给水排水工程仪表与控制课后习题答案详解.doc

《给排水工程仪表与控制》第二版 思考题与习题答案 第一章 1.自动控制系统的作用是什么？与人工控制系统有什么共同点？有什么差别？ 2．自动控制系统有哪些基本组成部分?各部分的作用是什么？ 答：一个自动控制系统只要由以下基本见构成：①整定文件：也称给定文件，给出了被控量应取的值②测量元件：检测被控量的大小③比较文件：用来得到给定值与被控量之间的误差④放大元件：用来将误差信号放大，用以驱动执行机构⑤执行元件：用来执行控制命令，推动被控对象⑥校正元件：用来改善系统的动静性能⑦能源元件：用来提供控制系统所需的能量。 3．自动控制系统由哪些形式？ 答：(1)闭环控制;(2)开环控制；(3)复合控制。 4．方块图和传递函数有什么作用？ 答：方块图和传递函数是自动化理论的重要基础。通过方块图可以直接看出各环节的联系，及环节对信号的传递过程；而传递函数可以用来描述环节或自动控制系统的特性，将输入----输出关系一目了然表示出来。 5. .分析各种典型环节的动态特性极其特点。 ①比例环节也称放大环节，特点是当输入信号变化时输出信号会同时以一定的比例复现输入信号的变化。传递函数：G（s）=k（k为放大系数），Y（s）=KX（s）,y(t)=kx(t)。②一阶环节也称一阶惯性环节，当输入信号做阶跃变化后，输出信号立刻以最大速度开始变化，曲线斜率最大，而后变化速度开始放慢，并越来越慢，最后达到一个新的稳定状态。传递函数：G(s)=k/Ts+1,X(s)=A/S(xu=A)。③积分环节：只要有输入信号存在，输出信号就一直等速的增加或减小，随着时间而积累变化。传递函数：G（s）=k/b*s Y(s)=kX(s)/TiS y(t)=k/Ti ∫x(t)dt。④微分环节：微分作用的输出变化与微分相同和输入信号的变化速度成比例而与输入信号大小无关，即输入信号变化速度愈快，微分时间越长，微分环节输出信号也愈大。传递函数：G(s)=Td*S，Y(s)=Td*S*X(s)，y(t)=Td*dx(t)/dt。⑤纯滞后环节：当输入信号产生一个阶跃变化时，他的输出信号即不是立刻反应输入信号的变化，也不是慢慢的反应，而是要经过一段纯滞后时间以后才等量的复现输入信号的变化。传递函数：G(s)=e﹣zs，Y（s）=e﹣zs*X(s) y(t)=x(t-τ)。 6．评价自动控制系统的过渡过程有哪些基本指标？ 答：评价自动控制系统的过渡过程基本指标有：(1)最大偏差A；(2)过渡时间ts;(3)余差C；(4)衰减比；(5))振荡周期Tp. 7.有哪些常用控制方式？ 答：常用控制方式有：(1)位式控制；(2)比例控制；(3)比例积分控制；(4)比例积分微分控制。 8.比例、积分、微分控制有哪些作用？如何应用？ 9．逻辑代数有哪些基本运算？有哪些基本性质？ 答：逻辑代数基本运算有：(1)单变量运算:‘‘非’’函数，‘‘是’’函数；(2)双变量(多变量)运算：‘‘与’’函数，‘‘或’’函数。 基本性质为：置换律、结合律。 10.真值表如何建立？ 11卡诺图如何绘制？怎样由卡诺图建立或简化逻辑表发式？ 答：1. 2. 基本方法是：化步伐逻辑关系式或真值表中的各项对应地填入图中，标为‘‘1’’，余下的空格填为‘‘0’’；当响铃的偶数个格(对称的)皆为‘‘1’’时，就可将之合并简化为逻辑表达式的一项，其余变量之间为逻辑乘关系，其余‘‘0’’项不考虑。 12.如何用逻辑分析的方法解决双位控制问题？ 13.现代控制理论面临的问题是什么？ 14．智能控制系统的基本功能和特点是什么？ 答：智能控制系统的基本功能是：(1)容错性；(2)多模态性；(3)全局性；(4) 混合模型和混合计算；(5)学习和联想记忆能力；(6)动态自适应性；(7)组织协调能力。特点： 第二章 检测仪器有哪些基本部分组成？各有什么作用？ 答：检测仪器的基本组成部分有传感器、变换器、显示器以及连接它们的传输通道。 传感器的作用：感受到其主体是一个精密电位计，将电极插在被测溶液中，组成一个电化学原电池，通过测量原电池的电动势并直接用pH值表示出来。酸度计种类繁多，但其结构均由电极系统和高阻抗的电子管或晶体管直流毫伏计两部分组成。电极与待测溶液组成原电池，以毫伏计测量电极间的电位差，电位差经放大电路放大后，由电流表或数码管显示。 13.明渠流量仪表的基本原理是什么？ 14．可编程控制器的基本组成？ 答：硬件组成：1.中央处理单元，2.存储器，3.输入输出单元，4.通信接口，5.智能接口模块，6.编程装置，7.电源，8.其他外部设备。软件组成：系统程序和用户程序。 15．PLC控制系统与电器控制系统比较有什么特点？ 答：1.可靠性高抗干扰能力强，2.编程简单实用方便，3.功能完善通用性强，4.设计安装简单维护方便，5.体积小