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1、优秀精品课件文档资料,第二章习题与思考题,2-1 若在调节器的输入端加上一个方波信号,试分别画出调节器为比例、比例积分和比例微分动作规律时输出的大致变化过程。,2-2 一台气动比例温度控制器,测量范围为01000。当指示变化为100,控制器比例带为50时,求相应的控制器输出将变化多少千帕(输出气压为20kPa100kPa)和输出为多少千帕。,2-3 控制器初始输出Uo为1.5VDC,当Ui加入0.1V的阶跃输入时,(给定值不变),Uo为2V。随后Uo线性上升,经5分钟Uo为4.5V,则比例增益,比例度,积分时间和微分时间分别是多少?(5;20%;1min;0),解: U0=2-1.5=0.5V
2、;Ui=0.1V K=U0/Ui=0.5/0.1=5 =(1/K)*100%=20% (2.5-2)=(4.5-2)/(5-0) (Ti-0) TI=1分 TD=0,2-4控制器具有动作规律,其比例带为,积分时间为分钟。起初,测量、给定和输出都在,当测量变化至,输出变化多少?分钟后变化多少?分钟后变化到多少?(假设控制器处于正作用)。(10%;10%;70%),解:根据响应曲线, 偏差E=55%-50%=5% =50% K = 1/=2 比例输出(变化值) yp =k(x-sv)=25%=10% 积分输出,输出变化10% y=50%+10%+10%=70% 一分钟后变化到70%,2-5水箱水位
3、控制如图所示,试画出方框图,说明被控量、给定值、控制对象、内扰、外扰、操作变量指的是哪些物理量和设备,调节过程结束后水位是否有静差?,被控量:H;控制对象:水箱;给定值:希望水位H0;内扰:引起Q1变化的进水压力;外扰:流出水量Q2;操作变量:流入水量Q1。,2-6水箱水位控制如图所示,试画出方框图,说明被控量、给定值、控制对象、内扰、外扰、操作变量指的是哪些物理量和设备,调节过程结束后水位是否有静差?,被控量:H;控制对象:水箱;给定值:H0;内扰:引起q1变化的进水压力;外扰:q2;操作变量:q1。,2-7某电厂仪表班负责维修40台变送器,在一年内出现故障的变送器台数为60,试求它们的平均
4、无故障时间MTBF。(答案:5840h),2-8 IP65的含义是什么? IP65,IP为防护等级的特征字母;6表示尘密(无尘埃进入);5表示防喷。, 是根据扰动的大小和方向产生相应的调节作用。 前馈是根据扰动进行调节,所以调节的 。 反馈是根据偏差进行调节,所以调节的 。 前馈调节不存在系统的 问题。 组态就是把标签号、输出形式、阻尼时间、工程单位、上下限等数据测量写到存储器中。,控制器的组态就是向 中增加、修改和删除功能块的操作。 软件组态就是对存储器的 。 可以对变送器进行组态操作的便携式专用计算机称为 。 正作用调节器的输出变量随被控量的增大而 。 反作用调节器的输出变量随被控量的增大
5、而 。 IP的含义是 。,选择题 “调节”与“控制”,本书采用的是第种理解? A. 1;B. 2;C. 3 按第3种理解, 的控制作用是根据被控量的测量产生的。 A. 开环;B. 闭环 系统的控制作用是从检测某一量开始,而后又通过这一过程影响其本身。 A. 开环;B. 闭环,选择题 变送器输出的是 A. 电信号;B. 气信号;C. 标准信号 变送器输出的标准信号是 A. 420mA;B. 0 20mA; C.0 100 KPa; 既有物质又有能量进出的设备是 A. 水箱;B. 电动机;C.热交换设备 外部扰动一定是系统的 A. 输入量;B. 输出量;C.流出量;D.流入量,选择题 如果被调量随
6、时间变化,说明 A. 没有能量进出;B.没有物质进出;C.物质和能量进出平衡;C.扰动发生 调节的方向取决于 A. 偏差的有无;B.偏差的正负; C.偏差的大小 调节过程结束前,被调量与给定值之差称为 A. 残余偏差;B. 余差;C.静差;D.动差,选择题 积分调节依据来动作。 A. 偏差的大小;B.偏差的有无;C.偏差的变化速度;D.偏差的正负 若控制器的比例增益为5,则比例带为 A. 5%;B. 10%; C.20% ;D.50% 积分作用是消除 A. 残余偏差;B. 余差;C.静差;D.动差 微分是。 A. 粗调;B. 细调;C. 超前调;D.滞后调,试分别定性画出P、PI、PD、PID
7、调节器的阶跃响应曲线和PD调节器的斜坡响应曲线,并标出比例增益、积分时间、微分时间。,试画出非线性误差特性示意图,并写出计算式。 试画出变差特性示意图,并写出计算式。 试画出重复特性示意图,并写出计算式。 试写出MTBF的计算式,并说明式中各符号的含义。,参数整定找最佳, 从小到大顺序查。 先是比例后积分, 最后再把微分加。 曲线振荡很频繁, 比例度盘要放大。 曲线漂浮绕大弯, 比例度盘往小扳。 曲线偏离回复慢, 积分时间往下降。 曲线波动周期长, 积分时间再加长。 曲线振荡频率快, 先把微分降下来。 动差大来波动慢, 微分时间应加长。 理想曲线两个波, 前高后低四比一。 一看二调多分析, 调
8、节质量不会低。,2-9已知Kc=2,TI=0.5min,若偏差e(t)的变化波形如图所示,当PID控制器分别为P、I、PI功能时,试大致画出输出u(t)p、 u(t)I 、 u(t)PI的曲线。(设 )。,2-10 若PID控制器的Kc=2,TI=12s,TD=120s,稳态时u(t)的输出为40%。t=0时施加3%的偏差阶跃信号,试分别写出在该阶跃信号作用下比例、积分、微分的输出表达式,并计算t=12s时的u(t)值。,2-11水箱如图所示,q1为流入量,q2为流出量,H0为水位给定值。若保持水位H在规定值,有几种控制方案?试绘出控制方案的示意图和方框图。,2-12已知Kc=2,TI=0.5
9、min,若偏差e(t)的变化波形如图所示,当PID控制器分别为P、I、PI功能时,试大致画出输出u(t)p、 u(t)I 、 u(t)PI的曲线。,2-13控制器具有PI动作规律(设为正作用),其比例带为80%,积分时间为1min。稳态时,输出为6mA。某瞬间,输入偏差突然增加了0.3mA,试求:比例增益为多少?比例作用使输出变化多少mA?比例作用使输出变化到多少mA?1min后输出变化到多少mA?3min后输出变化到多少mA?,2-14 若PID控制器(设为反作用)的Kc=2,TI=12s,TD=120s,稳态时u(t)的输出为50%。t=0时施加4%的偏差阶跃信号,试分别写出在该阶跃信号作用下比例、积分、微分的输出表达式,并计算t=10s时的:比例输出;积分输出;微分输出;比例+积分+微分输出; PID控制器输出。,2-15一台气动比例压力调节器,测量范围为0100千帕。当测量值变化为10千帕,调节器的比例带为40%,试求:比例增益;测量值变化的百分数;调节器输出变化的百分数;调节器输出变化多少千帕(设输出气压变化范围为20 100千帕);调节器输出变化到多少千帕。,解: kc=1/=1/40%=2.5 10/(100-0) 100%=10% 10% 2.5=25% 25% (100-20)=20千帕 20+20=40千帕,
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