【正文】 經(jīng)過放大器 功率放大后，一方面輸出，一方面反饋到正負兩個波紋管，建立起與測量力矩相平衡的反饋力矩。因而輸出氣壓信號（:）就與線圈電流信號成一一對應關系。 —氣閥門定位器的工作原理。答：來自調(diào)節(jié)器的直流電流信號，經(jīng)過力矩馬達的線圈，使主杠桿磁化并繞其支點反時針方向轉動，噴嘴靠近擋板，P背上升，經(jīng)放大后送入薄膜調(diào)節(jié)閥，空氣壓力上升，推動閥桿下移，帶動凸輪逆時針旋轉。副杠桿左移，帶動反饋彈簧，當從反饋=從力矩馬達時。主杠桿停在新的平衡位置。因此，閥桿的位移與輸入的電流之間有一一對應的關系，而閥桿位移量與開度之間的關系是確定的，所以電流信號就能使閥位確定下來 ，這就是電—氣閥門定位器的工作原理。 。它的基本組成有那些部分？各部分的功能是什么？答：ＤＫＺ型直行程電動執(zhí)行器具有推力大，定位進度高，反應速度快，滯后時間少，能源消耗底，安裝方便，供電簡便，在電流突然斷電時能自動保持調(diào)節(jié)閥原來的位置特點，由伺服放大電和執(zhí)行機構兩部分組成。伺服放大電主要由前置磁紅大電，觸發(fā)電和可控硅交流開關等構成，作用是綜合輸入信號和反饋信號，然后將它們的差值信號加以放大，以控制伺服電動機的轉動，執(zhí)行伺服電動機，減速電和位置發(fā)送電三部分組成。它接受可控硅交流開關或電動操作里的信號，使伺服電機按正，反方向運轉。 26．氣動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構的正，反作用形式是如何定義的？在結構上有何不同？答：氣動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構的正作用是指：當閥芯向下位移時，閥芯與閥座之間的流通截面積減少，稱為正作用，或正裝；反之，則稱為反作用。只要改變閥桿與閥芯的連接位置就可改作反裝。27．試為一個壓力控制系統(tǒng)選擇合適的調(diào)節(jié)閥口徑，已知管得XT= 所以FKXT=180。=又Q X=DP=()/=amp。lt。 P1故為非阻塞流 Y=1()=1=3FKXT3180。 查附表：ZMABP型。初選公稱通徑Dg(mm)=40，閥座直徑dg(mm)=40，C100=20QRe的雷諾數(shù)修正。查得v，Re ，已知流體為水，正常流量條件下的數(shù)據(jù)為：P1=，DP=，t1=170℃，v=180。107m2/s，Sn=，n=，接管直徑D1=D2=100mm。 解：（1）判別是否為阻塞流：（同27題）有表62查得：XT=，F(xiàn)L=，并查其熱力學臨界壓力Pc=11000Kpa（絕壓） FF=\ FL2(P1FFPv)= 180。(180。)DP=（2）求Cn。Cn=(3)計算CmaxSR=0:max=1n2(1Sn)= ()== \Cmax=m180。Cn=180。(4)選定口徑：查附表雙座調(diào)節(jié)閥選用Dg=dg=，在最大流量條件下的計算數(shù)據(jù)為： qm=9000kg/h，rs=，k=，P1=，P2= MPa，接管直徑D1=D2=50mm，試選擇所需的調(diào)節(jié)閥。解：擬選用單座，柱塞，流開形調(diào)節(jié)閥。查得xT=，F(xiàn)L= Fk== = 設T1=100℃ X=DP=()/=amp。lt。FKXT=180。= P1故為非阻塞流 \Cmax式中Y=1()=1= 3FKXT3180。180。\Cmax查附表，選用Dg=dg=40mm C100=20，已知最大計算流量條件下的計算數(shù)據(jù)為：P1= ，DP=，t1=150℃，rL=850kg/m3，qv=，v=180。104m2/s，接管直徑D1=D2=50mm，流體為非阻塞流，試確定該調(diào)節(jié)閥（流開形）的口徑。解：Q流體為非阻塞流 \Cmax=10q=10180。，選用Dg=dg=150mm C100=280的調(diào)節(jié)閥 第五節(jié) 計算機控制系統(tǒng) ？各部分有什么作用？ 答：計算機控制系統(tǒng)是由工業(yè)對象和工業(yè)控制計算機兩大部分組成。工業(yè)控制計算機主要由硬件和軟件兩部分組成。其中硬件部分主要包括計算機主機，外部設備，外圍設備，工業(yè)自動化儀表和操作控制臺，軟件是指計算機系統(tǒng)的程序系統(tǒng)，各部分作用參見課本P234235。 ，有哪些相同與不同點？答：相同點：控制系統(tǒng)的基本結構相同，有關調(diào)節(jié)原理和調(diào)節(jié)過程相同，即都是基于“檢測偏差，糾正偏差”的控制原理。在系統(tǒng)的對象，執(zhí)行元件，檢測元件等環(huán)節(jié)內(nèi)部的運動規(guī)律與模擬控制系統(tǒng)是相同的。不同之處：在計算機控制系統(tǒng)中，控制里對控制對象的參數(shù)，狀態(tài)信息的檢測和控制結果的輸出在時間上是斷續(xù)的，對檢測信號的分析計算是數(shù)字化的，而在模擬控制系統(tǒng)中則是連續(xù)的，并使用數(shù)字控制控制里代替了模擬控制里，并增加了模數(shù)轉換元件和數(shù)模轉換元件，給定值也從數(shù)字量形式輸入計算機。 ？各有什么特點？ 答：分為：數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC，監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC，分級計算機控制系統(tǒng)以及集散型控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集 和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要是對大量的過程狀態(tài)參數(shù)進行巡回檢測，數(shù)據(jù)存貯紀錄，數(shù)據(jù)處理進行實時數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)越限報警等功能，計算機不直接會與過程控制，對生產(chǎn)過程不產(chǎn)生直接影響。直接數(shù)字控制系統(tǒng)的特點：計算機完全代替了模擬調(diào)節(jié)里，實現(xiàn)了幾十個甚至更多的單回路PID控制，并易于實現(xiàn)其他新型控制規(guī)律的控制，具有大純滯后對象的控制等，他把顯示，紀錄，報警和給定值設定等功能都集中在操作控制臺上，給操作人員帶來了方便，修改程序即可實現(xiàn)上述各種形式的控制規(guī)律；缺點是：要求工業(yè)控制計算機的可靠性很高，否則會直接影響生產(chǎn)的正常進行，P238P242。？有哪些主要特點？答：集散型控制系統(tǒng)將生產(chǎn)過程按其系統(tǒng)結構縱向分成現(xiàn)場控制級，控制管理級，生產(chǎn)和經(jīng)營管理級。級間相互獨立又相互聯(lián)系。再對每一級按其功能劃分為若干小塊，采取既分散又集中的設計原則，進行集散控制系統(tǒng)的硬件和軟件設計特點：（1）硬件組裝積木化（2）軟件模塊化（3）組態(tài)控制系統(tǒng)（4）應用先進的通信網(wǎng)絡（5）具有開放性（6）可靠性高故：集散型控制系統(tǒng)既有計算機控制系統(tǒng)控制算法先進，精度高，響應速度快的優(yōu)點，又有儀表控制系統(tǒng)安全可靠，維護方便的優(yōu)點，而且，集散型控制系統(tǒng)容易實現(xiàn)復雜的控制規(guī)律，成本低，施工周期短. ，畫出計算機數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的方框圖，并說明各部件的名稱 解：工業(yè)對象——》多道開關——》A/D——》計算機——》顯示/打印/報警 6 某被控對象有5個模擬量控制回路和3個模擬量檢測監(jiān)視回路，試為該對象設計一個監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)方框圖。解：方框圖見： ？它有什么特點？答：直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC分時的對被控對象的狀態(tài)參數(shù)進行測試，并根據(jù)測試的結果與給定值的差值，按照預先制定的控制標法進行數(shù)字分析，運算后，控制量輸出直接作用在調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機構上，使各個被控參數(shù)保持在給定值上，實現(xiàn)對被控對象的閉環(huán)自動調(diào)節(jié)。特點：，實現(xiàn)幾個甚至更多的單回路PID控制。2。較易實現(xiàn)其他新型控制規(guī)律的控制，如串級控制，前饋控制，自動選擇性控制。3。將顯示，記錄，報警和給定值設定等功能集中在操作控制臺上，操作方便。 缺點：要求工業(yè)控制計算機的可靠性提高，否則會直接影響生產(chǎn)的正常運行。 8．DDC的基本算法有哪些？各有什么優(yōu)缺點？答：DDC的基本算法分為兩種：理想PID算法和實際PID算法。其中理想PID算法包括：位置式，增量式和速度式；實際PID算法有：位置式，增量式和速度式。理想算法中，位置式算法容易產(chǎn)生累積誤差，若該項值很大時，調(diào)節(jié)緩慢，發(fā)生積分飽和，對控制調(diào)節(jié)不利，且受到計算機字長的限制，當超過字長時，引起積分丟失現(xiàn)象。增量式算法無此缺點，而且系統(tǒng)進行手動和自動切換時，增量式PID由于執(zhí)行元件保存了過去的位置，因此沖擊較小，即使發(fā)生故障時，也由于執(zhí)行元件的寄存作用，仍可保存元件位，對被控制過程的影響較小。但是理想算法存在自身不足，而且具體工業(yè)過程的控制有一定的特殊性，故采用實際PID算法，有較強的干擾抑制能力。 9．試列出一些改進的PID算法，并分析其改進特點及適用場合答：改進的PID算法有：（1）帶有死區(qū)的PID控制——當控制偏差在某個閥值以 0.........當|e(k)|163。B，無控制輸出值238。254。式中B為閥值，OB的區(qū)間稱為死區(qū)。該控制方式適用于要求控制作用盡可能少變動的場合，如在中間器皿的液面控制。（2）飽和作用的抑制（A）PID位置算法的積分飽和作用機器抑制——采用遇限削弱積分法和積分分離法。（B）PID增量算法的飽和作用及其抑制（C）干擾的抑制——四點中的差分 法。該控制方式適用于可能出現(xiàn)飽和效應的場合，即控制量因受到執(zhí)行元件機械和物理性能的約束而限制在有限范圍以 TI= TD= T\位置式 u(k)= Kp{e(k)+TI229。e(i)+i=0kTD[e(k)e(k1)]} T 代入 T=(i)+[e(k)e(k1)]} \ u(k)= {e(k)+=增量式：Du(k)= Kp[e(k)e(k1)]+KIe(k)+KD[e(k)2e(k1)+e(k2)] 其中：KI=KpT1180。180。 KD=KpD= =\ Du(k)= [e(k)e(k1)]+1180。180。(k)+[e(k)2e(k1)+e(k2)] 12．計算機控制系統(tǒng)的設計有哪些基本原則？其設計步驟是怎樣的答：計算機控制系統(tǒng)設計的基本原則：1。系統(tǒng)操作性能好——使用方便和維修方便。2?？煽啃愿?。3。通用性好，便于擴充。4。實時性強——表現(xiàn)在時間驅(qū)動和時間驅(qū)動能力上。5。設計周期短，價格便宜。設計步驟：：確定系統(tǒng)整體控制方案；確定系統(tǒng)的構成方式；現(xiàn)場設備選擇。:。 13．如何提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性？有哪些方法途徑？答：為了提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性和可維護性，常采用提高元器件的可靠性，設計系統(tǒng)的冗條技術，采取抗干擾措施，采用故障診斷和系統(tǒng)恢復技術以及軟件可靠性技術等。常用的冗條系統(tǒng)——并聯(lián)系統(tǒng)，備用系統(tǒng)，表決系統(tǒng)?？垢蓴_措施——電磁干擾的屏蔽；隔離技術；共模輸入法；電源系統(tǒng)的干擾抑制；布線的防干擾；接地設計；軟件的抗干擾措施。 14．過程控制系統(tǒng)所處的干擾環(huán)境是極其惡劣的，試闡述它所受的干擾有哪些？答：干擾分為3類：（1）空間感應干擾，它以電磁感應形式進入系統(tǒng)的任何部件和線路（2）類干擾是通過對通道的感應，傳輸結合，地線聯(lián)系進入通道部分的干擾（3）電網(wǎng)的沖擊波通過變壓器結合系統(tǒng)進入電源系統(tǒng)而傳到各個部分的。 15．共模干擾與串模干擾個有什么特點，它們是如何進入系統(tǒng)造成干擾的？答：在計算機控制系統(tǒng)中，由于對象，通道裝置比較，通道與被測信號之間往往要長線連接，由此造成了被測信號地線和主機地線之間存在一定的電位差，它作為干擾，同時施加在通道的兩個輸入端上，稱為共模干擾。共模干擾的抑制措施：采用高共模抑制比的差動放大器，采用浮地輸入雙層屏蔽放大器，光電隔離，使用隔離放大器。 16．長線傳輸干擾為什么不可避免，如何加以抑制？答：在計算機控制系統(tǒng)中，由于對象，通道裝置比較分散，通道與被測信號之間望完要長線連接，由此造成了被測信號地線和主機地線之間存在一定的電位差，它作為干擾，同時施加在通道的兩個輸入端上，稱為共模干擾。共模干擾的抑制措施：采用高共模抑制比的差動放大器，采用浮地輸入雙層屏蔽放大器，光電隔離，使用隔離放大器。 17．模擬地與數(shù)字地為何必須嚴格分開？ 答：模擬地是