輪機(jī)自動化題庫 - 副本

1、第一章 自動控制基礎(chǔ)知識二、問答題：1.如圖1，這是自動控制系統(tǒng)的原理框圖，試指出各個環(huán)節(jié)的名稱（即ABCD四個環(huán)節(jié)），并說明各個環(huán)節(jié)的輸入和輸出的信號名稱。圖1 控制系統(tǒng)原理框圖答：A：調(diào)節(jié)器 B：執(zhí)行機(jī)構(gòu) C：控制對象 D：測量環(huán)節(jié)r（t）:給定值 b（t）:測量值 e（t）:偏差 p（t）:調(diào)節(jié)器輸出，調(diào)節(jié)指令 q（t）:調(diào)節(jié)動作 f（t）:外界擾動信號 y（t）:被控量2.畫出自動控制系統(tǒng)的方框圖，并簡述各個組成單元的特點(diǎn)。1）控制對象：被控制的機(jī)器、設(shè)備或裝置。要控制的運(yùn)行參數(shù)稱為被控量。2）測量單元：測量被控量，并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號，作為反饋信號送到調(diào)節(jié)器。組成：傳感器和變送器3）調(diào)節(jié)

2、單元：根據(jù)偏差按一定規(guī)律輸出控制量，送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它有兩個輸入，即給定值輸入和測量值輸入。 4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：接受調(diào)節(jié)單元送來的控制信號，改變物質(zhì)或能量流量，作用于被控對象。3.擾動的定義是什么？基本擾動和外部擾動有何區(qū)別？答：引起被控量變化的一切因素稱為擾動。顯然，擾動量是控制對象的輸入量。擾動量可以分為兩類：一類是輪機(jī)人員無法控制的擾動，稱為外部擾動；另一類是輪機(jī)人員可以控制的擾動，稱為基本擾動。在圖中，有兩個信號線指向控制對象，它們分別是基本擾動（執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出）和外部擾動。基本擾動和外部擾動區(qū)別在于是否可以控制。4. 何為反饋？正負(fù)饋和負(fù)反饋有何區(qū)別？答：被調(diào)量的變化經(jīng)測量單元反送到控制系

3、統(tǒng)的輸入端，這個過程稱之為反饋。反饋分為正反饋和負(fù)反饋兩種。正反饋是指經(jīng)反饋后可以加強(qiáng)閉環(huán)系統(tǒng)輸入效應(yīng)，亦即使偏差e增加。負(fù)反饋是指經(jīng)反饋后可以減弱閉環(huán)系統(tǒng)輸入效應(yīng)，亦即使偏差e減小。顯然只有負(fù)反饋才能隨時對被控量的給定值和測量值進(jìn)行比較，使偏差e不斷減小進(jìn)而保持被控量的穩(wěn)定在給定值或給定值附近。5. 簡述反饋控制系統(tǒng)的動態(tài)過程？答：從受到擾動開始到達(dá)到新的平衡狀態(tài)的過程就是動態(tài)過程，也稱為過渡過程。系統(tǒng)經(jīng)常會受到擾動，系統(tǒng)的平衡狀態(tài)因而會經(jīng)常遭到破壞。在實(shí)際運(yùn)行中，調(diào)節(jié)閥開度的變化量往往會過頭，使被控量在向給定值恢復(fù)過程中，出現(xiàn)反向偏差，即被控量會圍繞給定值上下波動，以后在調(diào)節(jié)器控制作用下，

4、波動越來越小，最終被控量會穩(wěn)定在新穩(wěn)態(tài)值（給定值或給定值附近），系統(tǒng)達(dá)到一個新的平衡。6. 靜態(tài)偏差的定義是什么？答：靜態(tài)偏差也稱穩(wěn)態(tài)偏差，是指在擾動和調(diào)節(jié)的共同作用下，調(diào)節(jié)過程結(jié)束后，被調(diào)參數(shù)的新穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差，也稱為靜差。顯然，穩(wěn)態(tài)偏差越小，系統(tǒng)的靜態(tài)精度越高。7. 何謂上升時間tr和峰值時間tp？其物理意義是什么？圖3 改變給定值的控制系統(tǒng)動態(tài)過程曲線答：對于改變給定值的控制系統(tǒng)，上升時間表示從原來給定值上升到新給定值所花時間，用Tr來表示；峰值時間是指從原來狀態(tài)上升到最大動態(tài)偏差值時所花時間，用Tp表示，如圖3所示。8.控制系統(tǒng)常采用的典型輸入信號有哪幾種？答：主要有階躍信號

5、、速度信號、加速度信號及脈沖信號等。其中階躍信號對系統(tǒng)影響最大，所以一般用階躍信號來評價控制系統(tǒng)的性能。9.評定定值控制系統(tǒng)動態(tài)過程品質(zhì)有哪些指標(biāo)?調(diào)節(jié)器控制作用強(qiáng)弱對這些指標(biāo)有何影響?答：(l)最大動態(tài)偏差，這是動態(tài)精度指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，動態(tài)精度高；(2)衰減率，這是穩(wěn)定性指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，穩(wěn)定性降低；(3)振蕩次數(shù)N。這也是穩(wěn)定性指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，N，穩(wěn)定性降低；(4)過渡過程時間ts:這是系統(tǒng)反應(yīng)快慢的指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用太強(qiáng)或太弱都會使ts。(5)靜態(tài)偏差，這是靜態(tài)精度指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，靜態(tài)精度高。10.評定改變給定值的控制系統(tǒng)動態(tài)過程品質(zhì)有哪些指標(biāo)?調(diào)節(jié)器控制作用強(qiáng)弱對這些指標(biāo)有何影響?答

6、：(1)超調(diào)量,這是穩(wěn)定性指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng), ，穩(wěn)定性降低。(2)上升時間tr,這是系統(tǒng)反應(yīng)快慢的指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，系統(tǒng)反應(yīng)快，tr；(3)峰值時間tp,這也是系統(tǒng)反應(yīng)快慢的指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，系統(tǒng)反應(yīng)快，tr；(4)振蕩次數(shù)N。這是穩(wěn)定性指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，N，穩(wěn)定性降低;(5)過渡過程時間ts。這是系統(tǒng)反應(yīng)快慢的指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用太強(qiáng)或太弱，都會使ts；(6)靜態(tài)偏差，這是靜態(tài)精度指標(biāo)，調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，靜態(tài)精度高。12.寫出各種調(diào)節(jié)規(guī)律優(yōu)缺點(diǎn)、參數(shù)調(diào)整及適用場合。答：各種調(diào)節(jié)器的優(yōu)缺點(diǎn)、參數(shù)調(diào)整及適用場合如下表。名稱優(yōu)缺點(diǎn)參數(shù)調(diào)整適應(yīng)場合雙位式優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡單缺：精度差上下限值調(diào)整通過改變銷釘位置來進(jìn)行控

7、制質(zhì)量要求不高的場合，如蒸汽壓力控制，液位控制等。比例（P）優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)快，缺：精度差存在靜態(tài)偏差比例帶PB，PB，比例作用減小精度要求不高的場合，如液位、壓力控制。積分（I）優(yōu)：精度高，無差調(diào)節(jié)缺：振蕩性強(qiáng)積分時間TI，TI，積分作用減弱實(shí)際中不單獨(dú)使用。比例積分（PI）優(yōu)：精度高，無差調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)迅速，無滯后缺：最大動態(tài)偏差較大比例帶PB，積分時間TI 。由于積分作用，PB要比純比例調(diào)節(jié)值高20對精度要求高的場合使用。應(yīng)用最廣，多數(shù)系統(tǒng)可使用。微分（D）優(yōu)：能超前調(diào)節(jié)缺：對靜差無作用微分時間TD，TD，微分作用增強(qiáng)實(shí)際中不單獨(dú)使用。液位系統(tǒng)不適用比例微分（PD）優(yōu)：能超前調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)迅速缺

8、：存在靜差比例帶PB，微分時間TD。PB可以比純比例調(diào)節(jié)值低20對慣性大，延遲時間長的系統(tǒng)適應(yīng)比例積分微分（PID）優(yōu)：能超前調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)迅速，精度高，性能完美缺：系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，比例帶PB，積分時間TI，微分時間TD。適用于對象容量滯后和慣性較大、不允許有靜差的系統(tǒng)。14 PB對動態(tài)過程品質(zhì)的影響：PB小，比例作用強(qiáng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，但最大動態(tài)偏差變小，靜態(tài)偏差變?。?PB大，比例作用弱，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好，但最大動態(tài)偏差變大，靜態(tài)偏差變大。當(dāng)PB過大或過小時，過渡過程時間都會加長15比例作用主導(dǎo)，及時響應(yīng)偏差積分作用輔助，消除靜態(tài)偏差衡量PI作用的參數(shù)：比例系數(shù)K和積分時間TiTi小，積分輸出

9、大，積分作用強(qiáng)；Ti大，積分輸出小，積分作用弱；16微分時間Td衡量微分作用強(qiáng)弱Td大，微分消失慢，微分作用強(qiáng)； Td小，微分消失快，微分作用弱。1718.在雙位系統(tǒng)中，用壓力繼電器檢測壓力信號，若壓力下限調(diào)在0.45MPa，幅差旋紐調(diào)在3檔，則壓力上限值為多少？（幅差范圍0.070.25MPa）答：則，19. 有一溫度控制系統(tǒng)，量程是30100，對應(yīng)的氣壓信號是0.020.1MPa，在一次比例帶測試中，當(dāng)t=50時調(diào)節(jié)器輸出為0.098 MPa，當(dāng)t=42時調(diào)節(jié)器輸出為0.088MPa,問比例帶帶是多大?放大倍數(shù)K是多大?答：放大倍數(shù)： 比例帶：1何謂環(huán)節(jié)？它有什么特點(diǎn)？答：在傳遞方框圖中，

10、代表實(shí)際單元的每個小方框稱為一個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)必定有輸入量和輸出量，并用帶箭頭的信號線表示。特點(diǎn)：任何環(huán)節(jié)輸出量的變化均取決于輸入量的變化及該環(huán)節(jié)自身的特性，而輸出量的變化不會直接影響輸入量，即信號傳遞具有單向性。2反饋控制系統(tǒng)圖中的r,b,e代表什么信號？答：調(diào)節(jié)器有兩個輸入量，分別為給定值r和測量值b。給定值r(t)是運(yùn)行參數(shù)所希望控制的最佳值，測量值b(t)則是測量單元測得的運(yùn)行參數(shù)的實(shí)際值。被控量的測量值與給定值的差值稱為偏差，用e(t)表示，e(t)=r(t)b(t)。3什么是最大動態(tài)偏差emax?答：動態(tài)偏差是指在調(diào)節(jié)過程中被調(diào)參數(shù)偏離給定值的幅度，其最大值稱為最大動態(tài)偏差，用表示

11、。4衰減率j的定義是什么？j值多大為宜？答：所謂“衰減率”就是指每經(jīng)過一個周期以后，波動幅度衰減的百分?jǐn)?shù)，以表示，計算公式是，如圖2： 5過渡過程時間ts的定義是什么？實(shí)用上是如何規(guī)定的？答：過渡過程時間（亦稱調(diào)節(jié)時間）ts意指系統(tǒng)從受到擾動開始到被控量重新趨于穩(wěn)定建立新的平衡狀態(tài)為止所經(jīng)歷的時間。從數(shù)學(xué)上來講，過渡過程時間應(yīng)該是無窮大。在實(shí)用中，是這樣定義過渡過程時間的：在大于某一時刻后，被控量的波動范圍就始終在最終穩(wěn)態(tài)值的2（或5）之內(nèi)，這一時刻就是過渡過程時間。6超調(diào)量的定義是什么？它的大小說明什么？答：在改變給定值的控制系統(tǒng)， “超調(diào)量”就是指在衰減振蕩中，第一個波峰值減去新穩(wěn)態(tài)值與新

12、穩(wěn)態(tài)值之比的百分?jǐn)?shù)，以表示：，如圖3。7衰減過程的振蕩次數(shù)N一般要求幾次？答：衰減過程的振蕩次數(shù)N一般要求23次。19.寫出各種P、PI、PID調(diào)節(jié)器特性、影響參數(shù)及階躍響應(yīng)。答：比例P： 影響參數(shù)：比例帶PB，PB，比例作用減小階躍響應(yīng)：比例積分PI： 影響參數(shù)：比例帶PB，PB，比例作用減?。环e分時間Ti，Ti，積分作用減弱階躍響應(yīng)：比例積分微分PID： 影響參數(shù)：比例帶PB，PB，比例作用減??；積分時間Ti，Ti，積分作用減弱；微分時間TD，TD，微分作用增強(qiáng)階躍響應(yīng)：第二章 船用自動控制儀表二、問答題：1組成氣動儀表的基本元部件包括哪些?答:彈性元件、節(jié)流元件、氣體容室（氣容)、噴嘴擋

13、板機(jī)構(gòu)和氣動功率放大器。2彈性元件有哪幾種，各起什么作用? 答:彈性元件包括彈性支承元件和彈性敏感元件。 彈性支承元件如柱簧，片簧等，用于增加彈性敏感元件的剛度、確定彈性敏感元件的初始位置及用于儀表調(diào)零等。 彈性敏感元件包括波紋管、彈簧管、金屬膜片、橡膠膜片等，其作用是把所受的軸向力轉(zhuǎn)變成位移信號。3節(jié)流元件分哪兩大類?各有幾種形式?答:節(jié)流元件分為固定氣阻和可調(diào)氣阻兩大類。 固氣氣阻(恒節(jié)流孔)有毛細(xì)管式和小孔式; 可調(diào)氣阻(變節(jié)流孔)有圓錐一圓錐式，圓柱一圓錐式，圓球一圓錐式。4什么叫氣容?定容氣室和彈性氣室有什么不同?為什么?答:氣容用來表示氣體容室貯存空氣最的能力，即氣體容室內(nèi)每升高單

14、位壓力所需增加的空氣貯存量，用C表示氣容，則定容氣容C是常數(shù)，因?yàn)闅馐胰莘e不變，故每升高單位壓力其空氣的增加量不變。彈性氣室氣容不是常數(shù)，因壓力不同氣室內(nèi)波紋管伸長程度不同，故其容積是改變的，其氣容不同，儲存空氣量的能力也不同。5.氣動儀表的基本組成環(huán)節(jié)有哪些？畫出原理圖答：三個基本環(huán)節(jié)（放大、反饋、比較）構(gòu)成。其中，放大環(huán)節(jié)起信號放大作用，要求它具有較高的靈敏性和足夠大的功率輸出；反饋環(huán)節(jié)起信號的運(yùn)算作用，通常是把儀表的輸出信號P出通過反饋回路，送回到儀表的輸入端與輸入信號進(jìn)行綜合，比較環(huán)節(jié)起信號比較作用，使輸入信號與反饋信號在此比較，其輸出信號等于各信號的代數(shù)和。圖3-1-7 氣動儀表的組

15、成原理6.氣動儀表的比較環(huán)節(jié)起何作用？按什么原理工作？比較環(huán)節(jié)對兩個或兩個以上信號進(jìn)行綜合和比較，在比較環(huán)節(jié)上輸入信號和反饋信號所起的作用，是按線性疊加的關(guān)系進(jìn)行綜合。根據(jù)平衡原理的不同，可分為如下三種：位移平衡原理、力平衡原理、力矩平衡原理7.什么是耗氣型氣動功率放大器的起步壓力？試分析輸出壓力與輸入壓力之間的變化關(guān)系。見教材P138噴嘴擋板機(jī)構(gòu)有哪幾部分組成?試畫出其靜特性曲線，并標(biāo)明其工作段。答:噴嘴擋板機(jī)構(gòu)是由恒節(jié)流孔、背壓室、噴嘴、擋板等四部分組成，其工作的靜特性曲線如圖所示。橫坐標(biāo)是擋板開度，單位是微米，縱坐標(biāo)為背壓室壓力，單位為MPa，a-b兩點(diǎn)之間即為它的工作段，該工作段斜率很

16、大，可近似看做是一條直線。9.噴嘴擋板機(jī)構(gòu)后面為什么要串聯(lián)一個氣動功率放大器?耗氣型氣動功率放大器有什么特點(diǎn)?答:由于噴嘴擋板機(jī)構(gòu)中恒節(jié)流孔孔徑很小。盡管背壓室壓力可以在0.02-0.1MPa之間變化，但因空氣量太少，不能直接動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，同時信號傳遞較遠(yuǎn)的距離其壓力信號也會衰減，故在噴嘴擋板機(jī)構(gòu)后面必須串聯(lián)一氣動功率放大器，對噴嘴擋板機(jī)構(gòu)的輸出進(jìn)行氣體流量放大，或壓力和流量放大，即功率放大。耗氣型氣動功率放大器，對噴嘴擋板機(jī)構(gòu)的輸出不僅能進(jìn)行氣體流量放大，還能進(jìn)行壓力放大，在工作期間一部分工作氣體要從放大氣小孔排放大氣，故稱耗氣型氣動功率放大器。10.在氣動儀表中，節(jié)流盲室常置于什么環(huán)節(jié)中?

17、它起什么作用?答:在氣動儀表中，常把節(jié)流盲室置于正反饋回路中。用它可得到積分作用，通過調(diào)整節(jié)流盲室的可調(diào)氣阻，來整定積分時間。11.在氣動儀表中，比例慣性環(huán)節(jié)是怎樣實(shí)現(xiàn)的?它常置于儀表的什么環(huán)節(jié)中?起什么作用?答:在氣動儀表中，比例慣性環(huán)節(jié)是由彈性氣室再并聯(lián)一個節(jié)流閥組成的，它常置于儀表的負(fù)反饋回路中，可實(shí)現(xiàn)實(shí)際微分作用，通過調(diào)整比例慣性環(huán)節(jié)的節(jié)流閥可整定微分時間Td。12.什么是儀表的基本誤差、附加誤差、絕對誤差、相對誤差?什么是儀表的精度?它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系?答：基本誤差：是指儀表的最大絕對誤差與儀表測量范圍（量程）之比的百分?jǐn)?shù)?；菊`差的產(chǎn)生主要是由于儀表結(jié)構(gòu)中的間隙、摩擦、刻度不

18、均或分度不準(zhǔn)等原因所造成的，即為儀表本身缺陷所造成的誤差。它是衡量儀表好壞的一個重要指標(biāo)。附加誤差：是儀表在使用中，由于外界條件的影響，如環(huán)境溫度、濕度、振動等所引起的誤差。一般在儀表設(shè)計中預(yù)先都采取了一些補(bǔ)償措施來減小附加誤差，但不可能徹底消除。在儀表的說明書中，規(guī)定了使用方法和使用條件 , 以免帶來過大的附加誤差。絕對誤差：是指儀表的指示值與被測參數(shù)的真值之差的絕對值，又稱為指示誤差，若儀表表示的被測參數(shù)值為 A, 而被測參數(shù)的真值是 A。, 則絕對誤差可表示為： =A-A。 相對誤差：是指儀表的絕對誤差所占該儀表指示值的百分?jǐn)?shù)儀表的精度是指儀表在規(guī)定條件下允許的最大絕對誤差占儀表的最大測

19、量范圍(量程)的百分?jǐn)?shù)，即: 儀表的相對誤差和精度都是儀表精確度的指標(biāo)，一般情況下，儀表的相對誤差小，儀表的精度高，但要求出相對誤差必須先求絕對誤差，而絕對誤差是在某一個指示值下，其真值與指示值之間的差值，真值是很難得到的，而精度是最大指示誤差與全量程比值的百分?jǐn)?shù)，應(yīng)用很廣泛，常取掉百分號的數(shù)值就作為該儀表的精度。從上式可看出若已知儀表的量程和精度則可以確定該儀表的基本誤差。131415.氣動變送器是由哪兩部分組成的?各起什么作用?答:氣動變送器是由測量部分和氣動轉(zhuǎn)換部分組成的。 測量部分是把測量信號成比例地轉(zhuǎn)變成軸向推力； 氣動轉(zhuǎn)換部分是把測量信號成比例的轉(zhuǎn)變成0.020.1MPa的氣壓信號

20、，作為儀表的輸出。16.簡述單杠桿差壓變送器的工作原理？答：當(dāng)變送器處于平衡狀態(tài)時，測量力矩與反饋力矩相等，可用下式表示為：M 測 =M 反即： 式中：K 單單杠桿差壓變送器的放大系數(shù)（比例系數(shù)）。可見，差壓變送器的輸出 P 出與測量信號P之間是一一對應(yīng)關(guān)系。17.簡述對氣動單杠桿差壓變送器調(diào)零和調(diào)量程的必要性及過程?答：所謂差壓變送器的調(diào)零是指，當(dāng)輸入的測量信號P=0 時，變送器的輸出應(yīng)該為0.02MPa。如果不等于 0.02MPa 。調(diào)零時，使正、負(fù)壓室均通大氣或彼此相通為此，使輸入P=0，然后通過調(diào)整調(diào)零彈簧8, 改變擋板與噴嘴之間的初始開度，直到P=0,P出=0.02MPa為止。這就是

21、調(diào)零的操作步驟。所謂調(diào)量程是指，當(dāng)測量信號達(dá)到所要測量的最大值時，變送器的輸出應(yīng)該為P出=0.1MPa 。如果不等于0.1MPa,則需要通過上下移動反饋波紋管來調(diào)量程。由于輸出壓力最大值為0.1MPa，所以K 單越小，P 就要越大，也就是測量值的變化范圍越大，即說量程增大了。一般來說在單杠桿差壓變送器已經(jīng)造好后 ,測量膜盒和反饋波紋管的面積以及測量膜盒距支點(diǎn)的長度都是固定不變的。所以在 K 單的表達(dá)式中，只有 l2 的大小是可調(diào)的，即松開鎖緊螺母11和縮緊螺釘2后可沿主杠桿上下移動反饋波紋管 10。上移波紋管 10,l2 增大 ,K 單減小 , 可增大量程。下移波紋管 10,l2 減小 ,K

22、單增大 , 則量程將減小。需要注意的是零點(diǎn)和量程的調(diào)整是不可能一步到位的，需數(shù)次調(diào)整，即先調(diào)零位，零位調(diào)準(zhǔn)后再調(diào)量程，然后再調(diào)零位，如此反復(fù)。有經(jīng)驗(yàn)者往往也要經(jīng) 23 次調(diào)整才可把零點(diǎn)和量程調(diào)準(zhǔn)。此外零點(diǎn)和量程調(diào)好后，一定不要忘記把波紋管的鎖緊螺母扭緊。18.什么叫遷移？為何檢測鍋爐水位采用負(fù)遷移？答：而零點(diǎn)遷移則是把測量起始點(diǎn)由零遷移到某一數(shù)值(正值或負(fù)值)。當(dāng)測量起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽?，稱為正遷移；反之，當(dāng)測量起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱為負(fù)遷移。如果把參考水位管接正壓室，測量水位管 接負(fù)壓室，這時差壓變送器輸入的壓差信號P為正值，差壓變送器是能正常工作的。但隨著鍋爐測量水位的上升，P卻減小

23、，變送器輸出信號也隨之減小。這樣，變送器的輸出與鍋爐測量水位的變化方向正好相反，顯示儀表指示鍋爐的水位方向必然相反。這完全不符合人們的習(xí)慣，很容易給管理人員造成錯覺。為了有效解決這個問題，我們可把參考水位管接到差壓變送器的負(fù)壓室上，把測量水位管接到正壓室。現(xiàn)在變送器的輸出就可與鍋爐測量水位的變化方向一致，即隨著測量水位的升高，變送器正壓室的壓力不斷增加。同時進(jìn)行負(fù)遷移。1920比例作用調(diào)節(jié)：關(guān)小Rp （氣阻增大），正反饋減弱，綜合負(fù)反饋增強(qiáng)，比例作用減弱，PB增大積分作用調(diào)節(jié)：關(guān)小Ri（氣阻增大），慣性環(huán)節(jié)的慣性增大，Ti增大，積分作用減弱21結(jié)構(gòu)與工作原理：按位移平衡原理工作 假定燃油黏度增

24、大，差壓變送器輸出一個與之成比例的增大的氣壓信號，并經(jīng)控制板送人彈簧管，彈簧管張開，GH桿經(jīng)FG桿推動向上移動。以E軸，HEN桿和HED桿均逆時針轉(zhuǎn)動，它一方面使MN桿右移，使黑色測量指針繞軸Q向指示黏度增大的方向轉(zhuǎn)動；另一方面，由于D點(diǎn)右移，使AC桿繞C軸逆時針轉(zhuǎn)動。BO桿右移，OO桿以O(shè)為支點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)動，擋板離開噴嘴，噴嘴背壓下降，經(jīng)氣動功率放大器使調(diào)節(jié)器輸出壓力降低 （這是反作用式調(diào)節(jié)器)。 這一降低的壓力信號分四路。一路是送入氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥，開大蒸汽調(diào)節(jié)閥使燃油黏度降下來。二路是與微分氣室中的波紋管相通，波紋管收縮，波紋管外面的氣室壓力略有降低，則比例波紋管的壓力略有降低。OO桿略有下移

25、，使擋板稍微靠近一點(diǎn)噴嘴。這一負(fù)反饋很弱，不足以抵制擋板繼續(xù)離開噴嘴，調(diào)節(jié)器的輸出會大大降低，調(diào)節(jié)閥開度很大，這就是調(diào)節(jié)器的微分輸出，三路是調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)微分閥與微分氣室相通，微分氣室壓力經(jīng)微分閥不斷向壓力降低的P出放氣，其壓力不斷降低，比例波紋管的壓力不斷降低，OO桿不斷下移，負(fù)反饋?zhàn)饔貌粩嗉訌?qiáng)，擋板不斷靠近噴嘴，調(diào)節(jié)器的輸出信號不斷增大。四路是積分波紋管的壓力不斷經(jīng)積分閥放氣而降低，OO桿上移，使擋板又逐漸離開一點(diǎn)噴嘴，這一附加的正反饋使調(diào)節(jié)器輸出壓力有所降低22.何謂氣開式、氣關(guān)式氣動執(zhí)行器？與氣動執(zhí)行部分及調(diào)節(jié)閥的作用方式有什么關(guān)系？答：氣開式執(zhí)行器：調(diào)節(jié)閥的開度變化與執(zhí)行器輸入壓力信

26、號同方向變化；輸入信號增加，輸出開度增加；輸入信號減小，輸出開度減小。氣關(guān)式執(zhí)行器：調(diào)節(jié)閥的開度變化與執(zhí)行器輸入壓力信號反方向變化；輸入信號增加，輸出開度減??；輸入信號減小，輸出開度增加。1.在氣動單杠桿差壓變送器中。測量膜盒是怎樣組成的?它的作用是什么?為什么有的測量膜盒大，有的測量膜盒小?答:把兩組金屬膜片用滾焊的辦法焊接在基座和硬芯上，膜片之間抽成真空，然后充注硅油，充滿硅油的作用是傳遞軸向力及對金屬膜片的移動起阻尼作用，硬芯上加裝密封圈，防止在單向受力的情況下，把膜片壓壞，測量膜盒的作用是把正、負(fù)壓室所承受的壓差信號。p轉(zhuǎn)換成軸向推力，F(xiàn)是膜盒的有效面積，測量膜盒大小反映了其有效面積的

27、大小，測量膜盒越大，即F大，則測量的壓差信號p數(shù)量級越小，如微差壓變送器；測量膜盒越小，即F小，則側(cè)量的壓差信號p數(shù)量級越大，如高差壓變送器。氣動執(zhí)行器的類型與氣動執(zhí)行部分及調(diào)節(jié)閥的作用方式的關(guān)系如下：2.氣動功率放大器的分類及階段。氣動儀表中所用的功率放大器主要有兩種，一種是不泄氣型功率放大器，即在穩(wěn)態(tài)工作時，排氣閥關(guān)閉，泄氣量很少，故稱為不泄氣型功率放大器；另一種是泄氣型功率放大器，即在任何情況下工作時，永遠(yuǎn)有部分氣體從排氣孔排泄出去，耗氣量較大，故稱為泄氣型（耗氣型）功率放大器。從圖中可以看出,彈性組件的整個工作過程可分為下述三個階段:（1）消除間隙階段：當(dāng)輸入信號等于大氣壓力時，金屬膜

28、片與閥桿之間存在一個間隙。當(dāng)輸入信號開始增大時，金屬膜片的位移使逐漸減小。當(dāng)增加到時為0，如圖中直線段 I,該階段又稱為消除間隙階段。（2）相持階段：當(dāng)由繼續(xù)增大時，由于金屬膜片承受的推力不足以克服彈簧片 3 的預(yù)緊力及氣源對球閥的作用力，金屬膜片2與閥桿均無位移，即圖中水平段，這一階段稱為相持階段。（3）放大階段（工作段）：當(dāng)信號壓力升至后，閥桿開始有位移，放大器有輸出壓力，此時位移量與輸入信號壓力的變化量成比例地變化，其比例系數(shù)取決于有效面積 F 和彈性組件的剛度，其值可近似地看作常數(shù)。如圖中直線段，此階段是放大器的工作段。第三章 機(jī)艙自動控制系統(tǒng)二.簡答題：1.簡述氣缸冷卻水溫度控制系統(tǒng)

29、的類型、功能以及特點(diǎn)？答：柴油機(jī)在運(yùn)行時，氣缸套和缸蓋必須用淡水冷卻，冷卻水的出口溫度通常在4575之間。氣缸冷卻水溫度控制系統(tǒng)通?？煞譃橹苯幼饔檬胶烷g接作用式兩大類：直接作用式是指冷卻水溫度控制系統(tǒng)不用外加能源，而是將裝在冷卻水管路中的溫包或感溫盒內(nèi)充足低沸點(diǎn)液體，利用其壓力隨溫度成比例變化的特性直接推動三通調(diào)節(jié)閥來改變經(jīng)冷卻器水的流量和旁通水流量，以控制冷卻水溫度在給定值附近。直接作用式調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡單，但是只能實(shí)現(xiàn)比例控制，存在靜差，所以其精度低，誤差大，主要用于小型主機(jī)和副機(jī)。在對冷卻水溫度精度要求較高的情況下，如對于中大型主機(jī)，使用直接作用式調(diào)節(jié)器是不適宜的，一般采用間接作用式（如電動

30、和氣動）控制系統(tǒng)。間接作用式是指冷卻水溫度控制系統(tǒng)需要在外加能源的作用下進(jìn)行調(diào)節(jié)，目前常用的氣動和電動控制系統(tǒng)屬于間接作用式。該作用方式根據(jù)需要可實(shí)現(xiàn)比例微分、比例積分等作用規(guī)律，調(diào)節(jié)精度高，誤差小。目前主要有MR-型電動冷卻水溫度控制系統(tǒng)和單片機(jī)式的中央冷卻水控制系統(tǒng)，下文將詳細(xì)介紹其功能和控制原理。微機(jī)控制的柴油機(jī)冷卻水溫度控制系統(tǒng)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于主機(jī)上，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的智能化控制功能，并在此基礎(chǔ)上逐步引入變頻調(diào)速、模糊控制等先進(jìn)技術(shù)。2.簡述氣缸冷卻的方法？答：柴油機(jī)冷卻水溫度控制的方法是把氣缸冷卻水分成兩部分:一部分通過淡水冷卻，經(jīng)海水冷卻使溫度降低；另一部分不通過淡水冷卻器，即通過旁通的方法直接與通過冷卻的淡水混合，然后進(jìn)入柴油機(jī)氣缸的冷卻空間。若冷卻水溫度偏高，通過三通閥減少旁通的淡水量，增多通過冷卻器的淡水量。如下圖。3.在采用WALTON恒溫閥組成的氣缸冷卻水溫度控制系統(tǒng)中，若發(fā)現(xiàn)冷卻水溫度不可控地升高，將采取什么措施?如何判斷故障出在哪個部位?答：若發(fā)現(xiàn)冷卻水溫度不可控地升高，要用扳手扳動