過程控制試題庫

1、過程控制期末試題庫一、 填空題（本題共計10分，包括3小題，10個填空，每空1分）1 一般一個簡單控制系統(tǒng)由（檢測/變送）裝置、（被控對象）、（調(diào)節(jié)）器和（執(zhí)行）機(jī)構(gòu)組成。2 過程控制系統(tǒng)常用的參數(shù)整定方法有：（經(jīng)驗法）、（衰減曲線法）、（穩(wěn)定邊界法/臨界比例度法）和（響應(yīng)曲線法）。3 在PID調(diào)節(jié)器中，調(diào)節(jié)器的Kc越大，表示調(diào)節(jié)作用（越強(qiáng)），Ti值越大，表示積分作用（減弱），Td值越大表示微分作用（增強(qiáng)）。4 常見的過程計算機(jī)控制系統(tǒng)分為下列幾種典型形式：（操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)）、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、（監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)）、（集散控制系統(tǒng)）和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。5 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，根據(jù)設(shè)定值的不同

2、形式，又可分為定值控制系統(tǒng)，隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。1） 定值控制系統(tǒng)特點：設(shè)定值是（固定不變）；作用：保證在（擾動）作用下使被控變量始終保持在設(shè)定值上。2） 隨動控制系統(tǒng)特點：設(shè)定值是一個（變化量）；作用：保證在各種條件下系統(tǒng)的輸出（及時跟蹤設(shè)定值變化）。3） 程序控制系統(tǒng)特點：設(shè)定值是一個（按一定時間程序變化的時間函數(shù)）；作用：保證在各種條件下系統(tǒng)的輸出（按規(guī)定的程序自動變化）。6 熱電偶溫度計的基本組成部分部分是（熱電偶）、（測量儀表）、（連接熱電偶）和（測量儀表的導(dǎo)線）。7 串級控制系統(tǒng)能迅速克服進(jìn)入（副）回路的擾動，改善（主）控制器的廣義對象特性，容許（副）回路內(nèi)各環(huán)節(jié)的特性在一

3、定的范圍內(nèi)變動而不影響整個系統(tǒng)的控制品質(zhì)。8 定值控制系統(tǒng)是按（偏差）進(jìn)行控制的，而前饋控制是按（擾動）進(jìn)行控制的；前者是（閉）環(huán)控制，后者是（開）環(huán)控制。二、 選擇題（本題共計10分，包括5小題，每題2分）1. 由于微分調(diào)節(jié)規(guī)律有超前作用，因此調(diào)節(jié)器加入微分作用主要是用來（C）:A.克服調(diào)節(jié)對象的慣性滯后（時間常數(shù)T），容量滯后c和純滯后0.B.克服調(diào)節(jié)對象的純滯后0.C.克服調(diào)節(jié)對象的慣性滯后（時間常數(shù)T），容量滯后c.2. 定值調(diào)節(jié)是一種能對（A ）進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。A 測量與給定之間的偏差B 被調(diào)量的變化C 干擾量的變化D. 設(shè)定值的變化3. 定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)是（X）環(huán)調(diào)節(jié)，前饋系統(tǒng)是（

4、X）環(huán)調(diào)節(jié)( B )。A開，閉B閉，開C開，開D閉，閉4. 調(diào)節(jié)系統(tǒng)在純比作用下已整定好，加入積分作用后，為保證原穩(wěn)定度，此時應(yīng)將比例度（A）。A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小5. 成分、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（C）。A. PIB. PDC. PID6. .流量、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（A ）。A. PI B. PDC. PID7. 液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)規(guī)律，通常選用（D ）。A. PI B. PD C. PIDD. P8. 調(diào)節(jié)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器正、反作用的確定是根據(jù)(B)：A實現(xiàn)閉環(huán)回路的正反饋。B 實現(xiàn)閉環(huán)回路的負(fù)反饋。C系統(tǒng)放大倍數(shù)恰到好處D生產(chǎn)的安全性。9. 單純

5、的前饋調(diào)節(jié)是一種能對（C）進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。A 測量與給定之間的偏差B 被調(diào)量的變化C 干擾量的變化10. 定值調(diào)節(jié)是一種能對（A）進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)系統(tǒng)。A 測量與給定之間的偏差B 被調(diào)量的變化C 干擾量的變化11. 熱電偶溫度計 （C）A) 是利用兩個相互接觸金屬導(dǎo)體的溫差電動勢特性進(jìn)行測溫的。B) 是利用兩個相互接觸金屬導(dǎo)體的接觸電動勢特性進(jìn)行測溫的。C) 是利用兩個相互接觸金屬導(dǎo)體的溫差電動勢和接觸電動勢特性進(jìn)行測溫的。D) 是利用兩個非接觸金屬導(dǎo)體的溫差電動勢和接觸電動勢特性進(jìn)行測溫的。12. 下面的敘述中哪一個是最為合理的（D）A) 控制系統(tǒng)的時間滯后現(xiàn)象主要是由于被控對象的慣性特性

6、引起的。B) 控制系統(tǒng)的時間滯后現(xiàn)象主要是由于檢測裝置的安裝位置引起的。C) 控制系統(tǒng)的時間滯后現(xiàn)象對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性無影響。D) 以上三種敘述都不完整。13. DCS的中文含意是：（B）A) 比例、積分、微分控制。B) 分布式控制系統(tǒng)。C) 可編程序控制器。D) 以上三個都不正確。三、判斷題： 判斷下列陳述的對錯。你認(rèn)為正確的，在每道題后面的括號里打，否則打×（本題共計20分，包括10題，每題2分）1 與DCS相比，F(xiàn)ieldbus的主要技術(shù)優(yōu)點之一是實現(xiàn)了控制系統(tǒng)徹底的分散2 熱電阻溫度計需要進(jìn)行冷端補(bǔ)償才能正常工作。×3 PID的含義是比例、積分和微分。 4 前饋控制

7、系統(tǒng)是一種定值控制，一般情況下前饋控制可以單獨使用。×5 用Smith補(bǔ)償器來處理大時延控制對象時，不必要提供精確的對象數(shù)學(xué)模型。×6 被控對象特性是指被控對象輸入與輸出之間的關(guān)系。7 串級控制系統(tǒng)中的副控制器給定值是由主控制器的輸出決定的，所以副控制器相當(dāng)于一個閉環(huán)定值控制系統(tǒng)。×8 衰減比n表示系統(tǒng)過渡過程曲線變化兩個周期后的衰減快慢。×9 熱電阻溫度計和熱電偶溫度計一樣，測溫時需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。×10 一個單回路控制系統(tǒng)由控制器、執(zhí)行器、檢測變送裝置和被控對象組成。11 在比值控制系統(tǒng)中，一般選擇易調(diào)節(jié)的量為主變量，易測量的量為副變量。&

8、#215;12 DDC的中文含義是直接數(shù)字控制。13 被控對象的動態(tài)特性是描述被控對象輸入輸出關(guān)系動態(tài)特征的。14 串級控制系統(tǒng)適用于容量滯后較小的生產(chǎn)工藝過程。×15 前饋控制系統(tǒng)一般可單獨使用，因為其控制精度高，且不受外界干擾影響。×16 前饋控制與定值控制的原理相同，都是以偏差進(jìn)行調(diào)解的。×17 被控對象的存滯后時間常數(shù)是由于其自身的慣性特性引起的。×18 在串級控制中，副控制器的輸入值為主控制器的輸出。四、簡答題（本題共計15分，包括5小題，每題3分）1 什么是定值控制系統(tǒng)？答案：定值控制系統(tǒng)是指設(shè)定值恒定不變的控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)的作用是克服

9、擾動對被控變量的影響，使被控變量最終回到設(shè)定值或其附近.以后無特殊說明控制系統(tǒng)均指定值控制系統(tǒng)而言。2 什么是隨動控制系統(tǒng)？答案：隨動控制系統(tǒng)的設(shè)定值是不斷變化的，隨動控制系統(tǒng)的作用是使被控變量能夠盡快地,準(zhǔn)確無誤地跟蹤設(shè)定值的變化而變化。3 什么是程序控制系統(tǒng)？答案：程序控制系統(tǒng)的設(shè)定值也是變化的，但它是一個已知的時間函數(shù)，即設(shè)定值按一定的時間程序變化。4 什么是調(diào)節(jié)(被控)對象，給定值和偏差？答案：自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備叫做調(diào)節(jié)對象或簡稱對象，而生產(chǎn)中要求保持的工藝指標(biāo)，稱為給定值。對于自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，習(xí)慣采用給定值R減去測量值Y作為偏差e，即e=R-Y，給定值R大于測量值Y時為正偏差，而

10、給定值R小于測量值Y時為負(fù)偏差。5 什么叫絕對壓力、表壓及真空度?它們的相互關(guān)系是怎樣的?答案：絕對壓力：絕對真空下的壓力稱為絕對零壓，以絕對零壓為基準(zhǔn)來表示的壓力叫絕對壓力。表壓力：當(dāng)絕對壓力大于大氣壓力時，絕對壓力高于大氣壓力的數(shù)值稱為表壓力，簡稱表壓。真空度：當(dāng)絕對壓力小于大氣壓力時，絕對壓力低于大氣壓力的數(shù)值稱為真空度或負(fù)壓。絕對壓力、大氣壓、表壓、真空度之間的相互關(guān)系如圖所示。67 簡述PID調(diào)節(jié)器、和的作用是什么？答案：在PID調(diào)節(jié)器中，越大，表示調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，值越大，表示積分作用減弱，值越大表示微分作用增強(qiáng)。8 有一流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，信號傳輸管線很長，因此，系統(tǒng)產(chǎn)生較大的傳送滯后。有

11、人設(shè)想給調(diào)節(jié)器后加微分器來改善系統(tǒng)特性，試問這種設(shè)想合理否？為什么？若不合理，應(yīng)采取什么措施合理？答案：這種設(shè)想不合理，因為信號傳送滯后是純滯后，而微分作用不能克服純滯后。解決這一問題合理的措施是采用1：1繼動器加在信號傳輸線之間，以增大信號流速，從而減小傳輸滯后，改善系統(tǒng)特性。 9 利用微分作用來克服控制系統(tǒng)的信號傳遞滯后的設(shè)想是否合理與正確？答案：這種設(shè)想不合理，因為信號傳送滯后是純滯后，而微分作用不能克服純滯后。合理的措施是采用1：1繼動器加在信號傳輸線之間，以增大信號流速，從而減小傳輸滯后，改善系統(tǒng)特性。10 通常在什么場合下選用比例（P），比例積 （PI）,比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)

12、規(guī)律？答案：比例調(diào)節(jié)規(guī)律適用于負(fù)載變化較小，純滯后不太大而工藝要求不高又允許有余差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于對象調(diào)節(jié)通道時間常數(shù)較小，系統(tǒng)負(fù)載變化不大（需要消除干擾引起的余差），純滯后不大（時間常數(shù)不是太大）而被調(diào)參數(shù)不允許與給定值有偏差的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律適用于容量滯后較大，純滯后不太大，不允許有余差的對象。11 試簡述臨界比例度法及其特點。答案：臨界比例度法是在純比例運行下通過試驗，得到臨界比例度靠和臨界周期Tk，然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。這種方法比較簡單、易于掌握和判斷，適用于一般的控制系統(tǒng)。但是不適用于臨界比例度小的系統(tǒng)和不允許產(chǎn)生等幅振蕩的系統(tǒng)，否

13、則易影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行或造成事故。12 試簡述衰減曲線法及其特點。答案：衰減曲線法是在純比例運行下通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減震蕩，得到衰減比例度和衰減周期（或上升時間），然后根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。這種方法比較簡便，整定質(zhì)量高，整定過程安全可靠，應(yīng)用廣泛，但對于干擾頻繁，記錄曲線不規(guī)則的系統(tǒng)難于應(yīng)用。13 簡述熱電偶溫度計組成部分及各部件的功能。（本題每寫出1個組成部分得1分，每寫出1個組成部分功能得1分）答案：熱電偶溫度計的基本組成部分有：熱電偶、測量儀表、連接熱電偶和測量儀表的導(dǎo)線。如下圖所示圖題4（2）熱電偶是系統(tǒng)中的測溫元件，測量儀表是用來檢測熱電偶產(chǎn)生的熱電勢信號的，可以采

14、用動圈式儀表或電位差計，導(dǎo)線用來連接熱電偶與測量儀表。為了提高測量精度，一般都要采用補(bǔ)償導(dǎo)線和考慮冷端溫度補(bǔ)償。14 串級控制系統(tǒng)有哪些特點?主要使用在哪些場合?答案：串級控制系統(tǒng)的主要特點為：（每寫出1個應(yīng)用場合的得2分）a) 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，它是由兩個串接工作的控制器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)；b) 系統(tǒng)的目的在于通過設(shè)置副變量來提高對主變量的控制質(zhì)量；c) 由于副回路的存在，對進(jìn)入副回路的干擾有超前控制的作用，因而減少了干擾對主變量的影響；d) 系統(tǒng)對負(fù)荷改變時有一定的自適應(yīng)能力。串級控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于：對象的滯后和時間常數(shù)很大、干擾作用強(qiáng)而頻繁、負(fù)荷變化大、對控制質(zhì)量要求較高的場合。15 簡述

15、建立對象的數(shù)學(xué)模型兩種主要方法:（每寫出1 種方法的得2分）答案：一是機(jī)理分析法：機(jī)理分析法是通過對對象內(nèi)部運動機(jī)理的分析，根據(jù)對象中物理或化學(xué)變化的規(guī)律(比如三大守恒定律等)，在忽略一些次要因素或做出一些近似處理后推導(dǎo)出的對象特性方程。通過這種方法得到的數(shù)學(xué)模型稱之為機(jī)理模型，它們的表現(xiàn)形式往往是微分方程或代數(shù)方程。二是實驗測取法：實驗測取法是在所要研究的對象上，人為施加一定的輸入作用，然后，用儀器測取并記錄表征對象特性的物理量隨時間變化的規(guī)律，即得到一系列實驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒炃€。然后對這些數(shù)據(jù)或曲線進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，求取對象的特性參數(shù)，進(jìn)而得到對象的數(shù)學(xué)模型。16 復(fù)合前饋控制中的兩種典型形

16、式是什么？（4）答案：前饋-反饋控制和前饋-串級控制。17 熱電偶有哪幾種冷端補(bǔ)償方法？（6）答案：a) 冷端溫度冰浴法b) 計算修正法c) 補(bǔ)償電橋法18 寫出任意三種常用的控制器參數(shù)整定方法（6）答案：a) 經(jīng)驗法b) 穩(wěn)定邊界法c) 衰減曲線法d) 響應(yīng)曲線法e) 衰減頻率特性法 （答出其中任意三種者得6分，每答出1種得2 分）19 什么是串級控制，它由哪些基本環(huán)節(jié)組成？答案：將兩臺控制器串聯(lián)在一起，使被控量的控制器的輸出作為輔助控制量控制器的給定值，而輔助控制器輸出控制一臺控制閥的控制系統(tǒng)就是串級控制系統(tǒng)。串級控制系統(tǒng)一般由主被控對象、副被控對象、控制閥、主控制器、副控制器、主變送裝置

17、、副變送裝置組成。20 簡述大時延控制系統(tǒng)Smith預(yù)估補(bǔ)償方案的特點。答案：Smith預(yù)估補(bǔ)償方案的特點是預(yù)估出過程在基本擾動下的動態(tài)特性，然后由預(yù)估器進(jìn)行補(bǔ)償，力圖使被延遲了時間的被調(diào)量超前反映到控制器，使控制器提前動作，從而明顯的減小超調(diào)量和加速調(diào)節(jié)過程，改善控制系統(tǒng)的品質(zhì)。21 簡述什么是有自衡能力的被控對象。答案：當(dāng)被控對象受到干擾作用，平衡狀態(tài)被破壞后，不需要外加控制作用，能依靠自身達(dá)到新的平衡狀態(tài)的能力稱為有自衡能力，這種對象稱為有自衡能力的被控對象。22 前饋控制適用于什么場合？答案：前饋控制是按擾動而進(jìn)行控制的，因此，前饋控制常用于的場合：a) 一是擾動必須可測，否則無法實施

18、控制；b) 二是必須經(jīng)常有比較顯著和比較頻繁的擾動，否則無此必要。c) 三是存在對被控參數(shù)影響較大且不易直接控制的擾動。23 分別說明比例、積分、微分控制對控制系統(tǒng)的作用。答案：比例控制影響系統(tǒng)的動態(tài)特性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；積分控制的作用是可以消除系統(tǒng)余差；微分控制可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，克服對象容量滯后的影響。24 前饋控制適用于什么樣的場合？前饋控制是按擾動而進(jìn)行控制的，因此，前饋控制常用于以下場合：1) 擾動必須是可測的，否則無法實施控制；2) 必須經(jīng)常有比較明顯和頻繁的擾動，否則沒有必要；3) 存在對被控參數(shù)較大而且不易直接控制的擾動。25 為什么前饋控制常與反饋控制構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)？

19、答案：前饋控制是一種補(bǔ)償控制。一般來講，前饋控制無法全部補(bǔ)償擾動對被控變量所產(chǎn)生的影響。因此，單純的前饋控制系統(tǒng)在應(yīng)用中就會帶來一定的局限性。為克服這一弊端，前饋控制常與反饋控制聯(lián)用，構(gòu)成前饋反饋控制系統(tǒng)。對最主要的、顯著的、頻繁的無法直接控制的擾動，由前饋來進(jìn)行補(bǔ)償控制；對無法完全補(bǔ)償?shù)臄_動影響，由反饋控制根據(jù)其對被控變量所產(chǎn)生的偏差大小來進(jìn)行控制。26 控制器的正反作用是如何確定的？五、 計算題（本題共計15分，包括2小題）1 （5分）某控制系統(tǒng)用穩(wěn)定邊界法分別整定控制器參數(shù)，已知臨界比例度，試分別確定用PI和PID作用時的控制器參數(shù)。穩(wěn)定邊界法計算表如下?？刂茀?shù)控制作用P2-PI2.2

20、0.85-PID1.70.50.13解：對于PI 控制器查表得：對于PI D控制器查表得：2 （5分）某控制系統(tǒng)用4：1衰減曲線法分別整定控制器參數(shù)。將積分時間調(diào)至最大，微分時間調(diào)至最小，對系統(tǒng)施加階躍信號，經(jīng)過調(diào)節(jié)后系統(tǒng)的衰減比為4：1，此時記錄下來的比例度和時間參數(shù)。試分別確定用PI和PID作用時的控制器參數(shù)。4：1衰減曲線整定經(jīng)驗參數(shù)表如下。控制參數(shù)控制作用P-PI1.20. 5-PID0.80.30.1解：對于PI 控制器查表得：對于PI D控制器查表得：3 （10分）一個流量雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)如題5.2圖所示。其比值用DDZ-型乘法器實現(xiàn)。已知，。求：a) 畫出控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。b)

21、 當(dāng)時，比值控制系統(tǒng)的比值及比值系數(shù)分別為多少。c) 待比值系統(tǒng)穩(wěn)定時，測得，試計算此時的為多大。題5.2圖 流量雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)原理圖解：1) 由于得所以 2) 由儀表的比例系數(shù)定義， 得：即：4 一個比值流量控制系統(tǒng)用DDZ-型乘法器來進(jìn)行比值運算，其原理圖如題3圖所示。流量用孔板配差壓變送器來測量，但沒有開方器，已知kg/h，kg/h。a) 試畫出比值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。b) 如果要求比值為，應(yīng)如何設(shè)置乘法器的設(shè)定值。（乘法器的輸出）題3圖 單閉環(huán)乘法比值控制系統(tǒng)原理圖解：流量的最大量程分別為，。流量與檢測電流的關(guān)系為，流量比值為，乘法器的輸出為。穩(wěn)態(tài)時有，即：，。不加開方器情況，要進(jìn)行

22、非線性處理：乘法器的設(shè)置值：六、 應(yīng)用題（15）1. 為了獲得被控對象的動態(tài)特性，常用的實驗方法之一是給被控對象施加一個階躍擾動信號，觀察其響應(yīng)，從而有觀察到的信息分析其特性。但由于某些生產(chǎn)過程的被控對象不允許長時間施加這樣的干擾信號，所以人們采用矩形脈沖信號取代階躍擾動，獲得觀測數(shù)據(jù)，再將脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成階躍響應(yīng)曲線，以便于特性提取。題圖6為一個矩形擾動脈沖x（寬度為t0，高度為A）施加到被控對象上的響應(yīng)曲線y。用所學(xué)過的控制理論知識，將該脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成高度為A的階躍信號響應(yīng)曲線。要求分析轉(zhuǎn)換機(jī)理，寫出轉(zhuǎn)換步驟。題6圖 矩形脈沖輸入/輸出曲線答：設(shè)被控對象特性為線性特性，由疊加原理，輸

23、入一個矩形脈沖信號，相當(dāng)于施加兩個階躍信號，一個在t=0處，另一個在t=t0處。設(shè)階躍響應(yīng)為y1，將所測繪的響應(yīng)曲線按時間間隔t0等分。在第一區(qū)間，y1(t0)= y1(t0)。在第二區(qū)間y1(2t0)= y(2t0)+ y1(t0)。第三區(qū)間，y1(3t0)= y(3t0)+ y1(2t0)。以此類推，將前一區(qū)間的階躍響應(yīng)曲線疊加到本區(qū)間的脈沖響應(yīng)曲線上，即可得到本區(qū)間的階躍響應(yīng)曲線。其響應(yīng)曲線見下圖。階躍響應(yīng)曲線2. 為了獲得被控對象的動態(tài)特性，常用的實驗方法之一是給被控對象施加一個階躍擾動信號，觀察其響應(yīng)，從而有觀察到的信息分析其特性。但由于某些生產(chǎn)過程的被控對象不允許長時間施加這樣的干

24、擾信號，所以人們采用矩形脈沖信號取代階躍擾動，獲得觀測數(shù)據(jù)，再將脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成階躍響應(yīng)曲線，以便于特性提取。題圖6為一個矩形擾動脈沖x（寬度為t0，高度為A）施加到被控對象上的響應(yīng)曲線y。用所學(xué)過的控制理論知識，將該脈沖響應(yīng)曲線轉(zhuǎn)換成高度為A的階躍信號響應(yīng)曲線。要求分析轉(zhuǎn)換機(jī)理，寫出轉(zhuǎn)換步驟。3. 在某一蒸汽加熱器的控制系統(tǒng)中，用響應(yīng)曲線法進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。當(dāng)電動單元組合控制器的輸出從6mA改變到7mA時，溫度記錄儀的指針從85升到87.8，從原來的穩(wěn)定狀態(tài)達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。儀表的刻度為50100，并測出純滯后時間t0=1.2min, 時間常數(shù)T0=2.5min。如采用PI和PID控制規(guī)律，試

25、確定出整定參數(shù)（響應(yīng)曲線法控制器參數(shù)整定經(jīng)驗公式見附表）。解：輸入增量為：mA輸出增量為：輸入量程差為：mA輸出量程差為：所以，由查表得：在選用PI控制器時，min在選擇PID控制器時，minmin4. 用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度，在沒有采取冷端溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下，顯示儀表指示值為500，而這時冷端溫度為60。試問：實際溫度應(yīng)為多少？答：如果熱端溫度不變，設(shè)法使冷端溫度保持在20，此時顯示儀表的指示值應(yīng)為多少？ *解：顯示儀表指示值為500時，查表可得此時顯示儀表的實際輸入電勢為20.64mV，由于這個電勢是由熱電偶產(chǎn)生的，即 同樣，查表可得：由23.076mV查表可得：t=557。

26、即實際溫度為557。 當(dāng)熱端為557，冷端為20時，由于E（20，0）=0.798mV,故有：由此電勢，查表可得顯示儀表指示值應(yīng)為538.4。 5. （12）某生產(chǎn)過程需要甲乙兩種液體，甲液體的正常流量為1250m3/h，儀表量程為0-1350m3/h；乙的正常流量為150m3/h，儀表量程為0-240m3/h。如果選甲為主變量，乙為副變量，設(shè)計一個控制乙的單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，畫出流程圖并計算引入開方運算與不引入開方運算所分別設(shè)置的比值系數(shù)。 答：采用乘法器的單閉環(huán)比值控制流程框圖如圖所示。（其中Q1為甲流量，Q2為乙流量）: Q1的量程上限，: Q2的量程上限，: Q1的量程下限，: Q2的

27、量程下限。1 引入開方器時，比值系數(shù)為：2 不引入開方器時：6. 設(shè)計一個比例、積分(PI)調(diào)節(jié)器，控制一個溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。控制器的調(diào)節(jié)范圍為：0-3000，控制器的輸出為4-20mA。當(dāng)給定被控對象一個如圖(a)所示的階躍輸入時，測定的被控對象響應(yīng)曲線如圖(b)所示（響應(yīng)曲線法控制器參數(shù)整定經(jīng)驗公式見下表）。要求：計算出控制器的控制參數(shù)，畫出控制系統(tǒng)方框圖。響應(yīng)曲線法控制器參數(shù)整定經(jīng)驗公式表調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)參數(shù)比例度%積分時間TI微分時間TDP(K00/T0)100%PI1.1(K00/T0)100%3.30PID0.85(K00/T0)100%200.50答：由已知條件得：控制器的調(diào)節(jié)范圍上下限為：和，控制器的輸入上下限為mA和mA，由測試數(shù)據(jù)得，當(dāng)輸入信號從4mA變化到18mA時，被控對象輸出信號從0變化到2500。由此得