化工仪表及自动化总复习

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第一章 自动控制系统基本概念

一、基本要求

1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系；

2. 掌握自动控制系统中常用术语，方块图的意义及画法； 3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义和表示方法；

4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义；

5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。 二、常用名词术语 1. 控制对象： 2. 被控变量： 3. 操纵变量：

4. 干扰：除操纵变量外，作用于被控变量并使其发生变化的因素。 5. 设定值（给定）： 6. 偏差：

7. 控制系统的过渡过程：

8. 反馈：把系统或环节的输出信号直接或（经过一些环节）间接引入到输入端的方法称为反馈。

9. 负反馈：反馈信号的作用方向与设定（给定）信号相反，给定值

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取正，反馈信号取负，即偏差信号为两者之差，反馈信号能使原来的信号减弱，这种反馈称为负反馈。（在控制系统中的重要意义） 10.正反馈： 三、问答题

1. 控制系统按被控变量的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对操纵变量没有影响。

闭环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，被控变量又对操纵变量产生影响。

定值控制系统：给定值为常数；

随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。 2. 自动控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 被控对象：

检测仪表（检测元件及变送器）： 控制仪表： 执行器（控制阀）：

3. 在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式? 其中哪些形式能基本满足控制要求？ 发散振荡过程：

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非振荡发散过程： 等幅振荡过程： 衰减振荡过程： 非振荡衰减过程：

其中，衰减振荡过程和非振荡衰减过程可以基本满足控制要求，但后者进程缓慢，只用于系统不允许振荡时。

4. 试述控制系统衰减振荡过程的品质指标及其含义。影响这些品质指标的因素是什么？ 最大偏差： 衰减比： 余差： 过渡时间：

振荡周期（振荡频率）：

5. 什么是控制系统的方块图？它与工艺管道及控制流程图有何区别？

自动控制系统的方块图是由传递方块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形。其中：每一个方块代表系统中的一个组成部分，

6. 在自动化系统中，仪表符号由哪几部分组成，各表示什么意义？

仪表位号由字母组合和回路编号组成：

字母组合：首字母――被侧变量，尾字母――仪表功能，中字

母――修饰词

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回路编号：首位数――工序号；后续数――顺序号

T/°C7. 某化学反应器工艺操作规定温度为（800±10℃）。为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850℃。现运行的控制系统，在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图所示。

84581580580072025t/min温度控制系统过渡过程曲线 （1）分别求出最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（温度进入±2%新稳定值即视为系统已稳定）和振荡周期。 （2） 说明此温度控制系统是否满足工艺要求。

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