化工儀表及自動化

1、第一章自動控制系統(tǒng)基本概念9、試分別說明什么是被控對象、被控變量、給定值、操縱變量？被控對象：在自動控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機器叫做被控對象。被控變量：被控對象內(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、什么是負反饋？負反饋在自動控制系統(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)過測量元件和變送器后，

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

3、隨時間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)，把被控變量隨時間而變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動態(tài)。（2）因為干擾是客觀存在的，是不可避免的。一個自動控制系統(tǒng)投入運行時，時時刻刻都受到干擾作用，破壞正常的工藝生產(chǎn)狀態(tài)。這就需要通過自動化裝置不斷施加控制作用去對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)指標上。一個正常工作的自動控制系統(tǒng)，總受到頻繁的干擾作用，總處在頻繁的動態(tài)過程中。所以了解系統(tǒng)動態(tài)更為重要。第二章過程特性及其數(shù)學模型9

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

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

6、中流動時，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，由于流速發(fā)生變化，使流體的動能發(fā)生變化。根據(jù)能量守恒定律，動能的變化必然引起靜壓能的變化，所以在流體流經(jīng)節(jié)流裝置時必然會產(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，增強穩(wěn)定性。第五章執(zhí)行器1、氣動執(zhí)行器主要由哪兩部分組成？各起什么作用？氣動執(zhí)行器由執(zhí)行結(jié)構(gòu)和控制機構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置，它根據(jù)控制信號壓力的大

7、小產(chǎn)生相應的推力，推動控制機構(gòu)動作，所以它是將信號壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置?？刂茩C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行程和相對流量不成直線關(guān)系，在行程的每一點上單位行程變化所引起的流量的變化與此點的流量成正比，流量變化的百分比是相等的。所以它的優(yōu)點是流量小時

8、，流量變化小，流量大時，則流量變化大，也就是在不同開度上，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行程和相對流量成直線關(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，流量相對值變化小，流量小時，則流量相對值變化大。（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）快開特性這種流量特性在開度較小時就有較大流量，隨開度的增大，流量很快就達到最大，故稱為快開特性。8、什么是串聯(lián)管道

9、中的阻力比s？s值的變化為什么會使理想流量發(fā)生畸變？答：阻力比s表示控制閥全開時閥上壓差與系統(tǒng)總壓差之比。當s=1時，說明系統(tǒng)總壓差全部降在控制閥上，所以控制閥在工作過程中，隨著閥開度的變化，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s1時，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，因而流過控制閥的流量也減少。

10、所以隨著s值減小，會使理想流量特性發(fā)生畸變。閥的開度越大，使實際流量值離開理想值越大。9、什么是并聯(lián)管道中的分流比x？試說明x值對控制閥流量特性的影響。答：分流比x表示并聯(lián)管道時，控制閥全開時流過控制閥的流量與總管的總流量之比。當x=1時，說明流過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x1時，即旁路閥逐漸打開，流過旁路閥的流量會增加。這時，控制閥即使關(guān)死，也有部分流體從旁路通過，所以控