文档介绍：解1-5 在自动控制系统中,测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用? 测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号(如气压信号或电压、电流信号等)送往控制器;控制器接受测量变送器送来的信号,与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差,并按某种运算规律算出结果,然后将此结果用特定信号(气压或电流)发送出去,执行器即控制阀,它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度,从而改变操纵变量的大小。
1-、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质?
解:被控对象(对象)——自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。
被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼,如温度控制系统,压力制系统等。
给定值(或设定值或期望值)——人们希望控制系统实现的目标,即被控变量的期望值。它可以是恒定的,也可以是能按程序变化的。
操纵变量(调节变量)——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节(操纵)的变量。或实现控制作用的变量。
操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料
2-1什么是对象特性?为什么要研究对象特性?
对象特性就是的对象的输出-输入关系。研究对象的特性,就是用数学的方法来描述对象输入量与输出量之间的关系。当采用自动化装置组成自动控制系统时,首先也必须深入了解对象的特性,了解它的内在规律,才能根据工艺对控制质量的要求,设计合理的控制系统,选择合适的被控变量和操纵变量,选用合适的测量元件及控制器。在控制系统投入运行时,也要根据对象特性选择合适的控制器参数(也称控制器参数的工程整定),使系统正常地运行。被控对象的特性对自动控制系统的控制质量的影响很大,所以必须对其深入研究。
6-7 什么叫控制阀的可调范围? 在串、并联管道中可调范围为什么会变化?
解控制阀的可调范围(可调比)是其所能控制的最大流量Qmax与最小流量Qmin的比值,即
在串、并联管道中,由于分压和分流作用,可调范围都会变小。
2-2 何为对象的数学模型?静态数学模型与动态数学模型有什么区别?
解对象特性的数学描述(方程、曲线、表格等)称为对象的数学模型。
稳态数学模型描述的是对象在稳态时的输入量与输出量之间的关系;动态数学模型描述的是对象在输入量改变以后输出量的变化情况。稳态与动态是事物特性的两个侧面,可以这样说,动态数学模型是在稳态数学模型基础上的发展,稳态数学模型是对象在达到平衡状态时的动态数学模型的一个特例。
3-?试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。
解:(1)弹簧管压力计的测压原理是弹簧管受压力而产生变形,使其自由端产生相应的位移,只要测出了弹簧管自由端的位移大小,就能反映被测压力p的大小。
(2)弹簧管式压力计的主要组成:弹簧管(测量元件),放大机构,游丝,指针,表盘。
(3)弹簧管压力计测压过程为:用弹簧管压力计测量压力时,压力使弹簧管产生很小的位移量,放大机构将这个很小的位移量放大从而带动指针在表盘上指示出当前的压力值。
3-?选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有何问题?
解(1)为了保证敏感元件能在其安全的范围内可靠地工作,也考虑到被测对象可能发生的异常超压情况,对仪表的量程选择必须留有足够的余地,但还必须考虑实际使用时的测量误差,仪表的量程又不宜选得过大。
(2)由于仪表的基本误差Dm由其精度等级和量程决定,在整个仪表测量范围内其大小是一定的,选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值这样会加大测量误差。
5-13 试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点。
解比例控制规律的特点是反应快,控制及时;存在余差(有差控制)
积分控制规律的特点是控制动作缓慢,控制不及时;无余差(无差控制)
微分控制规律的特点是控制响应快,故有超前控制之称;但它的输出不能反映偏差的大小,假如偏差固定,即使数值很大,微分作用也没有输出,因而控制结果不能消除偏差,所以不能单独使用这种控制器,它常与比例或比例积分组合构成比例微分或比例积分微分控制器。
2-12 如题2-12图所示的RC电路中,已知R=5kW,C=
2000mF。试画出ei突然由0阶跃变化到5V时的eo变化曲线,并计算出t=T、t=2T、t=3T时的eo值。
题2-12图 RC电路
解 RC电路的微分方程为
当ei=5V时,微分方程的解为
eo=5(1-e-t/T) = 5(1-e-t/10) (V)
(该系统的时间常数T=RC=5´103´2000´10-6=10s)
当t=T时, eo=5(1-e-T/T)= 5(1-e-1)=;
当t