2 一台压力表量程为0～10MPa，经校验有以下测量结果： 标准表读数/MPa 0 2 4 6 8 10 0 201 402 604 806 1001 0 200 400 600 800 1000 被校表读数/MPa 正行程 反行程 0 0 求：1）变差；
2）基本误差；
3）该表是否符合级精度？
2-3 某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa时，标准压力计上读数为，试问被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？
解答：
1）基本误差?=?100% 最大绝对误差?max＝×10＝
2）校验点为5 MPa时的基本误差：??％<1％ ，所以符合级表。
2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？
解答： 1） 2）
2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为
1) 级，0～250mA 2）级，0～75mA
现要测量50mA的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？ 解答：
分析它们的最大误差：
2.5?100%??5% 1）?max＝250×1％＝；???501.875????100%??3.75% 2）?＝75×％＝；max
50选择级，0～75mA的表。
5.08?5?100%?0.8% 10
2-11 某DDZ-Ⅲ型温度变送器输入量程为200～1000℃，输出为4～20mA。当变送器输出电流为10mA时，对应的被测温度是多少？
解答：
1000?200T?； T=500?C。
20?410
2-12 试简述弹簧管压力计的工作原理。现有某工艺要求压力范围为±，可选用的弹簧管压力计精度有、、、和五个等级，可选用的量程规格有0～、0～和0～4MPa。请说明选用何种精度和量程（见附录E）的弹簧管压力计最合适？
解答： 1）工作原理：
2）根据题意：压力范围为＋ MPa，即允许的最大绝对误差?max＝ 1分析选用不同量程的表所需的精度等级： ○
0.05 0～ MPa量程：????100%??3.125%，可选级表；
.601.050～ MPa量程：????100%??2%，可选或级表；
2.50.050～ MPa量程：????100%??1.2%，可选级表。
4.02量程选择：被测最大压力＝1/3～2/3量程上限 ○
1.2320～ MPa量程：??
11.61.24230～ MPa量程：??
32.5311.20～ MPa量程：?0.3?
4.03综合分析，选用级或级，0～ MPa量程的表最合适。
2-13 如果某反应器最大压力为，允许最大绝对误差为。现用一台测量范围为0～，精度为1级的压力表来进行测量，问能否符合工艺要求？若采用一台测量范围为0～，精度为1级的压力表，能符合要求吗？试说明其理由。
解答：
工艺要求：最大压力为，允许最大绝对误差为。 分别求出两台仪表的最大允许误差，进行判断。 1）精度为1级，量程为0～的表，其最大绝对误差： ?＝×1％＝ MPa，> MPa, 所以不符合要求； 2）精度为1级，量程为0～的表，其最大绝对误差：
?＝×1％＝ MPa，＝ MPa, 所以最大误差符合要求，但是压力表的最大测量值应≤ 2/3仪表量程，否则压力波动会使测量值超出仪表量程。 所以，该表也不符合要求。