1）流入量：把被控过程看作一个独立的隔离体，从外部流入被控过程的物质或能量流量称为流入量。

流出量：从被控过程流出的物质或能量流量称为流出量。 2）区别与联系：

控制系统的输入量：控制变量和扰动变量。 控制系统的输出变量：系统的被控参数。 5-5 机理法建模一般适用于什么场合？

对被控过程的工作机理非常熟悉，被控参数与控制变量的变化都与物质和能量的流动与转换有密切关系。

5-6 什么是自衡特性？具有自衡特性被控过程的系统框图有什么特点？

1）在扰动作用破坏其平衡工况后，被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特性，称为自衡特性。

2）被控过程输出对扰动存在负反馈。

5-7 什么是单容过程和多容过程？

1）单容：只有一个储蓄容量。

2）多容：有一个以上储蓄容量。

5-8 什么是过程的滞后特性？滞后又哪几种？产生的原因是什么？

1）滞后特性：过程对于扰动的响应在时间上的滞后。

2）容量滞后：多容过程对于扰动的响应在时间上的这种延迟被称为容量滞后。

纯滞后：在生产过程中还经常遇到由（物料、能量、信号）传输延迟引起的纯滞

后。

5-9 对图5-40所示的液位过程，输入量为Q1，流出量为Q2、Q3，液位h为被控参数，水箱截面为A，并设R2、R3为线性液阻。

（1）列写液位过程的微分方程组；

（2）画出液位过程的框图；

（3）求出传递函数H(s)Q1(s)，并写出放大倍数K和时间常数T的表达式。

解答：

?Q1??Q2??Q3?A（1）

d?hdt?h?Q2?

R2?Q3??hR3（2）框图如图：

（3）

H(s)R2R3? Q1(s)AR2R3s?R2?R35-10 以Q1为输入、h2为输出列写图5-10串联双容液位过程的微分方程组，并求出传递函数H2(s)Q1(s)。

解答：

?Q1??Q2?A11）方程组：

d?h1dt?h?h?Q2?1?2R2R2d?h2dt

?Q2??Q3?A?Q3??h2R32）传递函数：

H2(s)R3? 2Q11(s)T1T2s?(T1?T2?T12)s?13式中：T1?A1R2,T2?A2R3,T12?A1R3

5-12 何为测试法建模？它有什么特点？

解答：

1）是根据工业过程输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到数学模型。

2）可以在不十分清楚内部机理的情况下，把被研究的对象视为一个黑匣子，完全通过外部测试来描述它的特性。

5-13 应用直接法测定阶跃响应曲线时应注意那些问题？

（1）合理地选择阶跃输入信号的幅度

（2）试验时被控过程应处于相对稳定的工况

（3）要仔细记录阶跃曲线的起始部分

（4）多次测试，消除非线性

第6章 思考题与习题

6-1 简单控制系统由几个环节组成？

测量变送器、调节器、调节阀、被控过程四个环节组成。

6-2 简述控制方案设计的基本要求。

安全性、稳定性、经济性。

6-3 简单归纳控制系统设计的主要内容。

解答：

1）控制系统方案设计；

2）工程设计；

3）工程安装和仪表调校；

4）调节器参数整定。

6-4 过程控制系统设计包括哪些步骤？

（1）熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标

（2）建立被控过程的数学模型

（3）控制方案的确定