【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)主要就用于：對(duì)象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大，干擾作用強(qiáng)面頻繁，負(fù)荷變化大，對(duì)控制質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合。 18． 串級(jí)控制系統(tǒng)中心副回路和主回路各起什么作用？為什么？ 答：在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，串級(jí)控制系統(tǒng)是由兩個(gè)串聯(lián)工作的控制器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)在里面，稱為副環(huán)或副回路，在控制系統(tǒng)中起“粗調(diào)”的作用；一個(gè)閉環(huán)在外面，稱為主環(huán)或主回路，用來(lái)完成“細(xì)調(diào)”的任務(wù)，以保證被控變量 滿足工藝要求。由于串級(jí)控制系統(tǒng)由兩套檢測(cè)變送器、兩個(gè)調(diào)節(jié)閥、兩個(gè)被控對(duì)象和一個(gè)調(diào)節(jié)閥組成，其中兩個(gè)調(diào)節(jié)閥器串聯(lián)起來(lái)工作，前一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為后一個(gè)調(diào)節(jié)器的給定值，后一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出才送給調(diào)節(jié)閥。因此一個(gè)是粗調(diào)，一個(gè)是細(xì)調(diào)。 19． 圖 259是聚合釜溫度與流量的串級(jí)控制系統(tǒng)。 ①說(shuō)明該系統(tǒng)的主、副對(duì)象，主、副變量，主、副調(diào)節(jié)器各是什么？ ②試述該系統(tǒng)是如何客觀實(shí)現(xiàn)其控制作用？ 解：①該系統(tǒng)的主對(duì)象：聚合釜 副對(duì)象：冷卻水進(jìn)口管路 主變量：聚合釜溫度 副變量：冷卻水 流量 主調(diào)節(jié)器：溫度調(diào)節(jié)器 副調(diào)節(jié)器：流量調(diào)節(jié)器 ②該控制系統(tǒng)的方框圖： 2f 1f 給定 T 調(diào)節(jié)器 流量調(diào)節(jié)器 溫度調(diào)節(jié)器 聚合釜 檢測(cè)變送 2（流量） 檢測(cè)變送 1（溫度） 冷卻水 進(jìn)口管路 如圖所示：冷卻水流量若減小，首先由流量檢測(cè)變送，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整冷卻水閥門開(kāi)度，開(kāi)度增加；同時(shí)由于流量減少使聚合釜由溫度 T 升高。從而使溫度穩(wěn)定在工橄要求范圍內(nèi)。 20． 什么是前饋控制系統(tǒng)？應(yīng)用在什么場(chǎng)合？ 答：前饋控制又稱擾動(dòng)補(bǔ)償，它是測(cè)量進(jìn)入過(guò)程的干擾（包括外界干擾和設(shè)定值變化），并按其信號(hào)產(chǎn)生合適的控制作用去改變操縱變量，使被控變量維持在設(shè)定值上。前饋控制主要用于下列場(chǎng)合： ① 干擾幅值大面頻繁，對(duì)被控變量影響劇烈，單純反饋達(dá)不到要求時(shí)； ② 主要干擾是可測(cè)不可控的變量； ③ 對(duì)象的控制通道滯后大，反饋控制不即時(shí)，控制質(zhì)量差時(shí)，可采用前饋 — 反饋控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量。 ？它有哪幾種類型？ 答：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數(shù)符號(hào)一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)，它主要有定比值控制系統(tǒng)和變比值控制系統(tǒng)。其中定比值系統(tǒng)有三類：開(kāi)環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。 ？應(yīng)用在什么場(chǎng)合？ 答：選擇性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是使用選 擇器，可以在兩個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出端，或在幾個(gè)變送器輸出端對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇，以適應(yīng)不同的工況，主要應(yīng)用在對(duì)不穩(wěn)定工況的控制，可以保證生產(chǎn)工藝過(guò)程的安全操作，盡量減少開(kāi)，停車中的不穩(wěn)定工況。 ？ 答：均勻控制系統(tǒng)的目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個(gè)變量之間能夠互相兼顧和協(xié)調(diào)操作。均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是其控制結(jié)果不像其他控制系統(tǒng)那樣，不是為了使被控變量保持不變可，而是使兩個(gè)互相聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。 第三章 過(guò)程檢測(cè)技術(shù) 出測(cè)量方程式，以及測(cè)量三要素，并舉例說(shuō)明。 答：測(cè)量方程式： 為被測(cè)量， x為測(cè)量值， u為測(cè)量單位。測(cè)量過(guò)程三要素為：測(cè)量單位，測(cè)量方法，測(cè)量?jī)x器與設(shè)備。舉例：如液柱式溫度計(jì)測(cè)量溫度。 ，指出它們的異同及使用場(chǎng)合？ 答：直接測(cè)量法 — 指被測(cè)量與單位能直接比較得出比值，或者儀表能直接顯示出被測(cè)參數(shù)值的測(cè)量方法；間接測(cè)量法 — 通過(guò)測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的其他物理量，然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)量的數(shù)值，稱為間接測(cè)量法。相同之處在于都是對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中一些物理量的測(cè)量，都包含測(cè)量三要素 。不同之處在于直接測(cè)量測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單方便，應(yīng)用廣泛；間接測(cè)量過(guò)程較復(fù)雜，只有在誤差較大或缺乏直接測(cè)量?jī)x表時(shí)才采用。 ？傳感器的主要特性有哪些？ 答：測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)有技術(shù)，經(jīng)濟(jì)及使用三方面的指標(biāo)，其中技術(shù)方面的有：誤差，精度等級(jí)，靈敏度，變差，量程，響應(yīng)時(shí)間，漂移等；經(jīng)濟(jì)方面的有：使用壽命，功耗， 價(jià)格等 ；使用方面的有：操作維修是否方便，運(yùn)行是否可靠安全，以及抗干擾與防護(hù)能的強(qiáng)弱，重量體積的大小，自動(dòng)化程度的高低等。 傳感器的主要特性有：準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性，靈敏性。 明系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差和粗大誤差的含義及減小誤差的方法。 答：系統(tǒng)誤差是由于測(cè)量工具本身的不準(zhǔn)確或安裝調(diào)整得不正確，測(cè)試人員的分辨能力或固有的讀數(shù)習(xí)慣，測(cè)量方法的理論根據(jù)有缺陷或采用了近似公式等原因產(chǎn)生的測(cè)量值與真值的偏差。系統(tǒng)誤差的絕對(duì)值和符號(hào)或者保持不變，或者在條件變化時(shí)按某一規(guī)律變化。如儀表零位未調(diào)整好會(huì)引起恒值系統(tǒng)誤差。隨即誤差是由于測(cè)量過(guò)程中大量彼此獨(dú)立的微小因素對(duì)被測(cè)值的綜合影響而產(chǎn)生的測(cè)量值與真值的偏差，其絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)料的方式變化。如氣溫的變化。粗大誤差 — 是由于測(cè)量操作者的粗心，不正確地 操作，實(shí)驗(yàn)條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙實(shí)驗(yàn)等原因造成的明顯地歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。減小誤差的方法： ① 系統(tǒng)誤差：應(yīng)盡量減少或消除系統(tǒng)誤差的來(lái)源。首先檢查儀表本身的性能是否符號(hào)要求；其次仔細(xì)檢查儀器是否處于正常工作條件，如環(huán)境條件及安裝位置等是否符合技術(shù)要求，零位是否正確；此外還應(yīng)檢查測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法本身是否正確。 ② 隨即誤差：由于摩擦，間隙，噪聲等都會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)誤差，因此首先從結(jié)構(gòu)，原理上盡量避免采用存在摩擦的可動(dòng)部分；采用減小噪聲的裝置，并采用抗干擾能力強(qiáng)的測(cè)量?jī)x器。 ③ 對(duì)于粗大誤差應(yīng)端正科學(xué)研究態(tài) 度，并認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，剔除壞值。 ，相對(duì)誤差及引用誤差的定義，舉例說(shuō)明各自的用途。 答：絕對(duì)誤差 — 儀表指示值與被測(cè)變量的真值之間的代數(shù)差，即x x A? ? ? ，可表示儀表基本誤差限： a??? 。 相對(duì)誤差 — 測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)變量的約定真值（實(shí)際值）之比，即用 10 0% 6%x? ?? ? ? ? ? ，可表示儀表的基本誤差限與絕對(duì)誤差相比較，相對(duì)誤差更能說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的精確程度，如溫度升測(cè)量顯示值為 57℃ ，時(shí)間溫度為 60℃ ，則： ? =5760=3, 3 100% %60? ? ? ? ? ?， 若實(shí)際為 30℃ ，測(cè)量顯示值為 27℃ ，則 ： ? =3℃， 3 1 0 0 % 1 0 .0 %30? ? ? ? ? ?， 顯然此時(shí)的相對(duì)誤差比前者大。 引用誤差 — 絕對(duì)誤差與儀表的量程之比，用引用誤差表示的儀表基本誤差限為： 100% %qds?? ? ? ? ?， 如溫度計(jì)的量程為 100℃ ，則其引用誤差 3 100% 3%100q ? ? ? ? ?， 根據(jù)允許引用誤差值的大小可劃分儀表的精度等級(jí)。 5A 的電流表，結(jié)果如下： 輸入量 /A 1 2 3 4 5 示量 /A （ 1） 試求儀表各示值的絕對(duì)誤差，實(shí)際相對(duì)誤差，示值相對(duì)誤差和引用誤差。 （ 2） 確定儀表的精度等級(jí)。 解： 絕對(duì)誤差： 0x x A? ? ? ；相對(duì)誤差：0xA? ?? ， 示值相對(duì)誤差： 39。 xx? ?? ，引用誤差： xq S?? 所以數(shù)值計(jì)算列表如下： 0A 1 2 3 4 5 X 0x x A? ? ? 0xA? ?? 39。 xx? ?? xq S?? 儀表的精度等級(jí) max 2%q ? ， 故該儀表的精度等級(jí)為 2。 20 次測(cè)量，得到如下數(shù)據(jù)： 分別用 3 ? 準(zhǔn)則和肖維耐準(zhǔn)則判斷有無(wú)粗差，并求該測(cè)量的計(jì)算平均值 x ，標(biāo)準(zhǔn)差 ? 和極限誤差 ? ，寫出測(cè)量結(jié)果表達(dá)式。 解： n=20，平均值 x = 201111 iiiixxn ?????? ， 剩余誤差： iiV x x?? ，即： 0 0 標(biāo)準(zhǔn)差 ? = 211 0 .0 6 41 n ii Vn ? ?? ? ，標(biāo)限誤差 max ?? （ 1） 3? 準(zhǔn)則： 3? =， max 3V ??? 因此該組數(shù)中無(wú)壞值。 （ 2）肖維耐準(zhǔn)則：依表 31可知 n=20時(shí)， 0k ??? = ??? ， max ???，故該組數(shù)中無(wú)壞值。 極限誤差 max ?? ，測(cè)量結(jié)果： 0 ?? ， 40%的讀數(shù)誤差小于 ，用線性插值法估計(jì)該溫度升的標(biāo)準(zhǔn)差，并計(jì)算誤差小于 的概率。 解：（ 1） ( ) {| | }z p x z??? ? ?= 2202 212zzzze d z e d z????????? ， z? z? 由此推得 ， z? 由已知條件知 ( ) ? ? ， 查概率積分表得： 22 dz? ??? ?? 時(shí) z=， ? ??? ? ?，得： 1??? （ 2） ?? ，得： ? 查表得： ? 時(shí)， ? ()z? = 2 1??= 即誤差小于 ，概率為 ， 級(jí)和 級(jí)的三塊儀表