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化工仪表及自动化复习题（ 1） 第一章 自动控制系统的基本概念 1．基本要求： （1）掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系。 （2 ）理解自动控制系统中常用的几个术语，掌握方块图的意义及画法。 （3 ）掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标 的含义。 2 ．复习题： 1．何谓化工自动化？ 所谓自动化是在工艺设备上，配备一些自动化装置，用它们来代替操作人员的（部分） 直接劳动， 使生产在不同程度上按照规定的要求自动地进行， 也即： 用 自动化 装 置 来 管理 设 备 （生 产 过程 ），使之 的正 常运 行 。 2 ． 自动控制系统主要由哪些环节组成？各部分的作用是什么？自动控制系统主要由被控对 象、测量元件及变送器、执行器、控制器组成。其作用：测量元件及变送器用来感受被控变 量的变化并将它转换成一种特定信号； 控制器将测量元件及变送器送来的测量信号与给定值 相比较得出偏差， 根据其大小按某种规律进行运算后， 将运算结果用特定信号发送给执行器； 执行器能自动地根据控制器送来的信号相应地改变流入（或流出）被控对象的物料或能量， 克服干扰的影响。 3．简述过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义 过渡过程的基本形式有： 衰减振荡过程、 非振荡衰减过程、等幅振荡过程、 发散振荡过 程。 最大偏差 A ：指过渡过程中被控变量偏离给定值的最大数值； 衰减比： 是指过渡过程曲 线上同方向第一个波的峰值与第二个波的峰值之比； 余差： 过渡过程终了时， 被控变量所达 到的新的稳态值与给定值的差值； 过渡时间： 控制系统受干扰作用后， 被控变量从原稳定状 态回复到新的平衡状态所经历的最短时间。 4 ．什么叫负反馈？ 将系统的输入信号直接或经过一些环节后又返回输入端并且使原信号减弱的作法叫负 反馈。 5．如图为一反应器温度控制系统示意图，试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统 中的被控变量、 TC 操纵变量、及可能 引起的干扰各是什么？ TT 载热体 附图：反应釜温度控制系统 1 解：被控变量：釜温； 操纵变量：载热体的流量； 可能引起的干扰各是加料的流量、温度及载热体的温度等。 方块图为： 干扰 给定值 TC 控制阀 反应釜 T TT 6．某发酵过程工艺规定操作温度为 40 ±2oC 。考虑到发酵效果，控制过程中温度偏离给定值 最大不能超过 6oC 。现设计一定值控制系统， 在阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示。 试确定最大偏差、衰减比、余差及过渡时间，并回答该系统能否满足工艺要求？ 解：由反应曲线可知； 最大偏差 A=45-40=5o C ； 余差 C=41-40=1oC； B 45 41 衰减比 n 4 : 1； B 42 41 过渡时间 由题要求，被控变量进入新稳态值的 ±2%就可认为过渡过程已结束，那么限制范 围应是 41 2%