【正文】 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。 傳感器的主要特性有：準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性，靈敏性。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。 ，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。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。 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：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。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)。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。從而使溫度穩(wěn)定在工橄要求范圍內(nèi)。 19． 圖 259是聚合釜溫度與流量的串級(jí)控制系統(tǒng)。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。 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)。③主回路對(duì)副對(duì)象具有“魯棒性”，提高了系統(tǒng)的控制精度。 它的特點(diǎn)有：①能迅 速克服進(jìn)入副回路的干擾。 17． 什么是串級(jí)控制系統(tǒng)？它有什么特點(diǎn)？什么情況下采用串級(jí)控制？ 答：串級(jí)控制系統(tǒng)是由其結(jié)構(gòu)上的特征面得出的。 16． 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，必須確定和考慮哪些方面的問(wèn)題？ 答：設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，首先應(yīng)對(duì)被控對(duì)象做全面 的了解。 ⑤ 如果被控對(duì)象傳遞參數(shù)可用 近似，則可根據(jù)對(duì)象的可控比 t/T 選擇哪個(gè)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律。 ③ 當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較，負(fù)荷變化較小，而工藝要求無(wú)余差時(shí)，可選用比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律，如管道壓力，流量等參 數(shù)的控制。 15． 調(diào)節(jié)器控制規(guī)律 選擇的依據(jù)是什么？ 答：關(guān)于控制規(guī)律選取可歸納為以下幾點(diǎn)： ① 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)適用于控制負(fù)荷變化較小的被控變量，如果負(fù)荷變化較大，無(wú)論選擇哪種調(diào)節(jié)規(guī)律，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)都很難得到滿意的控制質(zhì)量，此時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)選取用復(fù)雜的控制系統(tǒng)。調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的目的就是按照己定的控制系統(tǒng)求取控制系質(zhì)量最好的調(diào)節(jié)器參數(shù)，工程上常用的整定方法有： ① 經(jīng)驗(yàn)試湊法 —— 根據(jù)被控變量的性質(zhì)在己知合適的參數(shù)（經(jīng)驗(yàn)參數(shù)）范圍內(nèi)選擇一組適當(dāng)?shù)闹底鰹檎{(diào)節(jié)器的參數(shù)值 ，然后直接在運(yùn)行的系統(tǒng)中，人為地加上階躍干擾，通過(guò)觀察記錄儀表上的過(guò)渡曲線，并以比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間對(duì)過(guò)渡曲線的影響為指導(dǎo)，按照某種順序反復(fù)試湊比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間的大小，直到獲得滿意的過(guò)渡過(guò)程曲線為止。 14． 調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？ 答：當(dāng)一個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝完成后，系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)及其被控對(duì)象各通道的特征不能改變了，而唯一能改變的就是調(diào)節(jié)器的參數(shù)，即調(diào)節(jié)器的比例度 、積分時(shí)間 TI、微分時(shí)間 TD。 13． 在比例積分微分調(diào)節(jié)器中可以調(diào)整的參數(shù)有哪幾個(gè) ?試說(shuō)明調(diào)下整其中一個(gè)參數(shù)時(shí) ,對(duì)調(diào)節(jié)器的控制作用有什么影響 ? 答 :在 PID調(diào)節(jié)器中 ,比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間三個(gè)參數(shù)可以調(diào)整，從而可獲得較高的控制質(zhì)量。 e(t) A e(t) e(t) 12． 比例積分微分調(diào)節(jié)器有什么特點(diǎn)？ 答：比例積分微分調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是：①在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行微分調(diào)節(jié)可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進(jìn)行積分調(diào)節(jié)可消除余差，所以這種調(diào)節(jié)器 既能快速進(jìn)行調(diào)節(jié)，又能消除余差，具有良好的調(diào)節(jié)性能。增加微分時(shí)間 TD，能克服對(duì)象的滯后，改善系統(tǒng)的控制質(zhì)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但微分作用不能太大，否則有可能引起系統(tǒng)的高頻振蕩。 ③微分控制 —— 微分時(shí)間 TD是表示微分控制作用強(qiáng)弱的一個(gè) 參數(shù)。 ②積分控制 —— 積分時(shí)間 TI表示積分控制作用強(qiáng)弱的參數(shù)，積分時(shí)間越小，表示積分控制作用越強(qiáng)。比例度越大，表示比例控制作用越弱。 10． 比例、積分、微分、控制分別用什么量表示其控制作用的強(qiáng)弱？并分別說(shuō)明它們對(duì)控制質(zhì)量的影響。只要有偏差，調(diào)節(jié)器的輸出就不斷變化，偏差存在的時(shí)間越長(zhǎng)，輸出信號(hào)的變化量就越大，只有存在偏差身先等于的情況下，積分調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)才能相對(duì)穩(wěn)定，因此積分控制作用是力圖消涂余差。 比例調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入偏差具有一一對(duì)應(yīng)的比例差系，要使調(diào)節(jié)器有輸出，就必須要有偏差存在，因此，比例調(diào)節(jié)控制不能消除余差。 8． 什么是余差？為什么單純的比例控制不能消除余差積分控制消除余差。 微分控制規(guī)律的特點(diǎn)是有一定的超前控制作用，能抑制系統(tǒng)振蕩，增加穩(wěn)定性；由于其輸出只與偏差的變化速度有關(guān)，而與偏差的存在無(wú)關(guān)，因此，不能克服確定不變的偏差。即 。由于輸出變化量總要滯后于偏差的變化，因此不能及時(shí)有效地克服擾動(dòng)的影響，加劇了被控變量的波動(dòng)，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來(lái)，故不單獨(dú)使用積分控制規(guī)律。 ③ 積分控制（ I）：調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的變化量與輸入偏差的積分成正比，即： 式中 積分速度， 積分時(shí)間。但它的控制作用不是連續(xù)變化的，由它所構(gòu)成的位式控制系統(tǒng)其被控變量的變化將是一個(gè)等幅振蕩過(guò)程，不能使被控變量穩(wěn)定在某一數(shù)值上。它們輸出只有兩個(gè)數(shù)值（最大或最小），其執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有兩個(gè)特定的位置（開(kāi)或關(guān)）。 ，比例控制，積分控制，微分控制，它們各有什么特點(diǎn)？ 答： ① 位式控制器的輸出只有幾個(gè)特定的數(shù)值，或它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有幾個(gè)特定的位置。 解：如圖所示： k= ( ) (0)( ) (0)HHxx????=1( ) (0)HHqv??? T 如圖所示，以起始速率變化至新穩(wěn)態(tài)值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間， T= 10tt? ， 0 0?? c? 如圖所示，不存在容量滯后， ? 0c?? ？調(diào)節(jié)器有哪幾種基本控制規(guī)律？ 答：調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的規(guī)律或是指控制器的輸出信號(hào) P與輸入偏差信號(hào) e 之間的關(guān)系。 純滯后的存在，相當(dāng)于將擾動(dòng)推遲 τ 0時(shí)間才進(jìn)入系統(tǒng)，并不影響控制系統(tǒng)的品質(zhì)；而容量滯后的存在，則將使階躍擾動(dòng)的影響趨于緩和，被控變量的變化相應(yīng)也緩和些，因此，對(duì)系統(tǒng)是有利的。 對(duì)于擾動(dòng)通道： 放大系數(shù) K大對(duì)控制不利，因?yàn)楫?dāng)擾動(dòng)頻繁出現(xiàn)且幅度較大時(shí)，被控變量的波動(dòng)就會(huì)很大，使得最大偏差增大；而放大系數(shù) k小，即使擾動(dòng)較大，對(duì)被控變量仍然不會(huì)產(chǎn)生多大影響。 滯后時(shí)間 τ 的存在，使得控制作用總是落后于被控變量的變化，造成被控變量的最大偏差增大，控制質(zhì)量下降。 在相同的控制作用下，時(shí)間常數(shù) T大，則被控變量的變化比較緩慢，此時(shí)對(duì)象比較平穩(wěn)，容易進(jìn)行控制， 但過(guò)渡過(guò)程時(shí)間較大；若時(shí)間常數(shù) T 小，則被控變量變化速度快，不易控制。對(duì)于控制通道： 放大系數(shù) K大，操縱變量的變化對(duì)被控變量的影響就大，即控制作用對(duì)擾動(dòng)的補(bǔ)償能力強(qiáng)，余差也??；放大系數(shù) K小，控制作用的影響不顯著，被控變量的變化緩慢。操縱變量至被控變量的信號(hào)聯(lián)系稱為控制通道； 擾動(dòng)量至被控變量的信號(hào)聯(lián)系稱為擾動(dòng)通道。 ？什么是干擾通道？ 答：對(duì)一個(gè)被控對(duì)象來(lái)說(shuō)，輸入量是擾動(dòng)量和操縱變量，而輸出是被控變量。時(shí)間常數(shù)反映了被控對(duì)象受到輸入作用后，輸入變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值的快慢，它決定了整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的長(zhǎng)短，所以是動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。滯后時(shí)間 τ 也是反映對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的重要參數(shù)。 輸入變量的變化落后于輸入變量變化的時(shí)間稱為純滯后時(shí)間，純滯后的產(chǎn)生一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時(shí)間引起的。時(shí)間常數(shù)T 是反映被控變量變化快慢的參數(shù)，因此是對(duì)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)。 T—— 時(shí)間常數(shù)是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被 控變量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間。 K—— 被控對(duì)象重新達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的輸出變化量與輸入變化量之比。 ⑤ 振蕩周期 T—— 過(guò)渡過(guò)程的第一個(gè)波峰與相鄰的第二個(gè)同向波峰之間的時(shí)間間隔，其倒數(shù)稱為 振蕩頻率。 ③ 回復(fù)時(shí)間（過(guò)渡時(shí)間） ts—— 指被控變量從過(guò)渡狀態(tài)回復(fù)到新的平衡狀態(tài)的時(shí)間間隔，即整個(gè)過(guò)渡過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。 n1,n=1,n1,n→∞ 時(shí)的過(guò)度過(guò)程曲線？ 答：如圖所示： ？ 答：表示衰減振蕩過(guò)程的控制指標(biāo)有： ① 最大偏差 A—— 指過(guò)渡過(guò)程中被控變量偏離設(shè)定值的最大值，即被控變量第一個(gè)波的峰值與給定值的差。在階躍干擾作用下，其過(guò)度過(guò)程曲線有： LT LC qv1 qv2 hs h 液位控制器 執(zhí)行器 貯槽