化工仪表及自动化总复习.docxVIP

化工仪表及自动化总复习

第一章自动控制系统基本概念

一、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.掌握自动控制系统中常用术语，了解方块图的意义及画法；

3.掌握管道及控制流程图上常用符号的意义；

4.了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义；

5.掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。

二、常用术语

1.控制对象：

2.被控变量：

3.操纵变量：

4.扰动量：除操纵变量外，作用于被控变量并使其发生变化的因素。

5.设定值：

6.偏差：

7.控制系统的过渡过程：

8.反馈：把系统或环节的输出信号直接或（经过一些环节）间接引入到输入端的方法称为反馈。

9.负反馈：反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号位两者之差，这种反馈称为负反馈。

10正反馈：

三、问答题

1.控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对操纵变量没有影响。闭环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，被控变量又对操纵变量产生影响。定值控制系统：给定值为常数；

随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化；程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。

2.自动控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

控制对象：控制仪表：

检测仪表（检测元件及变送器）：控制仪表：

执行仪表：显示仪表：

3.在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式?其中哪些形式能基本满足控制要求？

发散振荡过程：

非振荡发散过程：

等幅振荡过程：

衰减振荡过程：

非振荡衰减过程：

其中，衰减振荡过程和非振荡衰减过程可以基本满足控制要求，但后者进程缓慢，只用于系统不允许振荡时。

4.试述控制系统衰减振荡过程的品质指标及其含义。

最大偏差：衰减比：

余差：

过渡时间：

振荡周期（振荡频率）：

5.什么是控制系统的方块图？它与工艺管道及控制流程图有何区别？

自动控制系统的方块图是由传递方块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。其中：每一个方块代表系统中的一个组成部分，

6.在自动化系统中，仪表符号由哪几部分组成，各表示什么意义？仪表位号由字母组合和回路编号组成：

T/°C845815805

T/°C

845

815

805

800

t/min

温度控制系统过渡过程曲线

7.某化学反应器工艺操作规定温度为（800±10℃)。为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850℃。现运行的控制系统，在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图所示。

72025（1）分别求出最大偏差、余差、衰减比、

72025

（2）说明此温度控制系统是否满足工艺要求。

第二章被控对象的数学模型

一、基本要求

1.了解建立被控对象数学模型的意义及数学模型的建立方法；

2.掌握用机理建模的方法，建立简单对象的数学模型；

3.掌握表征被控对象特性的三个参数——放大倍数K、时间常数T、滞后时间τ的物理意义及其对控制质量的影响；

4.了解被控对象特性的实验测定方法。

二、常用术语

1.被控对象特性：

2.被控对象数学模型：

3.被控对象的放大倍数：

4.被控对象的时间常数：

5.被控对象的滞后时间：纯滞后（输出变化落后于输入变化的时间）与容积滞后（因物料或能量传递需要一定时间而引起的输出变化迟缓）之和

6.通道：由对象的输入变量至输出变量的信号联系。包括控制通道和干扰通道。

三、问答题

1.为什么说放大倍数K是对象的静态特性，而时间常数T和滞后时间τ是对象的动态特性？

2.简述获取对象特性（数学模型）的两种方法。

理论分析法：通过理论分析建立输入和输出之间的关系。例如：一阶对象、积分对象、二阶对象

3.RC电路如图所示。Vi

3.RC电路如图所示。Vi为输入量，V0为输出量。在时间t＝0时，闭合开关K，电容开始充电。此时，电压V0随时间的变化规律为：

V0=Vi(1-e-t/RC)

（1）求当t分别为0、T和∞时，V0分别为多少？

（2）绘出Vi作阶跃变化时，V0随时间变化的响应曲线形状；

（3）根据上述已知条件，确定对象的特性参数K、T和τ。

4.为了测定某物料干燥筒的对象特性，在t0时刻突然将加热蒸汽量从25m