《自動(dòng)化儀表與過程控制》習(xí)題及思考題

《自動(dòng)化儀表過程控制》習(xí)及思考題習(xí)一1、設(shè)有一溫測量儀表，量程為。g精度為0.5級(jí)試求該儀表允的最大絕對(duì)誤、分格值的下值和靈敏限的上限？2、為什么熱偶測溫時(shí)要進(jìn)行冷溫度補(bǔ)償？如何進(jìn)補(bǔ)償？3、用熱電偶溫時(shí)，為什么要用償導(dǎo)線？補(bǔ)償導(dǎo)線起冷端溫度補(bǔ)償?shù)挠脝幔?、用鏢銘-鏢硅(分度號(hào)：K)熱電偶作時(shí)，冷端溫度TO=30測得熱電偶的電勢：T)=39.29mv,求被介質(zhì)的實(shí)際溫度?5、熱電偶冷溫度補(bǔ)償橋路如下所示。已知∕∣=∕2=0A,熱電偶為鏢銘-銅銀熱電偶。求補(bǔ)償電阻扁,在基準(zhǔn)溫度"時(shí)的阻值。習(xí)二1、已知粕錯(cuò)-伯、銅康銅熱電偶具下圖所示溫度特，其中&<&<(<儲(chǔ),試設(shè)計(jì)一個(gè)非性反饋電路，簡述其工作原理。

2、型熱電阻溫度送器的線性化器理圖及熱電阻非線特性如下兩圖所示。求，與用的關(guān)表達(dá)式，并簡其線性化原理.3、有兩只DDZ-Ill型溫度變送器，只變送范圍為IoOo°c,另一只變送范圍為,這兩只表的精度等級(jí)為0.5,若用這兩只表測量~15OO的溫度試問用哪只表測時(shí)誤差小些？配合熱電偶使)習(xí)三1、什么是絕壓力、表壓力和真度？其關(guān)系如何？2、為什么一工業(yè)上的壓力計(jì)都成測表壓或真空度而不做成測絕對(duì)壓的形式？3、某壓力表測量范圍為O-IPa,精度等級(jí)為，試問此壓力允許的最大絕對(duì)誤差是多少若采用標(biāo)準(zhǔn)壓計(jì)來校驗(yàn)該壓力表在校驗(yàn)點(diǎn)為?5Pa時(shí),標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)的數(shù)為0,508Pa,試問被校壓力表在這一點(diǎn)否符合1級(jí)精度？為什么？4、若測量某器壓力，工藝要求力為：?05VP,現(xiàn)可供選的彈簧管壓力表的精度有LO、、2.5X及4.0,可供選擇的量有：0-2.5,及(MPa),試選擇彈管壓力表的量程精度等級(jí)？5、現(xiàn)有一只量范圍在0~L6MPa,精度為級(jí)的普通彈簧壓力表校驗(yàn)后,其結(jié)果如下：標(biāo)準(zhǔn)上行下行

MPaMPaMPa

000

0.385

1.195

1.595試問這只表是合格?

6、液位檢測統(tǒng)如圖所示。已知壓變送器的量程為IOOOmm水柱，要求液體h從變化壓送器的輸出電為問這只差壓變送器是否需要零點(diǎn)移？正遷移還負(fù)遷移？遷移量是少？（假設(shè)p/;p=Ig/il2

）7、根據(jù)下圖示的曲線特性，說各曲線所表示的遷情況，并寫出曲線遷移量和儀表的程。8使用壓變送器測量鍋液（如下圖示壓變送器的量程?要求液位從O到變，差壓變送器應(yīng)的輸出電流為?20MA。設(shè)測介質(zhì)水的密度夕=lg∕差壓變送器是否需要遷移？遷移量是少？是正遷移是負(fù)遷移？（）變送器實(shí)際量范圍為多少？

習(xí)四K畫出節(jié)器接收下列輸信號(hào)后，輸出隨時(shí)變化的曲線。2、實(shí)際調(diào)節(jié)用于自動(dòng)控制統(tǒng)中，調(diào)節(jié)結(jié)果否完全消除靜差？什么？3、如圖所示節(jié)器，求其傳遞函。并說明其有何種節(jié)規(guī)律？（設(shè)IC為理想組件）4、為什么自調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，一般單獨(dú)使用微分調(diào)節(jié)律？5、校驗(yàn)調(diào)節(jié)微分時(shí)間時(shí)，各開位置如下：P=100%,（=置于被測擋給定值=測得輸入-輸出關(guān)系曲線如所示，求此時(shí)際的微分時(shí)間51020

ii習(xí)五1\有一控制液面的比例節(jié)器，當(dāng)液面高度0.5m到時(shí)調(diào)節(jié)器的輸壓力相應(yīng)地從底/7c病到0.68依Ac/試問這臺(tái)調(diào)器的實(shí)際比例度和比例放大倍數(shù)是多？已知液面高變化范圍從節(jié)器輸出壓力變化范圍為~1依/5?.2、何謂積分間？如何測定它？3、在自動(dòng)控系統(tǒng)中，為什么一不單獨(dú)使用積分作？

、設(shè)DTLI21節(jié)器（II型）為作用理想調(diào)節(jié)器=（=305,7=0,在該調(diào)節(jié)器輸入圖所示波形時(shí),求：（1）該調(diào)節(jié)在給定輸入下，調(diào)器輸出的函數(shù)表達(dá)；（2繪出該調(diào)節(jié)器此輸入作用下的出響應(yīng)曲線，并標(biāo)出各關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)值。（

。（「）=0向

。5、檢驗(yàn)調(diào)節(jié)積分時(shí)間時(shí)，各開位置如下：T=O,正作用，定值=經(jīng)測量cl得輸入-輸出關(guān)系曲如下圖所示。求此實(shí)際比例度P和積分時(shí)間％.（已知f=時(shí)，I=QmA0I(mA)

zz6、為什么DDZ-IIl型調(diào)節(jié)器要偏差差動(dòng)電平移輸入電路7什么DDZ-Ill型調(diào)節(jié)器可以不改變積分容的大小能改變積分時(shí)間大?。?DDZ-Ill型調(diào)節(jié)器有兩種手動(dòng)操作電路這兩種手動(dòng)操作與動(dòng)之間的切換（共6種切換）能實(shí)現(xiàn)無平衡、無動(dòng)切換？哪些是雙無”切換？哪些是？9設(shè)有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)度變送器的量為c,節(jié)器采用DTL-121（DDZ-Il型處于PlD工作態(tài)。系穩(wěn)定時(shí)測得被調(diào)溫度850°c,調(diào)器輸出電流為4mA在擾動(dòng)作用下，被調(diào)溫度偏離給值，經(jīng)過一段間的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)又重新穩(wěn)下來，此時(shí)調(diào)器的輸出已從4mA增加到8mA,問調(diào)節(jié)結(jié),被調(diào)溫度應(yīng)為多？（調(diào)節(jié)器正作用開關(guān)置'正'，溫度變送器誤差不計(jì)。10、某反作用理想電動(dòng)調(diào)節(jié)（==（min）試畫出調(diào)節(jié)器輸入下圖所波形時(shí),該調(diào)節(jié)器的輸出應(yīng)曲線，并標(biāo)注出關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)值。

(mA)/(min)習(xí)六1、電子電位計(jì)測量電路如下圖示。已知E=W,I4mA,I2mA,R=90Q若采用鑲銘鑲硅熱電偶配此電子電位i2p差計(jì)測量某爐，測量范圍在試計(jì)算橋路中各電阻值。

2、如下圖所為電子電位差計(jì)線圖，其中凡為冷端度補(bǔ)償電阻,25C。時(shí)的阻值為5。，平均電溫度系數(shù)為：=4×10-

∕C

,支路電流I=2mA°定熱電偶的熱電勢是IOOCo4mV,并溫度與熱電勢呈性關(guān)系，問室溫25C化到50C°時(shí)電阻與能否補(bǔ)償？

0變習(xí)七1、某一控制統(tǒng)中，有一臺(tái)直通座調(diào)節(jié)閥，被控介為水，最大流量：QmaX=100?3其最小壓差為,最小量為：Q=20m最大壓差為：aX=O?5MP,mm特性，并求調(diào)閥的口徑與,4?

S=Q.5,試定調(diào)節(jié)閥的流量2、如圖所示統(tǒng)，已知介質(zhì)過熱，易結(jié)焦。(畫出系統(tǒng)方框圖(2)調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣開閥還是氣閥？(3)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器PC該是正作用還反作用？

2502503、如下圖所反應(yīng)器溫度控制系。要求）畫出控制系統(tǒng)方框圖（2）巳知反應(yīng)器溫度能過高則會(huì)發(fā)生事故確定調(diào)節(jié)閥的開氣關(guān)型式）確定主調(diào)節(jié)器副調(diào)節(jié)器的正反作用。習(xí)八1、描述對(duì)象學(xué)模型的特征參數(shù)哪些？哪些被稱為態(tài)參數(shù)？哪些被為靜態(tài)參數(shù)？為什？2、如圖所示位系統(tǒng)，其輸入量Q,輸出量為（被調(diào)參數(shù)）容量系數(shù)，并設(shè)用均為線性液，試求：（）對(duì)象的微分方程；（）畫出對(duì)象的方塊圖；（）利用方框圖的簡，求其傳遞函：GOS）=號(hào)學(xué)3、一液位對(duì)，其階躍響應(yīng)特性驗(yàn)結(jié)果為:t(sec)

0

1

208018030040060000.228.811.814.4階躍擾動(dòng)量為∕=試用一階純滯后近似算法求取對(duì)象的數(shù)模型。t

_5_54、某一對(duì)象階躍擾動(dòng)用下，其響應(yīng)變化情況為:t(sec)

O12___56

7____8____1044.24.5試用兩點(diǎn)法求對(duì)象的數(shù)學(xué)模。

_5.6

5.85___

65\圖示位對(duì)象的輸入量Qi,流出量為，。3，液位h為被控參數(shù)。設(shè)為容量系數(shù)，并串凡,為均為線性液阻，求a)對(duì)象的微方程組；b)畫出對(duì)象的方框圖；c)象的傳遞函數(shù)GO(S)=黑.6、某液位對(duì)，其輸入量為20m3∕h,液位h穩(wěn)定在IOm，現(xiàn)進(jìn)水流量然加大到30m3(如圖所示)，液位h的反應(yīng)曲線如下圖所，試求:(1)

該對(duì)象的頻域述形式：GO(S)=

(2)該對(duì)象的特性參數(shù)有哪？其值為多少？哪是動(dòng)態(tài)特性參數(shù)？些是靜態(tài)特性參？

習(xí)九1對(duì)象的控制通和擾動(dòng)通道對(duì)系統(tǒng)控制質(zhì)量有何影響2、怎樣選擇控參數(shù)和控制參數(shù)3一熱交換（如圖所示用蒸汽將其中水加熱到一定溫的熱水生產(chǎn)工藝要求熱水溫應(yīng)保持定值（"±1°C）,試設(shè)計(jì)一個(gè)單回路反饋控制系統(tǒng)要求1畫出工藝流程圖并明選用儀表名稱2確定調(diào)節(jié)閥的開氣關(guān)形式；（3確定調(diào)節(jié)器的正反作用蒸汽->wU→冷水--------------熱水4在生過程中要求控水箱液位故計(jì)了圖示液位值控制系統(tǒng)如果水箱受到一個(gè)階擾動(dòng)f的作用，試求：d）當(dāng)調(diào)節(jié)器比例作用時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差？）當(dāng)調(diào)節(jié)器為比積分作用時(shí)，統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差？5、如圖所示一盤管式換熱器，藝要求物料出口溫要穩(wěn)定，試設(shè)計(jì)一回路控制系統(tǒng)要求（1確定被調(diào)參數(shù)和調(diào)參數(shù)（2）確可能的調(diào)節(jié)方案,畫出其控制系流程圖和方框；（3確定最佳調(diào)節(jié)方案，并說明理由。

加熱習(xí)十1、某溫度控系統(tǒng)的給定值為200C。在單位階躍干擾用下的過渡過程線如下圖所示試分別求出該程的各項(xiàng)品質(zhì)指（最大動(dòng)態(tài)偏差超調(diào)量、衰減比、余差）。2、調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用PD調(diào)節(jié)器時(shí)的差為什么比純比例用時(shí)?。?、在達(dá)到相控制質(zhì)量的前提下為什么系統(tǒng)采用PI用時(shí)，其放大數(shù)KC比采用純比例作的KC?。?、某單回路節(jié)系統(tǒng)采用調(diào)器，在階躍擾作用下，被調(diào)參數(shù)波動(dòng)若為下面三種情況問應(yīng)將比例度積分時(shí)間作如何調(diào)后，調(diào)節(jié)過程才比好？為什么？

習(xí)十1、為什么要定調(diào)節(jié)器參數(shù)？其質(zhì)是什么？2、某一控制統(tǒng)，已知調(diào)節(jié)器的=L7,用41衰曲線法測得：Kι=50%K=5(m?),試求(1)當(dāng)調(diào)節(jié)器采用Pl控制規(guī)律時(shí)的P和;(2)當(dāng)調(diào)節(jié)器采用控制規(guī)律時(shí)的P,TTid3、某自動(dòng)控系統(tǒng)采用DDZ-IIl型調(diào)節(jié)器。1),臨界比例度法定調(diào)節(jié)器參數(shù)，已測得：2=30%,("3(min),試求：(1)當(dāng)調(diào)節(jié)器采用PI控規(guī)律時(shí)的P和Z;(2)當(dāng)調(diào)節(jié)器采用控制規(guī)律時(shí)的P,TTid4、在單回路節(jié)系統(tǒng)中，設(shè)調(diào)節(jié)象的傳遞函數(shù)為

3=含了調(diào)節(jié)器采用比例作用求〃=時(shí)，調(diào)節(jié)的整定參數(shù)P。5、在單回路節(jié)系統(tǒng)，采用比例分調(diào)節(jié)器，已知控對(duì)象的傳遞函數(shù):---------------°(S++5)

求〃=0.75時(shí)，調(diào)節(jié)器的整參數(shù)和Z的值。習(xí)十1、某化工廠石油裂解氣冷卻系中，通過液態(tài)丙稀汽比來吸收熱量，保持裂解氣出口度的恒定。已主要干擾為丙稀氣壓力不穩(wěn)定為此，希望設(shè)計(jì)以裂解氣口溫度為主要參數(shù)，丙稀氣化壓力為付參數(shù)的串級(jí)調(diào)系統(tǒng)。標(biāo)明信號(hào)遞方向和調(diào)節(jié)的正反作用，并畫系統(tǒng)方框圖。

zz2、液位對(duì)象圖所示。工藝要求箱的液位高度保持恒定。主擾動(dòng)為輸入介質(zhì)壓力波動(dòng)較希望設(shè)計(jì)一個(gè)自調(diào)節(jié)系統(tǒng),使系統(tǒng)具有較為滿的品質(zhì)指標(biāo)。要求：（1）畫控制系統(tǒng)原理圖（2確定調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)器形式。習(xí)十1、在生產(chǎn)硝的過程中，要求氨量和空氣量保持一的比值關(guān)系。在正情況下，工藝指規(guī)定氨氣流量：210077?/〃；空流量為：22007，/〃氨氣流量表的量程0~3200空氣流量的量程為：√比值系數(shù)。畫出可現(xiàn)上述