检测与自动化仪表试题答案
比例作用：积分作用：微分作用：?IP?KP??Ii??II?KPTI1???Ii?110.8?0.4?0.5mA?t24/600?Iidt?0.8?0.4?KD?t/TD?0.4dt0?1.25?0.4?0.5mA?ID?KP[(KD?1)e10?0.4/2.4]??Ii?0.846mA
?1.25?[(10?1)e]?0.4?4.5e?1.67t?12s时：IO?I0??IP??II??ID?7.846mA9．某台DDZ-Ⅲ型温度比例控制调节器，测温范围为200~1200℃，当温度从800℃变化到850℃时，其输出由12mA变化到16mA。试求该调节器的比例度和放大系数。该放大器是属于正作用还是反作用？
解：
e???xmax?xminyymax?ymin850?800???50/10001200?200?100%??100%?20?124/1620?4?DDZ?Ⅲ温度控制器输入?KP?1?输出都是\统一\信号?100%
??5号增加,所以调节器属于反作用.?给定信号增加时输出信9-1．某比例积分控制器输入、输出范围都是4~20mA，若将比例度设为100%、积分时间设为2min、稳态输出调为5mA，某时刻，输入阶跃增加0。2mA，经过5min钟后，输出将由5mA变化到多少？
解：
比例作用：积分作用：?IP?KP??Ii??II?KPTI1???Ii?1511.0?0.2?0.2mA?0.5?0.2?5?0.5mA
?t0?Iidt?0.2dt?1?20t?5min时：IO?I0??IP??II?5.7mA
10．某台DDZ-Ⅱ型液位比例控制调节器，测量液位范围为0.5~1.2m，比例度?=40%.当液位为0.9m时,调节器输出为5mA,问 ：当液位变化到1.0m时，调节器输出为多少？
解：
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e???xmax?xmin?yymax?ymin??y?ymax?yminxmaX?xmiN?e?1?100%??10?01.2?0.5?(1.0?0.9)?10040
?3.6mA调节器属于反作用时：调节器属于正作用时：液位增加调节器输出减液位增加调节器输出增小：y?1.4mA加：8.6mA11．调节器的软手动：控制器的输出是随时间按一定的速度增加或减小的；调节器的硬手动：控制器的输出的数值完全是由硬手动操作杆的位置决定的——阶跃信号！
12．某台DDZ-Ⅱ型比例积分控制调节器，其比例度?=80%。积分时间TI=1.0min。稳态时调节器输出为6mA。问 ：当某瞬时输入突然增加了0.3mA，比例输出为多少？经过3min调节器的输出为多少？
解：
?KP?1?0.30.8?6.375mAy?y0?KP??I?6?经过3分钟y?y0?KP??I(1?tTI
)?6?0.375(1?3)?7.5mA13．模拟PID调节器的数字PLD 控制算法： 模拟PID调节器的传递函数：
WPID(s)?KP(1?1TI?s?TD?s)
模拟PID调节器的时域函数表达式：
y?KP[e(t)?1TI?t0e(t)dt?TDde(t)dt]
数字PLD 控制算法： 增量式：
?u(k)?KP{[e(k)?e(k?1)]?TTI?e(k)?TDT[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]}?a0?e(k)?a1?e(k?1)?a2?e(k?2)a0?KP(1?TTI?TDT)；a1??K（1?2PTDT）；a2?KPTDT
位置式：
u（k）?u（k?1）??u（k）
14．微分控制规律的特点：在偏差开始剧烈变化的时刻，就能立即自动产生一个强大的调节作用，
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及时抑制偏差的继续增长，故有超前调节的作用。但是，因为微分控制规律的输出的大小只与偏差变化的速度有关，当偏差固定不变时，微分控制规律的输出为零——不能消除偏差！因此微分控制规律不能单独使用！
第十四章 执行单元
1．执行单元的作用是根据控制器送来的控制信号直接控制被控参数（例如温度）所对应的某些物理量（例如电加热的电压、蒸汽加热的蒸汽量或冷却水量）的大小，将被控参数维持在所要求的数值上。
2．气动调节阀是由气动执行机构和调节机构（阀门）两部分组成；一般还配备辅助装置，如电气转换器、阀门定位器（或电气阀门定位器）。
3．气动执行机构有正作用和反作用两种形式：当输入气压信号增加时阀杆向下移动时称正作用；当输入气压信号增加时阀杆向上移动时称反作用。在工业生产中口径较大的调节阀通常采用正作用方式。
4．调节阀的结构及分类：
调节阀的品种很多，有普通型、散热型、长颈型、纹波管密封型；直通双座、直通单座，角型阀，隔膜阀；高压阀，蝶阀，球阀，三通阀，????；小流量调节阀。
直通双座、直通单座：——有正作用（正装）与反作用（反装）两种：
正作用：阀杆向下移动时，阀芯与阀座之间的流通面积减小 反作用：阀杆向下移动时，阀芯与阀座之间的流通面积增大 5．流量特性的定义：流过阀门的相对流量与阀门相对开度的关系
QQmax?f(lL)
调节阀的流量特性不仅与阀门的结构和开度有关，还与阀前后的压差有关，必须分开讨论。 6．调节阀的固有（理想）流量特性：在将控制阀前后压差固定时得到的流量特性称为固有流量特性。它取决于阀芯的形状。
四种典型的理想流量特性：直线特性、等百分比特性、快开特性、抛物线特性
7※．可调比R为调节阀所能控制的最大流量与最小流量的比值。R = Qmax / Qmin ，其中Qmin不是指阀门全关时的泄漏量，而是阀门能平稳控制的最小流量，约为最大流量的2～4%一般阀门的可调比R=30。
8．调节阀的工作流量特性：实际使用时，调节阀装在具有阻力的管道系统中。管道对流体的阻力随流量而变化，阀前后压差也是变化的，这时流量特性不同于理想流量特性而会发生畸变。
9．调节阀的流通能力用流量系数C值表示。
流量系数C的定义：在阀两端压差100kPa（0.1MPa），流体为水（103Kg／m3——1g/cm3）的条件下，阀门全开时每小时能通过调节阀的流体流量（m3 /h或t/h）。
例如，某一阀门全开、阀两端压差为100kPa时，流经阀的水流量为20 m /h，则该调节阀的流量系数为：C=20；某一阀门全开、阀两端压差为0.1MPa时，流经阀的水流量为40 m3 /h，则该调节阀的流量系数为：C=40
在调节阀技术手册上，给出了各种阀门的口径和流通能力 C ，供用户查阅。
实际应用中阀门两端压差不一定是100kPa，流经阀门的流体也不一定是水，因此必须换算。 10．电/气转换器：为了使气动调节阀能够接收电动调节器的输出信号，必须把标准电流信号转换为标准气压信号。
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11．气动调节阀中，阀杆的位移是由薄膜上气压推力与弹簧反作用力平衡确定的。为了防止阀杆处的泄漏要压紧填料，使阀杆摩擦力增大，且个体差异较大，这会影响输入信号P的执行精度。解决措施：在调节阀上加装阀门定位器，引入阀杆位移负反馈。使阀杆能按输入信号精确地确定自己的开度。
实际应用中，常把电/气转换器和阀门定位器结合成一体，组成电/气阀门定位器。 12．薄膜式执行机构它由膜片、阀杆和平衡弹簧等组成，是执行器的推动装置。它接受气动调节器或电/气转换器输出的气压信号，经膜片转换成推力并克服弹簧力后，使阀杆产生位移，带动阀芯动作。
副文：加深理解、奠定基础、拓展思维、实践创新综合练习题
1．简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动（干扰）量、设定（给定）量和偏差的含义！ 答：
被控对象：自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量：被控对象内要求保持设定（给定）数值的工艺参数。
操纵变量：受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定（给定）数值的物料量或能量。
扰动（干扰）量：除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的遗失因素。 设定（给定）量：被控变量的预定值。
偏差：被控变量的设定值与实际值之差。
1-1．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质 ?
1-2．什么是干扰作用 ? 什么是控制作用 ? 试说明两者的关系。
2．自动控制系统按其基本结构形式可分几类？其中闭环控制系统按设定（给定）值的不同形式又可分几种？
答：
自动控制系统按其基本结构形式可为闭环控制系统和开环控制系统两大类。
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