過程控制系統(tǒng)第二版答案

過程控制系統(tǒng)第二版答案【篇一：過程控制系統(tǒng)與儀表課后習(xí)題答案完整版】>1-1過程控制有哪些主要特點？為什么說過程控制多屬慢過程參數(shù)控制？解答：1．控制對象復(fù)雜、控制要求多樣2.控制方案豐富3．控制多屬慢過程參數(shù)控制4．定值控制是過程控制的一種主要控制形式5．過程控制系統(tǒng)由規(guī)范化的過程檢測控制儀表組成1-2什么是過程控制系統(tǒng)？典型過程控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？解答：過程控制系統(tǒng)：一般是指工業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)的變量是溫度、壓力、流量、液位、成份等這樣一些變量的系統(tǒng)。組成：參照圖1-1。1-4說明過程控制系統(tǒng)的分類方法，通常過程控制系統(tǒng)可分為哪幾類？解答：分類方法說明：按所控制的參數(shù)來分，有溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等；按控制系統(tǒng)所處理的信號方式來分，有模擬控制系統(tǒng)與數(shù)字控制系統(tǒng)；按控制器類型來分，有常規(guī)儀表控制系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)；按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和所完成的功能來分，有串級控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)等；按其動作規(guī)律來分，有比例（p）控制、比例積分（pi）控制，比例、積分、微分（pid）控制系統(tǒng)等；按控制系統(tǒng)組成回路的情況來分，有單回路與多回路控制系統(tǒng)、開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)；按被控參數(shù)的數(shù)量可分為單變量和多變量控制系統(tǒng)等。通常分類：1．按設(shè)定值的形式不同劃分：（1）定值控制系統(tǒng)（2）隨動控制系統(tǒng)（3）程序控制系統(tǒng)2．按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類：（1）反饋控制系統(tǒng)（2）前饋控制系統(tǒng)（3）前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)1-5什么是定值控制系統(tǒng)?解答：在定值控制系統(tǒng)中設(shè)定值是恒定不變的，引起系統(tǒng)被控參數(shù)變化的就是擾動信號。1-6什么是被控對象的靜態(tài)特性？什么是被控對象的動態(tài)特性？二者之間有什么關(guān)系？解答：被控對象的靜態(tài)特性：穩(wěn)態(tài)時控制過程被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系稱為靜態(tài)特性。被控對象的動態(tài)特性：。系統(tǒng)在動態(tài)過程中，被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系即為控制過程的動態(tài)特性。二者之間的關(guān)系：1-7試說明定值控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)的含義。為什么在分析過程控制系統(tǒng)得性能時更關(guān)注其動態(tài)特性？解答：穩(wěn)態(tài)：對于定值控制，當(dāng)控制系統(tǒng)輸入（設(shè)定值和擾動）不變時，整個系統(tǒng)若能達到一種平衡狀態(tài)，系統(tǒng)中各個組成環(huán)節(jié)暫不動作，它們的輸出信號都處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)（或靜態(tài)）。動態(tài)：從外部擾動出現(xiàn)、平衡狀態(tài)遭到破壞、自動控制裝置開始動作，到整個系統(tǒng)又建立新的穩(wěn)態(tài)（達到新的平衡）、調(diào)節(jié)過程結(jié)束的這一段時間，整個系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的狀態(tài)和參數(shù)都處于變化的過程之中，這種狀態(tài)稱為動態(tài)。在實際的生產(chǎn)過程中，被控過程常常受到各種振動的影響，不可能一直工作在穩(wěn)態(tài)。只有將控制系統(tǒng)研究與分析的重點放在各個環(huán)節(jié)的動態(tài)特性，才能設(shè)計出良好的控制系統(tǒng)。1-8評價控制系統(tǒng)動態(tài)性能的常用單項指標(biāo)有哪些？各自的定義是什么？解答：單項性能指標(biāo)主要有：衰減比、超調(diào)量與最大動態(tài)偏差、靜差、調(diào)節(jié)時間、振蕩頻率、上升時間和峰值時間等。衰減比：等于兩個相鄰的同向波峰值之比n；過渡過程的最大動態(tài)偏差：對于定值控制系統(tǒng)，是指被控參數(shù)偏離設(shè)定值的最大值a；超調(diào)量：第一個波峰值y1與最終穩(wěn)態(tài)值y（?）之比的百分數(shù)?；1y1?100%y(?)殘余偏差c：過渡過程結(jié)束后，被控參數(shù)所達到的新穩(wěn)態(tài)值y（?）與設(shè)定值之??間的偏差c稱為殘余偏差，簡稱殘差；調(diào)節(jié)時間：從過渡過程開始到過渡過程結(jié)束所需的時間；振蕩頻率：過渡過程中相鄰兩同向波峰（或波谷）之間的時間間隔叫振蕩周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率；峰值時間：過渡過程開始至被控參數(shù)到達第一個波峰所需要的時間。1-10某被控過程工藝設(shè)定溫度為900℃，要求控制過程中溫度偏離設(shè)定值最大不得超過80℃?，F(xiàn)設(shè)計的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-4所示。試求該系統(tǒng)過渡過程的單項性能指標(biāo)：最大動態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解答：1最大動態(tài)偏差a：a?950?c?900?c?50?c○950?9002衰減比n：n?○?5:1910?9003振蕩周期t：t?45?9?36(min)○a80?c,且n1(衰減振蕩)，所以系統(tǒng)滿足工藝要求。第2章思考題與習(xí)題求：1）該表最大絕對誤差；2）該表精度；2求：1）變差；2）基本誤差；3）該表是否符合1.0級精度？2-3某壓力表的測量范圍為0～10mpa，精度等級為1.0級。試問此壓力表允許的最大絕對誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計來校驗該壓力表，在校驗點為5mpa時，標(biāo)準(zhǔn)壓力計上讀數(shù)為5.08mpa，試問被校壓力表在這一點上是否符合1級精度，為什么？解答：1）基本誤差?=?100%5.08?5?100%?0.8%102-4為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)被測量大小來選取？選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值有什么問題？解答：1）2）2-5有兩塊直流電流表，它們的精度和量程分別為1)1.0級，0～250ma2）2.5級，0～75ma現(xiàn)要測量50ma的直流電流，從準(zhǔn)確性、經(jīng)濟性考慮哪塊表更合適？解答：分析它們的最大誤差：2.5?100%??5%501.87550選擇2.5級，0～75ma的表。2-11某ddz-Ⅲ型溫度變送器輸入量程為200～1000℃，輸出為4～20ma。當(dāng)變送器3輸出電流為10ma時，對應(yīng)的被測溫度是多少？解答：1000?200t?；t=500?c。20?410解答：1）工作原理：2）根據(jù)題意：壓力范圍為1.2，即允許的最大絕對誤差?max＝0.051分析選用不同量程的表所需的精度等級：○0.050～1.6mpa量程：????100%??3.125%，可選2.5級表；.601.050～2.5mpa量程：????100%??2%，可選1.5或2.0級表；2.50.050～4.0mpa量程：????100%??1.2%，可選1.0級表。4.02量程選擇：被測最大壓力＝1/3～2/3量程上限○1.2320～1.6mpa量程：??11.61.24230～2.5mpa量程：??32.5311.20～4.0mpa量程：?0.3?4.03綜合分析，選用1.5級或2.0級，0～2.5mpa量程的表最合適。2-13如果某反應(yīng)器最大壓力為1.0mpa，允許最大絕對誤差為0.01mpa?，F(xiàn)用一臺測量范圍為0～1.6mpa，精度為1級的壓力表來進行測量，問能否符合工藝要求？若采用一臺測量范圍為0～1.0mpa，精度為1級的壓力表，能符合要求嗎？試說明其理由。解答：工藝要求：最大壓力為1.0mpa，允許最大絕對誤差為0.01mpa。分別求出兩臺儀表的最大允許誤差，進行判斷。4【篇二：過程控制系統(tǒng)與儀表課后習(xí)題答案完整版】>1-1過程控制有哪些主要特點？為什么說過程控制多屬慢過程參數(shù)控制？解答：1．控制對象復(fù)雜、控制要求多樣2.控制方案豐富3．控制多屬慢過程參數(shù)控制4．定值控制是過程控制的一種主要控制形式5．過程控制系統(tǒng)由規(guī)范化的過程檢測控制儀表組成1-2什么是過程控制系統(tǒng)？典型過程控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？解答：過程控制系統(tǒng)：一般是指工業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)的變量是溫度、壓力、流量、液位、成份等這樣一些變量的系統(tǒng)。組成：參照圖1-1。1-4說明過程控制系統(tǒng)的分類方法，通常過程控制系統(tǒng)可分為哪幾類？解答：分類方法說明：按所控制的參數(shù)來分，有溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等；按控制系統(tǒng)所處理的信號方式來分，有模擬控制系統(tǒng)與數(shù)字控制系統(tǒng)；按控制器類型來分，有常規(guī)儀表控制系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)；按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和所完成的功能來分，有串級控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)等；按其動作規(guī)律來分，有比例（p）控制、比例積分（pi）控制，比例、積分、微分（pid）控制系統(tǒng)等；按控制系統(tǒng)組成回路的情況來分，有單回路與多回路控制系統(tǒng)、開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)；按被控參數(shù)的數(shù)量可分為單變量和多變量控制系統(tǒng)等。通常分類：1．按設(shè)定值的形式不同劃分：（1）定值控制系統(tǒng)（2）隨動控制系統(tǒng)（3）程序控制系統(tǒng)2．按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類：（1）反饋控制系統(tǒng)（2）前饋控制系統(tǒng)（3）前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)1-5什么是定值控制系統(tǒng)?解答：在定值控制系統(tǒng)中設(shè)定值是恒定不變的，引起系統(tǒng)被控參數(shù)變化的就是擾動信號。1-6什么是被控對象的靜態(tài)特性？什么是被控對象的動態(tài)特性？二者之間有什么關(guān)系？解答：被控對象的靜態(tài)特性：穩(wěn)態(tài)時控制過程被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系稱為靜態(tài)特性。被控對象的動態(tài)特性：。系統(tǒng)在動態(tài)過程中，被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系即為控制過程的動態(tài)特性。二者之間的關(guān)系：1-7試說明定值控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)的含義。為什么在分析過程控制系統(tǒng)得性能時更關(guān)注其動態(tài)特性？解答：穩(wěn)態(tài)：對于定值控制，當(dāng)控制系統(tǒng)輸入（設(shè)定值和擾動）不變時，整個系統(tǒng)若能達到一種平衡狀態(tài)，系統(tǒng)中各個組成環(huán)節(jié)暫不動作，它們的輸出信號都處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)（或靜態(tài)）。動態(tài)：從外部擾動出現(xiàn)、平衡狀態(tài)遭到破壞、自動控制裝置開始動作，到整個系統(tǒng)又建立新的穩(wěn)態(tài)（達到新的平衡）、調(diào)節(jié)過程結(jié)束的這一段時間，整個系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的狀態(tài)和參數(shù)都處于變化的過程之中，這種狀態(tài)稱為動態(tài)。在實際的生產(chǎn)過程中，被控過程常常受到各種振動的影響，不可能一直工作在穩(wěn)態(tài)。只有將控制系統(tǒng)研究與分析的重點放在各個環(huán)節(jié)的動態(tài)特性，才能設(shè)計出良好的控制系統(tǒng)。1-8評價控制系統(tǒng)動態(tài)性能的常用單項指標(biāo)有哪些？各自的定義是什么？解答：單項性能指標(biāo)主要有：衰減比、超調(diào)量與最大動態(tài)偏差、靜差、調(diào)節(jié)時間、振蕩頻率、上升時間和峰值時間等。衰減比：等于兩個相鄰的同向波峰值之比n；過渡過程的最大動態(tài)偏差：對于定值控制系統(tǒng)，是指被控參數(shù)偏離設(shè)定值的最大值a；超調(diào)量：第一個波峰值y1與最終穩(wěn)態(tài)值y（?）之比的百分數(shù)?；1y1?100%y(?)殘余偏差c：過渡過程結(jié)束后，被控參數(shù)所達到的新穩(wěn)態(tài)值y（?）與設(shè)定值之??間的偏差c稱為殘余偏差，簡稱殘差；調(diào)節(jié)時間：從過渡過程開始到過渡過程結(jié)束所需的時間；振蕩頻率：過渡過程中相鄰兩同向波峰（或波谷）之間的時間間隔叫振蕩周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率；峰值時間：過渡過程開始至被控參數(shù)到達第一個波峰所需要的時間。1-10某被控過程工藝設(shè)定溫度為900℃，要求控制過程中溫度偏離設(shè)定值最大不得超過80℃?，F(xiàn)設(shè)計的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-4所示。試求該系統(tǒng)過渡過程的單項性能指標(biāo)：最大動態(tài)偏差、衰減比、振蕩周期，該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？解答：1最大動態(tài)偏差a：a?950?c?900?c?50?c○950?9002衰減比n：n??5:1○910?9003振蕩周期t：t?45?9?36(min)○a80?c,且n1(衰減振蕩)，所以系統(tǒng)滿足工藝要求。第2章思考題與習(xí)題求：1）該表最大絕對誤差；2）該表精度；2求：1）變差；2）基本誤差；3）該表是否符合1.0級精度？2-3某壓力表的測量范圍為0～10mpa，精度等級為1.0級。試問此壓力表允許的最大絕對誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計來校驗該壓力表，在校驗點為5mpa時，標(biāo)準(zhǔn)壓力計上讀數(shù)為5.08mpa，試問被校壓力表在這一點上是否符合1級精度，為什么？解答：1）基本誤差?=?100%2-4為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)被測量大小來選??？選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值有什么問題？解答：1）2）2-5有兩塊直流電流表，它們的精度和量程分別為1)1.0級，0～250ma2）2.5級，0～75ma現(xiàn)要測量50ma的直流電流，從準(zhǔn)確性、經(jīng)濟性考慮哪塊表更合適？解答：分析它們的最大誤差：2.5?100%??5%501.875選擇2.5級，0～75ma的表。5.08?5?100%?0.8%102-11某ddz-Ⅲ型溫度變送器輸入量程為200～1000℃，輸出為4～20ma。當(dāng)變送器3輸出電流為10ma時，對應(yīng)的被測溫度是多少？解答：1000?200t?；t=500?c。20?410解答：1）工作原理：2）根據(jù)題意：壓力范圍為1.2，即允許的最大絕對誤差?max＝0.051分析選用不同量程的表所需的精度等級：○0.05?100%??3.125%，可選2.5級表；0～1.6mpa量程：???.601.05?100%??2%，可選1.5或2.0級表；0～2.5mpa量程：???2.50.05?100%??1.2%，可選1.0級表。0～4.0mpa量程：???4.02量程選擇：被測最大壓力＝1/3～2/3量程上限○1.232??0～1.6mpa量程：11.61.2423?0～2.5mpa量程：?3.22.5311?0.3?0～4.0mpa量程：4.03綜合分析，選用1.5級或2.0級，0～2.5mpa量程的表最合適。2-13如果某反應(yīng)器最大壓力為1.0mpa，允許最大絕對誤差為0.01mpa。現(xiàn)用一臺測量范圍為0～1.6mpa，精度為1級的壓力表來進行測量，問能否符合工藝要求？若采用一臺測量范圍為0～1.0mpa，精度為1級的壓力表，能符合要求嗎？試說明其理由。解答：工藝要求：最大壓力為1.0mpa，允許最大絕對誤差為0.01mpa。分別求出兩臺儀表的最大允許誤差，進行判斷。4【篇三：過程控制系統(tǒng)與儀表習(xí)題答案】1-1過程控制有哪些主要特點？為什么說過程控制多屬慢過程參數(shù)控制？解：1．控制對象復(fù)雜、控制要求多樣2.控制方案豐富3．控制多屬慢過程參數(shù)控制4．定值控制是過程控制的一種主要控制形式5．過程控制系統(tǒng)由規(guī)范化的過程檢測控制儀表組成1-2什么是過程控制系統(tǒng)？典型過程控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？解：過程控制系統(tǒng)：一般是指工業(yè)生產(chǎn)過程中自動控制系統(tǒng)的變量是溫度、壓力、流量、液位、成份等這樣一些變量的系統(tǒng)。組成：由被控過程和過程檢測控制儀表（包括測量元件，變送器，調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器）兩部分組成。1-4說明過程控制系統(tǒng)的分類方法，通常過程控制系統(tǒng)可分為哪幾類？解：分類方法說明：按所控制的參數(shù)來分，有溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)等；按控制系統(tǒng)所處理的信號方式來分，有模擬控制系統(tǒng)與數(shù)字控制系統(tǒng)；按控制器類型來分，有常規(guī)儀表控制系統(tǒng)與計算機控制系統(tǒng)；按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和所完成的功能來分，有串級控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)等；按其動作規(guī)律來分，有比例（p）控制、比例積分（pi）控制，比例、積分、微分（pid）控制系統(tǒng)等；按控制系統(tǒng)組成回路的情況來分，有單回路與多回路控制系統(tǒng)、開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)；按被控參數(shù)的數(shù)量可分為單變量和多變量控制系統(tǒng)等。通常分類：1．按設(shè)定值的形式不同劃分：（1）定值控制系統(tǒng)（2）隨動控制系統(tǒng)（3）程序控制系統(tǒng)2．按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點分類：（1）反饋控制系統(tǒng)（2）前饋控制系統(tǒng)（3）前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)1-5什么是定值控制系統(tǒng)?解：在定值控制系統(tǒng)中設(shè)定值是恒定不變的，引起系統(tǒng)被控參數(shù)變化的就是擾動信號。1-6什么是被控對象的靜態(tài)特性？什么是被控對象的動態(tài)特性？二者之間有什么關(guān)系？解：被控對象的靜態(tài)特性：穩(wěn)態(tài)時控制過程被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系稱為靜態(tài)特性。被控對象的動態(tài)特性：。系統(tǒng)在動態(tài)過程中，被控參數(shù)與控制變量之間的關(guān)系即為控制過程的動態(tài)特性。1-7試說明定值控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與動態(tài)的含義。為什么在分析過程控制系統(tǒng)得性能時更關(guān)注其動態(tài)特性？解：穩(wěn)態(tài)：對于定值控制，當(dāng)控制系統(tǒng)輸入（設(shè)定值和擾動）不變時，整個系統(tǒng)若能達到一種平衡狀態(tài)，系統(tǒng)中各個組成環(huán)節(jié)暫不動作，它們的輸出信號都處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)（或靜態(tài)）。動態(tài)：從外部擾動出現(xiàn)、平衡狀態(tài)遭到破壞、自動控制裝置開始動作，到整個系統(tǒng)又建立新的穩(wěn)態(tài)（達到新的平衡）、調(diào)節(jié)過程結(jié)束的這一段時間，整個系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的狀態(tài)和參數(shù)都處于變化的過程之中，這種狀態(tài)稱為動態(tài)。在實際的生產(chǎn)過程中，被控過程常常受到各種振動的影響，不可能一直工作在穩(wěn)態(tài)。只有將控制系統(tǒng)研究與分析的重點放在各個環(huán)節(jié)的動態(tài)特性，才能設(shè)計出良好的控制系統(tǒng)。1-8評價控制系統(tǒng)動態(tài)性能的常用單項指標(biāo)有哪些？各自的定義是什么？解：單項性能指標(biāo)主要有：衰減比、超調(diào)量與最大動態(tài)偏差、靜差、調(diào)節(jié)時間、振蕩頻率、上升時間和峰值時間等。衰減比：等于兩個相鄰的同向波峰值之比n；過渡過程的最大動態(tài)偏差：對于定值控制系統(tǒng)，是指被控參數(shù)偏離設(shè)定值的最大值a；超調(diào)量：第一個波峰值y1與最終穩(wěn)態(tài)值y（?）之比的百分數(shù)?；??y1?100%y(?)殘余偏差c：過渡過程結(jié)束后，被控參數(shù)所達到的新穩(wěn)態(tài)值y（?）與設(shè)定值之間的偏差c稱為殘余偏差，簡稱殘差；調(diào)節(jié)時間：從過渡過程開始到過渡過程結(jié)束所需的時間；振蕩頻率：過渡過程中相鄰兩同向波峰（或波谷）之間的時間間隔叫振蕩周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率；峰值時間：過渡過程開始至被控參數(shù)到達第一個波峰所需要的時間。1-10某被控過程工藝設(shè)定溫度為900℃，要求控制過程中溫度偏離設(shè)定值最大不得超過80℃?，F(xiàn)設(shè)