化工儀表及自動(dòng)化

1、第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念9、試分別說(shuō)明什么是被控對(duì)象、被控變量、給定值、操縱變量？被控對(duì)象：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器叫做被控對(duì)象。被控變量：被控對(duì)象內(nèi)要求保持給定值的工藝參數(shù)。給定值：被控變量的預(yù)定值。操縱變量：受控制閥操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持給定值的物料量或能量。12、什么是負(fù)反饋？負(fù)反饋在自動(dòng)控制系統(tǒng)中有什么重要意義？答：（1）系統(tǒng)的輸出變量是被控變量，但是它經(jīng)過(guò)測(cè)量元件和變送器后，

2、又返回到系統(tǒng)的輸入端，能夠使原來(lái)的信號(hào)減弱的做法叫做負(fù)反饋。（2）負(fù)反饋在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要意義是當(dāng)被控變量，y受到干擾的影響而升高時(shí)，只有負(fù)反饋才能使反饋信號(hào)升高，經(jīng)過(guò)比較到控制器去的偏差信號(hào)將降低，此時(shí)控制器將發(fā)出信號(hào)而使控制閥的開(kāi)度發(fā)生變化，變化的方向?yàn)樨?fù)，從而使被控變量下降回到給定值，這樣就達(dá)到了控制的目的。16、什么是控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)？為什么說(shuō)研究控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)比研究其靜態(tài)更為重要？答：（1）在自動(dòng)化領(lǐng)域中，把被控變量不

3、隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)，把被控變量隨時(shí)間而變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)。（2）因?yàn)楦蓴_是客觀存在的，是不可避免的。一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，時(shí)時(shí)刻刻都受到干擾作用，破壞正常的工藝生產(chǎn)狀態(tài)。這就需要通過(guò)自動(dòng)化裝置不斷施加控制作用去對(duì)抗或抵消干擾作用的影響，使被控變量保持在工藝所要求的技術(shù)指標(biāo)上。一個(gè)正常工作的自動(dòng)控制系統(tǒng)，總受到頻繁的干擾作用，總處在頻繁的動(dòng)態(tài)過(guò)程中。所以了解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)更為重要。第二章過(guò)程特性及其數(shù)學(xué)模型9

4、、為什么說(shuō)放大系數(shù)K是對(duì)象的靜態(tài)特性？而時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間τ是對(duì)象的動(dòng)態(tài)特征？答：在穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)象一定的輸入就對(duì)應(yīng)著一定的輸出。這種特性稱為對(duì)象的靜態(tài)特征，而K在數(shù)值上等于對(duì)象重新穩(wěn)定后的輸出變化量與輸入變化量之比，所以放大系數(shù)是對(duì)象靜態(tài)特性。時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間τ都描述的是達(dá)到穩(wěn)態(tài)值前的過(guò)程，故是對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。第三章檢測(cè)儀表與傳感器11、彈簧管壓力計(jì)的測(cè)壓原理是什么？試述彈簧管壓力計(jì)的主要組成及測(cè)壓過(guò)程。答：（1）彈簧管壓力計(jì)的

5、測(cè)壓原理是彈簧管受壓力而產(chǎn)生變形，使其自由端產(chǎn)生相應(yīng)的位移，只要測(cè)出了彈簧管自由端的位移大小，就能反映被測(cè)壓力p的大小。（2）彈簧管式壓力計(jì)的主要組成：彈簧管（測(cè)量元件），放大機(jī)構(gòu)，游絲，指針，表盤。（3）彈簧管壓力計(jì)測(cè)壓過(guò)程為：用彈簧管壓力計(jì)測(cè)量壓力時(shí)，壓力使彈簧管產(chǎn)生很小的位移量，放大機(jī)構(gòu)將這個(gè)很小的位移量放大從而帶動(dòng)指針在表盤上指示出當(dāng)前的壓力值。29、什么叫節(jié)流現(xiàn)象？流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生靜壓差？答：流體在有節(jié)流裝置的管道

6、中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的（1）流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。（2）節(jié)流裝置時(shí)，由于流速發(fā)生變化，使流體的動(dòng)能發(fā)生變化。根據(jù)能量守恒定律，動(dòng)能的變化必然引起靜壓能的變化，所以在流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生靜壓差。微分控制規(guī)律：有一定的超前控制作用，能抑制系統(tǒng)的振蕩，增強(qiáng)穩(wěn)定性。第五章執(zhí)行器1、氣動(dòng)執(zhí)行器主要由哪兩部分組成？各起什么作用？氣動(dòng)執(zhí)行器由執(zhí)行結(jié)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它根據(jù)控制信號(hào)壓力的大

7、小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將信號(hào)壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置?？刂茩C(jī)構(gòu)是指控制閥，它是執(zhí)行器的控制部分，它直接與被控介質(zhì)接觸，控制流體的流量，所以它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過(guò)閥的流量的裝置。4、…………，常用的控制閥理想流量特性有哪些？答：（1）等百分比流量特性等百分比特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量不成直線關(guān)系，在行程的每一點(diǎn)上單位行程變化所引起的流量的變化與此點(diǎn)的流量成正比，流量變化的百分比是相等的。所以它的優(yōu)點(diǎn)是流量小時(shí)

8、，流量變化小，流量大時(shí)，則流量變化大，也就是在不同開(kāi)度上，具有相同的調(diào)節(jié)精度。（2）直線流量特性線性特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量成直線關(guān)系。單位行程的變化所引起的流量變化是不變的。流量大時(shí)，流量相對(duì)值變化小，流量小時(shí)，則流量相對(duì)值變化大。（3）拋物線流量特性流量按行程的二方成比例變化，大體具有線性和等百分比特性的中間特性。（4）快開(kāi)特性這種流量特性在開(kāi)度較小時(shí)就有較大流量，隨開(kāi)度的增大，流量很快就達(dá)到最大，故稱為快開(kāi)特性。8、什么是串聯(lián)管道

9、中的阻力比s？s值的變化為什么會(huì)使理想流量發(fā)生畸變？答：阻力比s表示控制閥全開(kāi)時(shí)閥上壓差與系統(tǒng)總壓差之比。當(dāng)s=1時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)總壓差全部降在控制閥上，所以控制閥在工作過(guò)程中，隨著閥開(kāi)度的變化，閥兩端的壓差是不變的，故工作流量特性與理想流量特性是一致的。當(dāng)s1時(shí)，系統(tǒng)的總壓差一部分降在控制閥上，另一部分降在與控制閥串聯(lián)的管道上。隨著閥的開(kāi)度增大，流量增加，降在串聯(lián)管道上的壓差增加，從而使降在控制閥上的壓差減少，因而流過(guò)控制閥的流量也減少。

10、所以隨著s值減小，會(huì)使理想流量特性發(fā)生畸變。閥的開(kāi)度越大，使實(shí)際流量值離開(kāi)理想值越大。9、什么是并聯(lián)管道中的分流比x？試說(shuō)明x值對(duì)控制閥流量特性的影響。答：分流比x表示并聯(lián)管道時(shí)，控制閥全開(kāi)時(shí)流過(guò)控制閥的流量與總管的總流量之比。當(dāng)x=1時(shí)，說(shuō)明流過(guò)控制閥的流量等于總管的流量，即旁路流量為零，控制閥的工作流量特性與它的理想流量特性相同。當(dāng)x1時(shí)，即旁路閥逐漸打開(kāi)，流過(guò)旁路閥的流量會(huì)增加。這時(shí)，控制閥即使關(guān)死，也有部分流體從旁路通過(guò)，所以控