1.自动化系统的分类和组成，掌握控制仪表和装置的工作原理和基本结构，了解各控制仪表和装置在自动化系统中的作用和
完成功能。如控制单元、执行单元、安全栅等控制仪表和装置在控制系统中的位置、作用和完成的功能
2.2：掌握控制仪表和装置的使用或开发方法，能够根据特定的工艺需求进行控制器的编程开发或组态，完成控制方案的实
施和控制算法的实现。如完成PLC的I/O分配、接线和编程，进行数字调节器的设置实现PID算法。
3.掌握控制仪表和装置的特点和适用场合，在进行控制系统方案设计时，能够根据安全、经济等因素进行方案的优选，完成
控制仪表的选型和系统连接的设计。如进行执行器的选择与计算、完成控制系统的连接。你对自己的评价是( )。
4.了解控制仪表和装置的发展趋势，理解节能和环保的内涵，在进行控制仪表和装置的选型和维护时，能综合考虑节能和环
保的因素。如理解调节阀调节流量的方式与变频器调节方式的不同，如调节阀如何防止介质泄漏，执行器发展的趋势等。
●三线制变送器为什么不能采用220VAC作为电源?
三线制变送器是四线制的变形，将信号地和电源地合为一体，信号是直流的，电源若是交流的，两个地是不能合在一起的。所以三线制变送器的电源只能是直流的24V.
●两线制变送器为什么不用采用220vAC电源？
电源、变送器、控制器构成一个回路，回路电流只能是直流的4-20mA，所以不能有220V交流电源供电●数字调节器、可编程调节器和可编程控制器的区别和应用场合
数字调节器和可编程调节器是一个领域的，都是起源过程控制领域的，数字调节器包含可编程调节器，数字调节器包括简单数字调节器和可编程调节器，可编程就是功能更多，可以编程的数字调节器但数字调节器和可编程数字调节器都是回路比较少的，一般顶多4回路的，而且基本上都是只能是过程控制的，不能用于顺序控制。
可编程控制器是起源于顺序控制领域的，适用于开关量控制场合的，目前也可用于过程控制领域，但多用于开关量（联锁）比较多，也有回路控制的场合。
若是炼厂、化工厂、海上平台等场合，回路控制特别多，联锁也很多，可以回路控制用DCS，联锁用PLC。
若是油气传输站场，回路较少，多是自动检测或报警、联锁等的，一般是PLC居多。
若是回路较少的实验室等场合，2-3个回路，可以采用可编程调节器或数字调节器，也可采用数据采集卡+Labview，或数据采集卡+组态王，当然也可采用小型PLC(整体）。
1.
电III型仪表的能源一般为( )，传输的信号为( )
气动仪表的能源为（），仪表之间传递的信号为（）
三线制的变送器可以是220V供电吗？为什么？
气动仪表的信号零点为什么不从0开始？
两线制仪表传输的信号为什么只能是4-20mA，而不能是0-10mA，变送器的电源只能是24VDC?
变送器与控制室仪表的连线方式包括哪些？
DCS相比单元组合仪表先进性表现在哪里？
FCS相比DCS改进在哪里？控制室室内仪表的计算机化、网络化
现场仪表的智能化和网络化
2.
●单元组合仪表是按什么分类的？分成哪些类？仪表的功能。变送、控制、执行、转换、运算、显示、
辅助、给定
●测量值增大，控制器输出增大，则控制器是正作用。错误
●控制器的作用是比较、判断和（）运算
●控制器手动状态下输出和偏差有关吗？手动输出的改变会影响什么？无关，现场调节阀的开度
●微分作用为什么具有超前作用？什么场合下使用？微分作用是根据偏差的变化率采取作用，因此能根
据偏差变化快慢及时采取措施。用于惯性较大的对象，如温度控制和成分控制
24VDC 4-20mA 0.14MPa洁净空气；20-100kPa 克服摩擦力二线制、三线制和四线制
3.
●PLC一个扫描周期包括_______、________和_________。输入传送，顺序执行，输出传送
●可编程控制器的硬件组成包括哪些？主要包括CPU、存储器、输入输出接口、I/O扩展接口、外部设
备接口、编程器和电源。
●决定PLC扫描周期长短的因素有哪些？决定PLC扫描周期长短的因素主要包括PLC的CPU主频以
及程序的大小。CPU主频越大，扫描周期越短，程序越长，扫描周期越长。
●简述PLC的工作原理。
PLC在工作过程中是以一个扫描周期为单位循环往复地不断执行的。每个扫描周期包括输入传送、程序执行和输出传送。在输入传送中，PLC首先以扫描方式从输入锁存器读入所有输入端子的通/断状态将其存入（写入）内存中各对应的输入状态映象寄存器中。在程序执行中，根据程序的顺序及要求，从寄存器中读出有关元件的状态，进行逻辑判断和算术运算，结果写入元件/输出映像寄存器中。在输出传送中，输出状态映象寄存器的通断状态被一次集中送至输出锁存器中，并通过输出接口输出。
●S7-200的输入端子的状态对应哪个存储区？输出端子对应哪个存储区？
S7-200的输入端的状态对应于输入过程映像寄存器I,输出端子的状态对应于输出过程映像寄存器Q。
4.
●以下不属于直线特性调节阀的是（）
A. 单位位移变化所引起的流量变化△Q相等
B. 阀门行程变化时，流量Q随之成比例的变化
C. 相对流量△Q/Qmax与相对行程△l/L成正比
D. 单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系
●关于可调比，以下说法不正确的是（）
A．理想可调比计算中，Qmin指的是阀前后压差不变时调节阀全关时的流量
B．理想可调比计算中，Qmax指的是阀前后压差不变时调节阀全开时的流量
C．串联管道中，S越小，实际可调比越小
D．并联管道中，Q2越小，实际可调比越小
角行程式调节机构不包括（）
A．偏心旋转阀 B. 角型阀 C. 蝶阀 D. 球阀
●若某调节阀为单座阀，气开型式，经计算口径选择为50mm，则可知该阀执行机构正反作用和阀芯正
反装的组合为（）正作用执行机构，反装阀芯
（注意：口径小于25mm的单座阀双座阀，阀芯只能正装；口径大于25mm的单座阀双座阀，执行机构只能正作用（反作用执行机构推力小））
●调节阀的流量特性包括/ / 和。理想流量特性是由决定的？
快开特性直线特性等百分比特性抛物线特性阀芯形状
●调节机构的作用是，执行器气开气关特性是由执行机构的和
调节机构的决定的。气开气关作用的选择依据是
将执行机构推杆的位移转化为流通面积正反作用正反装出现气源故障时不会对人员和设备构成威胁
●单回路控制系统中，应该先确定控制器的正反作用还是先选择执行器的气开气关特性？控制器正反作
用选择的原则是什么？单回路控制系统中应先选择执行器的气开气关特性，然后再判断控制器的正反作用。控制器正反作用的选择依据是保证系统构成闭环负反馈。
●防止汽蚀产生的主要方法有哪些？其实质是什么？
防止汽蚀产生的主要方法包括：1.减小阀上压降；2.选用低压力恢复能力的阀型；3.提高阀前压力。上述三种方法的实质是增大缩流处静压，避免闪蒸。
●调节阀的上阀盖包括哪四类？普通型，散热性，长颈型和波纹管密封型。
●气动执行机构可分为哪三类？薄膜式执行机构、活塞式执行机构和长行程执行机构。
●阀门定位器的作用包括哪些？阀门定位器的主要作用包括：增加执行机构的推力，改变调节阀的流量
特性，临时改变执行器的气开气关特性，实现调节阀的零点调整和量程变换。
●集散控制系统中PID算法是在（）中执行的。
●集散控制系统的基本组成包括（）、（）、（）和( )。
●本安防爆系统的构成条件是
●本质安全防爆指的是什么？在正常状态下和故障状态下，电路及设备产生的火花能量和达到的温度都
不能引起易爆性气体或蒸汽爆炸防爆类型。
●电气设备防爆的三个主要措施是什么？1. 控制易爆气体；2. 控制爆炸范围；3. 控制爆源。
●某仪表的防爆标志是Ex iaⅡAT5，请问该仪表能否用于含有二硫化碳气体的工业环境中？为什么？该
仪表不能用于含有二硫化碳气体的工业环境中。因为二硫化碳气体对应的分组是第II类C级T5组，危险等级高于防爆标志为Ex iaⅡAT5的仪表所适用的物质。
●安全栅的作用主要包括哪两点？安全栅的作用包括：1. 以1:1传递信号；2. 限制能量，对控制室来
的高电压和大电流起阻挡作用，确保系统的安全火花性能。
●爆炸性气体混合物发生爆炸必须具备的两个条件是什么？一定的爆炸性气体混合物浓度和足够的火
花能量。
●爆炸性场所指的是什么？按照爆炸性混合物量的多少可分为哪两种？爆炸性场所指的是含有爆炸性
混合物的场所。按照爆炸性混合物量的多少可分为爆炸危险场所和非爆炸危险场所。
●
自动化仪表与过程控制课程大作业 1、（15分）如图所示为加热炉的两种控制方案。试分别画出（a ）、（b ）所示两种情况的方框图，说明其调节过程并比较这两种控制方案的特点。 解：图A 为串级控制系统，主变量为加热炉出口温度T ，福变量为燃料油流量Q ，引入副变量Q 的目的是为了及时克服由于燃料油压力波动对主变量T 的影响，以提高主变量T 的控制质量。 图B 调节器TC 和FC 串级工作，但没有副回路，所以不是串级控制系统。如果FC 选为比例调节器，那么原油的流量变化仍能及时通过FC 来改变燃料油的流量，起到静态前馈作用，而TC 能根据被控量?的变化起到反馈作用。为前馈反馈控制系统，系统的被控变量时原油的出口温度T
两种控制系统的比较： （1）（1）串级控制包含一个主回路和一个副回路，改善了被控制过程的动态特性，增强了对一次和二次扰动的克服能力，提高了对回路参数变化的自适应能力。 （2）从前馈控制角度，由于增加了反馈控制，降低了对前馈控制模型的精度要求，并能对未选做前馈信号的干扰产生校正作用。从反馈控制角度，由于前馈控制的存在，对主要干扰作了及时的粗调作用，大大减少对控制的负担。 2、（20分）（用MATLAB仿真实现）某液位控制系统，在控制阀开度增加10%后，液位的响应数据如下： t(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 h(mm) 0 0.8 2.8 4.5 5.4 5.9 6.1 6.2 6.3 6.3 6.3 （3）如果用具有延迟的一阶惯性环节近似，确定其参数K,T，，并根据这些参数整定PI控制器的参数，用仿真结果验证之。 （4）解：（1）输入命令 （5）t=[0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100]; （6）h=[0 0.8 2.8 4.5 5.4 5.9 6.1 6.2 6.3 6.3 6.3]; （7）plot(t,h); （8）xlabel('时间t(s)'); （9）ylabel('液位h(mm)'); （10）grid on; （11）hold on; （12）[x,y]=ginput(1) （13）[x1,y1]=ginput(1) （14）gtext('tao=5.5326') （15）gtext('T=34.3')
期末复习题1．对象（过程）的数学模型建立方法主要有机理演绎法和试验辨识法两种。 2．控制系统的性能指标有单项指标和综合指标两种。 3．热电偶主要用于测较高温度，而热电阻用于测中低温度，热电阻与测量桥路连接时，往往采用三线制线圈的连接方式。4．用于测流量的节流装置之一是孔板，利用流体流经此节流设置时产生的压力差而实现流量测量，它与流速成定量的关系。5．被测介质为导电液体时，电容式物控计的内电阻（金属棒）要用绝缘物覆盖。 6．调节阀的理想测量特性有直线、对数和快开三种。 7．在工程上，简单控制系统的参数整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和经验试凑法三种。 8．DDZ-III型仪表的供电电源为24V DC，DDZ-II型仪表的供电电源为220 V AC，DDZ-III型仪表的标准统一电信号为4~20 mA DC或1~5 V DC，而DDZ-II型的则是0~10 mA DC 9．应变器或压力传感器是基于应变效应进行测量的，即将物理变量转换成电阻值。 10．控制系统的单项性能指标有衰减比、超调量、残余偏差和调节时间。 11．电动调节阀由调节器和执行机构两部分组成，它有正转和反转两种工作方式。 12．用于测流量的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管三种标准形式。 13．温度变送器有三个品种，它们分别是：接触式变送器、非接触式温度变送器和智能式温度变送器。 14．基型控制器由量程单元和放大单元两大部分组成。 15．控制系统对偏差的定义是e =r（t）-y（t），而仪表对偏差的定义则是e = y（t）-r（t）。 16.简单控制系统主要由控制器、执行器、被控对象和测量变送四个基本环节组成。 17.电——气阀门定位器具有电气转换、改善阀门性能双重作用。 18.在确定系统的控制方案时，应使对象控制通道的放大系数增大，时间常数减小，纯滞后减小；对象干扰通道的放 大系数减小，时间常数增大。 19.电动薄膜执行机构的正作用是指输入信号压力增加时，推杆上移，控制阀的正装是指阀杆下移时，阀门开度减小，所构 成的执行器为型式气关。 20．为了扩大控制阀的可调范围可采用分程控制系统。 21．控制器的积分时间减小，则积分作用增大，使控制系统的稳定性降低。 1.子流量计的流体流动方向自下而上 2.DDZ-III型电动温度变送器与热偶配合使用，其输入回路连接时，要注意使冷端温度补偿电阻置于温度恒定性。 3.某加热炉的炉温约为1100C，要求测量信号远传输至控制室的DDZ-III型控制器，应选用热电偶的温度检测元件和热电偶 变送器 4.随动控制系统的给定值随机变化。 5.设计一个分程控制系统，使其控制器的输出信号分成两段分别控制两个调节阀，为了提高系统的可调比，这两个调节器 应采用同向分程 6.某控制系统有两个控制阀，控制器的输出送到这两个控制阀，这两个控制阀将工作在不同的信号段，这个控制系统是一 个分程控制系统 7.在串级控制系统中，主回路属于定值控制系统，副回路属于随动控制系统，副调节器工作在外给定状态。 8.热磁式氧气分析仪是利用氧的磁化率其他气体的磁化率特性来测定混合气体中的含氧量。 A 远大于 B 等于 C 远小于 9.电磁流量计是测量介质体积流量的仪表 A非导电液体 B导电液体 C非导磁气体 D导磁气体 10.采用DDZ-III型差压变送器来贮槽测量液位时，若差压变送器的安装位置低于贮槽底部，则在最低液位时，差压变送器 输出X值 X值>4mA DC 11.此时差压变送器应作正迁移
1. 装备制造业和过程制造业的异同 相同点：装备工业与过程工业研究的同为生产资料的加工、 生产等问题。均为制造业中不可分割的两个部分，在工业发展中 占到重要位置，为工业的发展、国民生产总值的提高作出了巨大 的贡献，均是提高我国国际竞争力的重要的、不可缺少的基础， 均是实现经济、社会发展与自然相协调从而实现可持续发展的重 要基础和手段。 不同点： 装备工业是以物体的加工和组装为核心的产业， 根据机械电子原理加工零件并装配成产品，但不改变物体的内在 结构，仅改变大小形状，产品计件不计量，多为非连续性操作。 而过程工业定义为加工制造流程性材料产品的现代制造业，它是 以物质转化过程为核心的产业，从事物质的化学、物理和生物转 化，生成新的物质产品或转化物质的结构形态，产品计量不计 件，连续操作，其生产环节具有一定的不可分性，可统称为过程 工业，如涉及化石资源和矿产资源利用的产业等等。 2. 试以某过程领域为例，简述未来高技术对典型 过程装备技术的需求和挑战。 答：以能源领域的高新技术工艺过程对过程装备技术的需求和挑战为例； a) 洁净煤技术；煤炭是我国主要的能源资源，在一次能源中所 占比例达到67%，而在我国消费的煤炭中，约有70%以上是以燃 烧方式消耗的，其中火力发电厂是主力军，由此造成我国酸雨和 二氧化硫污染十分严重。因此洁净煤技术已成为我国优先发展的 高技术领域，过程装备技术在煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤 炭转化、污染排放控制与废弃物处理均可发挥重要作用。其中水 煤浆技术设备、先进的燃烧器、循环流化床技术、整体煤气化联 合循环发电技术与设备、煤炭液化设备、燃烧电池、烟气净化设 备、煤层气的开发利用、煤矸石、粉煤尘和煤泥的综合利用装备 以及先进的工业锅炉和窑炉等均需研究和开发。 b) 超超临界发电技术；提高电厂煤炭利用效率的途径 ，主 要是发电设备的蒸汽参数。随着科技的进步，煤电的蒸汽参数已 由低压、中压、高压、超高压、亚临界、高温超临界，发展到了
一．填空 1．IT项目失败的主要原因有哪几个？一是由于IT项目的复杂性；二是由于缺乏合格的IT项目管理人才。 2．越来越多的的企业引入项目管理，将它作为主要的（运作模式）和提高企业运作效率的（解决方案）。 3.自从有了人类就有了活动，这些活动具有三个基本特点是（目的性）、（依存性）、（知识性）。 4、IT随着人类的发展，有组织的活动逐步分化为2种类型，它们分别是（项目） 和（作业）。 5、管理是社会组织中为了实现预期目标，以人为活动中心进行协调活动，这一表达包括五个观点：（1）管理的目的是为实现（预期目标），（2）管理的（本质）是协调，（3）协调的是（社会组织中的）人，（4）协调的（方法）是多种多样的，（6）协调的关键是（人）。 6、PMBOK中的核心知识领域有四个，他们是范围管理、时间管理、费用管理、质量管理。之所以称其为核心知识领域，是因为在这几个方面将形成具体的项目目标。 7．信息技术是以电子计算机和现代通信为主要手段，实现信息的（获取）、（加工）、（传递）、（应用）等功能的技术总和。 8.组织环境包括（自然环境）和社会环境，是（组织系统）所处的环境。 10、美国著名的心理学家XX提出，一个没有受到激励的人，仅能发挥其能力的(20%-30% )而当他受到激励时，其能力可发挥到( 80%-90%)。 11．随着IT的不断发展，信息战略已由组织的部门职能战略提升为（组织的核心）战略，信息系统也成为（组织战略）的核心。 12．项目风险管理是为减轻潜在的不利事件对项目的影响而采取的一项活动，风险管理的主要过程包括：___风险管理规划、风险识别、定性风险分析、定量风险分析、风险应对规划、风险监控。 13．信息技术是以电子计算机和现代通信为主要手段，实现信息的( 获取、加工、传递、利用)等功能的技术总和。 14．范围是指（产生项目产品所包括的所有工作及产生这些产品经过的所有）过程。项目范围管理是指（对项目包括什么与不包括什么的定义与控制）过程，没有包含在（工作分解结构即WBS）里的工作是不应该做的。 15．沟通就是意义的传递与理解，这里的意义是指( 信息)、（情感）、（思想），项目沟通管理目标是：及时而适当地（创建）、（收集）、（发送）、（储存）和处理项目的信息。 17、PMBok中辅助的知识域有（4 ）个，他们是（采购管理、人力资源管理、沟通管理、风险管理）；之所以称其为辅助知识领域是因为（项目目标是通过他们辅助实现的）。 18、项目管理的许多理论和概念其实并不难以理解，难的是如何运用它们，其主
过程控制工程复习题 （课程代码392217） 一、选择题（请从下列选项中选出正确的一项） 1、下列不属于单回路反馈控制系统的是（） 选项A）被控对象 选项B）被测对象 选项C）测量变送 选项D）控制器和控制阀 答案：B 2、在工业控制中，使用最多的控制系统是（） 选项A）单回路反馈控制系统 选项B）串级控制系统 选项C）比值控制系统 选项D）前馈控制系统 答案：A 3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K f增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T f增加，过渡过程时间减小 选项C）T f增加，振荡幅值减小 选项D）τf增加，余差减小 答案：D 4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）一般希望放大倍数K0大些好，易于调节 选项A）一般希望控制通道时间常数小些好，但不能过小 选项C）控制通道时间常数越小越好，系统才灵敏 选项D）时间常数大，系统的工作频率低 答案：D 5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是（） 选项A）操纵变量必须可控 选项A）选择通道放大倍数相对大的 选项C）选择干扰通道时间常数小一点的 选项D）选择通道的纯滞后尽量小 答案：C 6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K0增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T0增加，过渡过程时间增加 选项C）T0增加，系统频率变慢 选项D）τ0增加，稳定程度大大降低 答案：A 6、下图的曲线中，哪一条是对数流量特性的是（）
选项A）1 选项B）2 选项C）3 选项D）4 答案：B 7、在控制系统中，能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于（）选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：A 8、在过程控制系统中，系统的设定值保持不变的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：B 9、在过程控制系统中，系统的设定值有规律变化的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：C 10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是（）选项A）被控对象 选项B）被控变量 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：B 11、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是（） 选项A）被控对象 选项B）设定值 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：C 12、一阶环节的传递函数是（） 选项A）K/(Ts+l) 选项B）K/Tis
2012—2013学年第1学期 《自动控制原理》期中考试试卷 (适用专业：自动化、电气、测控) 专业班级 姓名 学号 开课系室信控学院自动化系 考试日期20XX年11月25日 一、简答题(18分)
1. 控制系统正常工作的最基本要求是什么？ 答：稳定性、快速性、准确性（3分） 2.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？ 答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。（3分） 3.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？ 答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统（3分） 4.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？ 答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量降低，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；（3分） 5.控制系统的稳态误差取决于哪些因素？ 答：开环增益、系统型别、输入信号的形式与幅值。（3分） 6.线性定常系统稳定的充分必要条件是什么？ 答：线性定常系统稳定的充分必要条件是闭环特征方程的根均具有负实部，或闭环传递函数的极点均位于s左半平面。（3分） 二、(1)由图1所示系统结构图求出相应的传递函数()/() C s N s。 C s R s和()/()
（8分） 图1 系统结构图 (2)由图2所示系统结构图求出相应的传递函数()/()C s R s 。（8分） 图2系统结构图 解：(1)当仅考虑()R s 作用时，经过反馈连接等效，可得简化结构图（图1-1），则系统传递函数为 12221212 22123 322 1()()111G G G H G G C s G G R s G H G G H H G H -==-++- （4分） 图1-1()R s 作用时的简化结构图 当仅考虑()N s 作用时，系统结构图如图1-2所示。系统经过比较点后移和串、并联等效，可得简化结构图，如图1-4所示。则系统传递函数为 1122121221322123 (1)()()1()1G H G G G G H C s N s G H G H G H G G H ++==---+ （4分）
过程控制期末试题及 其答案
1.控制系统对检测变送的基本要求是___准确___、__迅速__和可靠 2.从理论上讲，干扰通道存在纯滞后不影响系统的控制质量。 3.离心泵的控制方案有直流节流法、改变泵的转速n 改变旁路回流量。效 率最差的是改变旁路回流量。 4.随着控制通道的增益K o的增加，控制作用___增强_______，克服干扰能 力___最大______,最大偏差_____减小_____系统的余差减小 5.控制器的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正 反作用的选择。 6.防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出 和积分切除法。 7.如果对象扰动通道增益K f增加，扰动作用__增强__,系统的余差__增大__,最 大偏差_增大___。 8.简单控制系统的组成，各部位的作用是什么？ 解答： 简单控制系统由检测变送装置、控制器、执行器及被控对象组成。 检测变送装置的作用是检测被控变量的数值并将其转换为一种特定输出信号。 控制器的作用是接受检测装置送来的信号，与给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果送往执行器。 执行器能自动地根据控制器送来的控制信号来改变操纵变量的数值，以达到控制被控变量的目的。 被控对象是指需要控制其工艺参数的生产设备或装置
9.气动执行器由__调节__机构和执行机构两部分组成，常用的辅助装置有 __阀门__定位器和手轮机构。 10.调节系统中调节器正反作用的确定依据是保证控制系统成为负反馈。 11.被控变量是指工艺要求以一定的精度保持__恒定 _或随某一参数的变化而 变化的参数。 12.反应对象特性的参数有放大倍数、时间常数、和纯滞后时间。 13.自动调节系统常用参数整定方法有哪些？常用的参数整定方法有!经验法*衰 减曲线法*临界比例度法*反应曲线法) 动态特性参数法，稳定边界法，衰减曲线法，经验法。 14.检测变送环节对控制系统的影响主要集中在检测元件的滞后和信号传递 的滞后问题上。 15.什么是对象数学模型，获取模型的方法有哪些？ 答：对对象特性的数学描述就叫数学模型。 机理建模和实验建模系统辨识与参数估计。解析法）和（实验辨识法） 机理建模：由一般到特殊的推理演绎方法，对已知结构、参数的物理系统运用相应的物理定律或定理，根据对象或生产过程的内部机理，经过合理的分析简化而建立起描述系统各物理量动静态性能的数学模型。 实验建模步骤：1确定输入变量与输出变量信号；2测试；3对数据进行回归分析。 16.简述被控量与操纵量的选择原则。. 答：一、(1) 被控量的选择原则: ①必须尽可能选择表征生产过程的质量指标作为被控变量;
. 2017 年自动控制原理期末考试卷与答案 一、填空题（每空1分，共20分） 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。 2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。 3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据( 或：频域分析法 ) 等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg A( ) ( 或： L( ) ) ，横坐标为 lg 。 6、奈奎斯特稳定判据中， Z = P - R，其中 P 是指开环传函中具有正实部的极点的个数，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数， R 指奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，t s定义为调整时间。%是超调量。 A()K K22 8、设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为(T1 )1(T2 )1，相 s(T1s 1)(T2 s 1) 频特性为()900tg 1(T1 ) tg 1(T2 ) 。 9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 10、若某系统的单位脉冲响应为g (t) 10e 0.2 t5e 0.5t，则该系统的传递函数G(s) 为105。 s0.2 s s 0.5s 11、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称 为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 13、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断
2011—2012学年第1学期《自动控制原理》期中考试试卷（适用专业：自动化、电气、测控） 专业班级 姓名 学号 开课系室自动化系 考试日期
一、简答题（15分） 1.反馈控制系统的基本组成有哪几部分？ 答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件 2.控制系统正常工作的最基本要求是什么？ 答：稳定性、快速性、准确性 3.什么是线性系统？线性系统的特征是什么？ 答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。 4.控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？ 答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统 5.控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？ 答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差。
二、 (12分)如图1所示单容水箱，A 为水箱的横截面积，i Q 为输入流量，o Q 为 输出流量，H 为水箱的实际液位， H Q o α=，α为流量系数。当输入流量和输出流量相等时，液位维持在0H 处，000H Q Q o i α==。 （1） 以i Q 为输入，以H 为输出，建立该单容水箱的非线性微分方程模型。（3 分） （2） 对（1）中非线性微分方程在0H 处进行线性化，求线性化微分方程，并 求单容水箱的传递函数。 （9分） 图1 解：（1）由物料平衡得下列方程 i o i dH A Q Q Q dt =-=- 单容水箱的非线性微分方程模型为 (1 i dH Q dt A =- ① （3分） （2）考虑到 000i i i o o o H H H Q Q Q Q Q Q =+??? =+???=+?? 代入①式得 (00()1 i i d H H Q Q dt A +?=+?- （2分） 即 (01 i i d H Q Q dt A ?=+?- ② 在0H 处展开成Taylor 级数，只取到线性项 H
期末复习题 1．对象（过程）的数学模型建立方法主要有机理演绎法和试验辨识法两种。 2．控制系统的性能指标有单项指标和综合指标两种。 3．热电偶主要用于测较高温度，而热电阻用于测中低温度，热电阻与测量桥路连接时，往往采用三线制线圈的连接方式。 4．用于测流量的节流装置之一是孔板，利用流体流经此节流设置时产生的压力差而实现流量测量，它与流速成定量的关系。 5．被测介质为导电液体时，电容式物控计的内电阻（金属棒）要用绝缘物覆盖。 6．调节阀的理想测量特性有直线、对数和快开三种。 7．在工程上，简单控制系统的参数整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和经验试凑法三种。 8．DDZ-III型仪表的供电电源为24V DC，DDZ-II型仪表的供电电源为220 V AC，DDZ-III 型仪表的标准统一电信号为4~20 mA DC或1~5 V DC，而DDZ-II型的则是0~10 mA DC 9．应变器或压力传感器是基于应变效应进行测量的，即将物理变量转换成电阻值。10．控制系统的单项性能指标有衰减比、超调量、残余偏差和调节时间。 11．电动调节阀由调节器和执行机构两部分组成，它有正转和反转两种工作方式。 12．用于测流量的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管三种标准形式。 13．温度变送器有三个品种，它们分别是：接触式变送器、非接触式温度变送器和智能式温度变送器。 14．基型控制器由量程单元和放大单元两大部分组成。 15．控制系统对偏差的定义是 e =r（t）-y（t），而仪表对偏差的定义则是e = y（t）-r （t）。 16.简单控制系统主要由控制器、执行器、被控对象和测量变送四个基本环节组成。 17.电——气阀门定位器具有电气转换、改善阀门性能双重作用。 18.在确定系统的控制方案时，应使对象控制通道的放大系数增大，时间常数减小，纯 滞后减小；对象干扰通道的放大系数减小，时间常数增大。 19.电动薄膜执行机构的正作用是指输入信号压力增加时，推杆上移，控制阀的正装是指阀 杆下移时，阀门开度减小，所构成的执行器为型式气关。 20．为了扩大控制阀的可调范围可采用分程控制系统。 21．控制器的积分时间减小，则积分作用增大，使控制系统的稳定性降低。 1.子流量计的流体流动方向自下而上 2.DDZ-III型电动温度变送器与热偶配合使用，其输入回路连接时，要注意使冷端温度补 偿电阻置于温度恒定性。 3.某加热炉的炉温约为1100C，要求测量信号远传输至控制室的DDZ-III型控制器，应选 用热电偶的温度检测元件和热电偶变送器 4.随动控制系统的给定值随机变化。 5.设计一个分程控制系统，使其控制器的输出信号分成两段分别控制两个调节阀，为了提 高系统的可调比，这两个调节器应采用同向分程 6.某控制系统有两个控制阀，控制器的输出送到这两个控制阀，这两个控制阀将工作在不 同的信号段，这个控制系统是一个分程控制系统 7.在串级控制系统中，主回路属于定值控制系统，副回路属于随动控制系统，副调节器工 作在外给定状态。
一、 简答题 （15分） 1. 反馈控制系统的基本组成有哪几部分？ 答：测量元件、给定元件、比较元件、放大元件、执行元件、校正元件 2. 控制系统正常工作的最基本要求是什么？ 答：稳定性、快速性、准确性 3. 什么是线性系统？线性系统的特征是什么？ 答：用线性微分方程描述的系统称为线性系统。 其特征是满足叠加原理，即叠加性与齐次性。 4. 控制系统的传递函数的定义和应用范围是什么？ 答：控制系统的传递函数的定义为：零初始条件下，系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。 应用范围是：线性定常系统 5. 控制器中加入比例+微分环节对控制系统的影响是什么？ 答：比例微分环节可增大系统的阻尼比，超调量增加，调节时间缩短，且不影响系统的稳态误差与自然振荡频率；允许选取较高的开环增益，因此在保证一定的动态性能条件下，可以减小稳态误差. 二、 (12分)如图1所示单容水箱，A 为水箱的横截面积，i Q 为输入流量，o Q 为 输出流量，H 为水箱的实际液位， H Q o α=，α为流量系数。当输入流量和输出流量相等时，液位维持在0H 处，000H Q Q o i α==。 （1） 以i Q 为输入，以H 为输出，建立该单容水箱的非线性微分方程模型。（3 分） （2） 对（1）中非线性微分方程在0H 处进行线性化，求线性化微分方程，并 求单容水箱的传递函数。 （9分） 图1 解：（1）由物料平衡得下列方程 i o i dH A Q Q Q dt α =-=- H
单容水箱的非线性微分方程模型为 (1i dH Q dt A α=- ① （3分） （2）考虑到 000i i i o o o H H H Q Q Q Q Q Q =+??? =+???=+?? 代入①式得 (00 () 1i i d H H Q Q dt A α+?=+?- （2分） 即 (0 1i i d H Q Q dt A α?=+?- ② 将在0H 处展开成Taylor 级数，只取到线性项 H = （2分） 代入②，并考虑000H Q Q o i α==，得 1i d H Q H dt A ?? ?=?- ? ?? ? 整理得 1+ i d H H Q dt A ??= ? ③ （2分） ③即为所求的线性微分方程 在③两边取拉氏变换得 1+()()i s H s Q s A ??= ? （2分） 故其传递函数为 1 ()()() + i H s A G s Q s s = == （1分）
集散控制系统期末考试试题库及答案解析 一、填空 4. TDC3000系统中，一条LCN网最多可连40 个模块，通过扩大器可连64 个模块。 5. CS3000系统主要由操作站、现场控制站、工程师站、通信总线、通信网关等部分组成。 7.现场总线是一种数字式、双向传输、多分支结构、计算机局部网络的底层控制网络。 9.现场总线的基本设备有现场总线变送器、温度变送器、电流-现场总线转换器、现场总线-电流变换器等。 10. PROFIBUS现场总线的组态软件是STEP7。 11.计算机控制系统由:工业控制机生产过程组成。 12.计算机控制系统按参与控制的计算机不同，可分为工业控制机控制系统、PLC控制、单片机控制 20. CS3000集散控制系统的FCS有标准型、扩展型、紧凑型三种。 22.计算机控制系统按其结构不同可分为集中结构、分散结构大类。 23.集散控制系统由:工业控制机、通信网络、现场检测控制设备大部分组成。 25.集散控制系统又称为分散控制系统，英文简称DCS ，现场总线控制系统简称为FCS 。
二、名词解释 数据采集系统：计算机只承担数据的采集和处理，而不直接参与控制。 直接数字控制系统：计算机既采集数据，又对数据进行处理，并按照一定的控制规律进行运算，其结果经输出通道作用到控制对象，使被控变量符合要求。 现场总线控制系统：利用现场总线将分布在工业现场的各种智能设备和I/O单元方便的连接在一起构成的系统。 实时控制：计算机在规定的时间内完成数据的采集、、计算和输出。 传输速率：单位时间内通信系统所传输的信息量，一般以每秒种能够传输的比特数来表示，其单位是bps。 计算机控制系统：利用计算机来实现工艺过程自动控制的系统。 集散控制系统：是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层结构形式、局部网络通信的计算机综合控制系统。 现场总线：连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。组态：利用软件工具将计算机的软硬件及各种资源进行配置，使其按预定的功能实现特定的目的。 串行传输：把数据逐位依次在信道上进行传输的方式。 通信协议：通信双方共同遵守的规则，包括语法、语义、时序。 监督计算机控制系统：简称SCC系统，是一种两级微型计算机控制系统，其中DDC级计算机完成生产过程的直接数字控制。 分级控制系统：由多台计算机完成不同的控制功能和对多个设备的控制，其特点是控制分散、危险分散。 模拟通信：通信系统中所传输的是模拟信号，通常采用0-10m A DC或4-20m A DC电流信号传输信息。 数字通信：通信系统中所传输的是数字信号。 并行传输：把数据多位同时在信道上进行传输的方式。 开放系统互连参考模型：信息处理领域内最重要的标准之一，是一种框架模型，它将开发系统的通信功能分为七层，描述了各层的意义及各层的命名和功能。 六、问答题 1.操作站的主要功能：为过程显示和控制、系统生成与诊断、现场数据的采集和恢复显示等。工程师站的主要功能：控制系统组态的修改、控制参数的调试 监控计算机的主要功能：在车间管理级与过程优化级之间起到信息传递的作用，同时可对信息进行优化计算，为系统决策提供参考。 2.组态设计的一般步骤如下： （1）组态软件的安装按照要求正确安装组态软件，并将外围设备的驱动程序、通信协议等安装就绪。 （2）工程项目系统分析首先要了解控制系统的构成和工艺流程，弄清被控对象的特征，明确技术要求，然后再进行工程的整体规划，包括系统应实现哪些功能、需要怎样的用户界面窗口和哪些动态数据显示、数据库中如何定义及定义哪些数据变量等。
1、什么是比值控制系统它有哪几种类型画出它们的结构原理图。 答：比值控制系统：用来实现两个或者两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。四种类型：开环比值控制，单闭环比值，双闭环比值，变比值。 画图 Pic1开环比值控制 Pic2单闭环比值 Pic3双闭环比值 主流量 设定值 主流量 副流量 主测量变送 副测量变送 副控制器副控制阀副流量对象 F M KF M F S K - 主流量对象 主控制阀 主控制器 - 副流量 设定值 Pic4变比值
F M 测量变送 比值控制器 执行器副流量对象 - 主对象 (变换炉) 测量变送 除法器 主控制器 - 主、测量变送 F S 2、如图所示的反应釜进行的是放热反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。 （1）当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。 （2）当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。 （3）对上述两种不同控制方案选择控制阀的气开、闭形式及主、副控制器的正、反作用。 答：（1） （2）
（3 ）选择气闭，上述两种情况均为主控制器反作用，副控制器正作用。 3、某前馈-串级控制系统如图所示。已知： ;1 23)(;1)()(;2)(;9)()(012121+= =====s s G s G s G S G S G S G m m V C C ;1 25 .0)(;123)(02+=+= s s G s s G f 要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。3）假定控制阀为气开式，试确定各控 制器的正/反作用。 答：（1） ) (s G f ) (1s G c ) (s H ) (s R ) (2s G p ) (2s G c ) (s G d ) (1s G p ) (s Y ) (s D (2) )()()() ()(1)()(1)() ()(112222s G s G s H s G s G s G s G s G s D s Y p c p c p c d ++= )()()()()(1)()(1) ()()(1) ()() (11222212 222s G s G s H s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G p c p c p c p p c p c ff ++ ++=0 求的，Gff （s ）= （3）主为正作用，副为反作用。 3、有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似. 请问如何区分它们 试分析图3所示的两个系统各属于什么系统 说明其理由.
中国石油大学胜利学院自动控制技术及应用 姓名：赵文山 学号：201208036129 专业班级：2012级机械设计制造及其自动化一班 2013年11月10日
自动控制技术及应用 摘要：本文简要的介绍了自动控制技术，着重论述了自动控制系统及PID控制原理，并对自动控制技术在给水排水方面的应用进行简单的分析。 关键词——自动控制、控制原理、自动控制技术 引言：经济建设的腾飞，要靠科学技术的进步，要在短时间内把我国建设成为社会主义强国，就必须在生产、科研、管理诸方面尽快实现自动化。所谓自动化，就是用机器、仪表、仪器、电子计算机或其他自动化装置，代替人的大脑和手去参与各种活动。因为手动控制不如自动控制准确、可靠、快速，而且还不易消除主管误差。所以，自动控制技术得到了广泛应用。而在给水排水方面，自动控制的作用也是不小的，渐渐的取代人工控制，使得水厂和污水厂的工作更加便捷、有效。 一、自动控制技术 自动控制（automatic control）是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制是相对人工控制概念而言的。 自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。而这基础的结论是由诺伯特·维纳，鲁道夫·卡尔曼提出的。 在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控
一、填空题（每题2分，共20分） （1）控制仪表防爆措施主要有隔爆型和本质安全性。 （2）智能仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA 。电Ⅲ仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA （3）电气转换器是将4~20MA 信号转换为0.02~0.1MP 信号的设备。 （4）在PID控制器中，比例度越大系统越稳定；积分时间越短，积分作用越强；微分时间越长，微分作用越强。 （5）手动操作是由手动操作电路实现的，手动操作电路是在比例积分电路的基础上附加软手动操作电路和硬手动操作电路来实现的。 （6）DDZ-Ⅲ型控制器有自动（A）、软手动（M）、硬手动(H) 三种工作状态。 （7）执行器按所驱动的能源来分，有电动执行器、气动执行器、液动执行器三大类。 （8）常用的安全栅有：齐纳式安全栅和变压器隔离式安全栅。 （9）气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，具有精确定位的功能的作用。 （10）电气阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，即具有电器转换器的作用，又具有精确定位的功能的作用。 二、名词解释(每题4分，共20分) （1）流量系数C 流量系数C：流量系数C的定义为:在控制阀全开, 阀两端压差为100kPa, 流体密度为1g/cm3时，流经控制阀的流体流量(以m3/h 表示)。 （2）“虚短” “虚短”；差模输入电压为零，即Ud＝0； （3）“虚断” “虚断”；输入端输入电流为零，即ii＝0。 （4）控制规律： 控制规律，就是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律 （5）反作用执行机构 反作用执行机构:当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下动作的叫正作用执行机构(ZMA 型)；当信号压力增大时，阀杆向上动作的叫反作用执行机构(ZMB 型)。 三、简答题(每题8分，共40分) 1、试述热电偶温度变送器的工作原理。 热电偶温度变送器与热电偶配合使用，可以把温度信号转换为4～20mA、1～5V的标准信号。它由量程单元和放大单元两部分组成，如图2.30所示。 热电偶温度变送器的放大单元包括放大器和直流/交流/直流变换器两部分，放大器由集成运算放大器，功率放大器、隔离输出和隔离反馈电路组成，后者有变换器和整流、滤波、稳压电路组成。放大单元的作用是将量程单元送来的毫伏信号进行电压放大和功率放大，输出统一的直流电流信号Io（4～20mA）和直流电压信号VO（1～5V）。同时，输出电流又经隔离反馈转换成反馈电压信号Vf，送至量程单元。热电偶温度变送器的量程单元原理电路如图2.34所示，它由信号输入回路①，零点调整及冷端补偿回路②，以及非线性反馈回路③等部分组成。
B卷 2015—2016学年第1学期 《自动控制原理》 （闭卷，适用于：测控） 参考答案与评分标准
一、填空题（20分，每空1分） 1. 自动控制系统由控制器和 被控对象 组成。 2. 就控制方式而言，如果系统中不存在输出到输入的反馈，输出量不参与控制，则称为 开环控制系统 ；如果系统中存在输出到输入的反馈，输出量参与控制，则称为 闭环控制系统。 3. 设单位反馈系统的开环传递函数100 (s)H(s),(0.1s 1) G s = +试求当输入信号 (t)t r α=时，系统的稳态误差为_______ 。 4. 两个传递函数分别为1(s)G 与2(s)G 的环节，以并联方式连接，其等效传递函数 为(s),G 则(s)_____________G =。 5. 若某系统的单位脉冲响应为0.5(t)20e t g -=，则该系统的传递函数为 _______________。 6. 控制系统输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。 一阶系统传递函数的标准形式为______________,二阶系统传递函数标准形式为___________________。 7. 若要求系统响应的快速性好，则闭环极点应距离虚轴越 __远__（远/近）越好。 8. 二阶系统的传递函数25 (s),25 G s s = ++则该系统是_欠_(过/欠/临界)阻尼系统。 9. 常用的三种频率特性曲线是 Nyquist 曲线（极坐标图） 、 Bode 曲线 、和 Nichols 曲线 。 10. PI 控制规律的时域表达式是_____________________，PID 控制规律的传递函数表达式是_____________________。 11. 离散控制系统的稳定性，与系统的结构和参数 有关 (有关/无关），与采样周期 有关 (有关/无关)。 12. 非线性系统常用的三种分析方法是 描述函数法 、 相平面 和逆系统方法。 12(s)G (s) G +20 0.5s +1 1 Ts +2 22 2n n n s s ω?ωω++/100α0(t)K (t)(t)dt t p p i K m e e T =+ ?1 (s)K (1s) c p i G T s τ=++
计算及问答题 1．某换热器温度控制系统（设定值为100℃），在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。分别求出衰减比、最大偏差、余差、过渡时间和振荡周期（按±3％稳态值来确定过渡时间）。 温度℃ 解：衰减比ψ= 8 .011)105110()105130(12 =-=---B B 最大偏差A ，即超调量σ= %8.23%100%100105 105 130) () ()(=?=?-∞∞-y y t y p 余差C=│y ﹙∞﹚－y ﹙0﹚│=105－100=5 过渡时间ts=27min ，（计算稳态值的±3％，即102或108，用尺子量后估算出时间） 振荡周期，时间作衰减振荡，所以振荡周期T=20－8=12min ，（两个波峰的时间差） 2．已知某被控过程的数学模型为 1)()(+= Ts K s E s U 应用前向差分法，求关于u(k)和e(k)的差分方程。 参考计算控制课本p129 解：)() 1()(s E K Ts s U ?=+? )()()(s E K s U s U Ts ?=+? )()()(t Ke t u T dt t du =+ 设采样周期为T S ，代入S T k u k u dt t du ) ()1() (-+= )()())()1((k Ke k u k u k u S T T =+-+ )()1()(k Ke k u k u T T T T T T S S S --++= 3．一台仪表的测温范围为100～550℃，绝对误差的最大值为2℃，求这台仪表的相对误差。 解：δ= % 44.0%100100 5502=?- 第 页
4．某一标尺为0～500℃的温度计出厂前经校验，其刻度标尺各点测量结果值分别为： （1）求出仪表最大绝对误差值； （2）确定仪表的允许误差及精确度等级； （3）仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为±8℃，问该仪表是否还符合出厂时的精确度等级。 解：(1)最大绝对误差值为 6 。 (2)仪表精度δ= % 5.1%2.1%1000 5006≤=?- 所以允许误差为±%，仪表精度等级为级。 (3)使用一段时间后的精度为δ= % 5.1% 6.1%1000 5008≥=?- 所以不符合出厂时的精确度等级。 5．如下图所示液位控制系统中，被控过程物料的输入量和输出量是什么控制系统的（1）被控变量、（2）操纵变量、（3）主要扰动、（4）输入信号、（5）输出信号各是什么 Q 2 6．图所示液位过程的输入量为q 1，流出量为q 2、q 3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，设R 1、R 2、R 3为线性液阻，求： （1）列出液位过程的微分方程组； （2）画出液位过程的框图； （3）求液位过程的传递函数W 0(s )=H (s )/Q 1(s ) q 2 q 3 (2)