自动化仪表与过程控制

被控对象的数学模型

一、填空题(本大题共1小题,总计1分) 1.滞后时间又叫时滞，它是从输入产生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___生变化的瞬间起，到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的___

二、选择题(本大题共31小题,总计62分) 1.当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态之所需的时间称为（ ）。

(A)时间常数 (B)滞后时间 (C)振荡周期 (D)过渡时间

2.被控对象可以存放物料量或能量的能力称为对象的（ ）。 (A)负荷 (B)容量 (C)时间常数 (D)惯性 3.被控对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，这种现象称为（ ）。 (A)滞后现象 (B)滞后时间 (C)容量滞后 (D)传递滞后

4.被控对象的传递滞后 ,输出变量的变化落后于输入变量变化的时间称为（ ）。 (A)滞后时间 (B)传递滞后 (C)滞后现象 (D)过渡滞后 5.被控对象的传递滞后也称为（ ）。

(A)容量滞后 (B)纯滞后 (C)过渡滞后 (D)系统滞后

6.一个具有容量滞后对象的反应曲如图所示，被控对象的容量滞后是（ ）秒。

12s20s50s

(A)12 (B)20 (C)8 (D)50

7.操作变量的选择时干扰通道的放大系数尽可能小些，时间常数尽可能大些，干扰作用点尽量靠近( )，加大对象干扰通道的容量滞后，使干扰对被控变量的影响减小。 (A) 调节阀 (B) 被控对象 (C)测量点 (D) 采样点 8.干扰通道的( )要尽可能大些。

(A) 放大系数 (B) 时间常数 (C)微分时间 (D) 滞后时间

9.测量元件安装位置不当，会产生( )。它的存在将引起最大偏差增大，过渡时间延长，控制质量变差。

(A) 放大系数 (B) 时间常数 (C) 纯滞后 (D) 滞后时间

10.测量元件安装位置不当，会产生纯滞后。它的存在将引起最大偏差( )，过渡时间延长，控制质量变差。

(A) 减少 (B) 增大 (C)变化 (D) 不一定

11.减少由于测量变送单元引起的纯滞后，可以选取惰性小的测量元件，减小时间常数。选择快速的测量元件，保证测量元件的时间常数小于( )控制通道的时间常数，减少动态误差。

(A) 1/4 (B) 1/6 (C) 1/8 (D) 1/10

12.根据对象特性来选择控制规律时，( )控制适用于控制对象负荷变化大和对象滞后较大、工艺要求无偏差，控制质量要求较高的系统。如温度控制系统。对于纯滞后，微分作用无效。对于容量滞后较小的对象，不必加微分。

(A) 比例 (B) 比例积分 (C) 比例微分 (D) 比例积分微分

13.传递函数是对加到方块上的输入信号的特定（ ），运算结果即是输出信号。 (A)运算符号 (B)运算规律 (C)函数关系 (D)限制范围

14.根据下图写出传递函数式，正确的表达式是（ ）。

(A)

(C) (D)

15.根据下面方块图写出传递函数式，正确的表达式是（ ）。

(B)

(A)G(S)= G1(S)X1(S)+ G2(S)X2(S)+ G3(S)X3(S)； (B)G(S)= G1(S)X1(S)* G2(S)X2(S)* G3(S)X3(S)； (C)G(S)= G1(S)+ G2(S)+ G3(S)；

(D)G(S)= G1(S)* G2(S)* G3(S)X3(S)；

16.自动控制系统的传递函数表示了整个系统动态特性，它反映了在给定量或干扰量作为系统的输入信号变化时，（ ）作为系统的输出随时间变化的规律。 (A)被控变量 (B)控制变量 (C)偏差变量 (D)测量变量

17.自动控制系统的传递函数，当反馈回路断开，系统处于开环状态，方块图如下：

主（正向）通道的传递函数为（ ）。

Y?S?G?S??E?S?

(A)

Z?S?G?S??E?S?

(C)

Y?S?G?S??X?S?

(B)

18.环节的特性是，当输入信号加入环节后，其输出信号（ ）变化的规律。 (A)按指数 (B)按比例积分微分 (C) 随时间 (D)随控制条件 19.一阶环节的动态特性，是一条（ ）曲线。 (A)对数 (B)平方根 (C)指数 (D)抛物线

20.一阶环节的动态特性之一是曲线变化速度；Y（t）的变化速度在t=0时刻（ ）；随着时间变化会越来越慢；当t=∞时，变化速度为零，输出信号Y（t）达到新的稳定值。 (A)为零 (B)最小 (C)较大 (D)最大

21.一阶环节微分方程一般表达式为（ ）。 (A)

(B)

Z?S?G?S??X?S?

(D)

(C) (D)22.一阶环节传递函数式为（ ）。 (A)

(B)

(C) (D)

23.一阶环节的放大系数K是个（ ）参数。 (A)输入 (B)输出 (C)静态 (D)动态

24.一阶环节的放大系数K决定了环节的过渡过程（ ）。

(A)变化速度 (B)曲线斜率 (C)开始时的数值(D)结束后的新的稳态值

25.对于一阶环节，当输入信号X（t）=A时，输出信号Y（t）若以（ ）的速度恒速上升，当达到稳态值Y(∞)＝KA时所用的时间就是时间常数T。

(A)在t任意时刻 (B)在t=0时刻 (C)在t=∞时刻 (D)在t>0时刻 26.对于一阶环节，时间常数T越大，环节的反映越慢。因此，时间常数T表征了环节的（ ）。 (A)滞后 (B)惯性 (C)变化阻力 (D)变化速度 27.微分环节的微分方程一般表达式为（ ）。 (A)

(B)

(C) (D)

28.过度时间通常规定为，从干扰发生起,到被调参数进入稳态值的（ ）范围内，并不再越出时为止所经历的时间。

A、±10% B、±1 % C、±2 % D、±0.5 29.T是反映对象（ ）的参数。

A、放大能力 B、动态特性

C、静态特性 D、抗干扰能力

30.根据下面方块图写出传递函数式，正确的表达式是（ ）。

(A)G(S)= G1(S)X1(S)+ G2(S)X2(S)+ G3(S)X3(S)； (B)G(S)= G1(S)X1(S)* G2(S)X2(S)* G3(S)X3(S)； (C)G(S)= G1(S)+ G2(S)+ G3(S)；

(D)G(S)= G1(S)* G2(S)* G3(S)X3(S)；

31.积分环节的微分方程一般表达式为（ ）。 (A)

(B)

(C) (D)

三、问答题(本大题共8小题,总计40分)

1.什么是被控对象特性？ 什么是被控对象的数学模型? 2.描述简单对象特性的参数有哪些？各有何物理意义？ 5.什么是控制通道和扰动通道？

6.什么是被控对象特性？ 什么是被控对象的数学模型? 7.描述简单对象特性的参数有哪些？各有何物理意义？ 8.什么是控制通道和扰动通道？

四、判断题(本大题共23小题,总计23分)

1.研究被控对象的特性与选用测量元件和控制器无关( )。

2.时间常数T可以反映被控变量变化的快慢，在输出相同的情况下，时间常数越大，说明变化的速度越快( )

3.容量是指被控对象的生产处理能力和运转能力( ) 4.容量系数小的对象与容量系数大的对象相比，在负荷变化相同的情况下，被控变量的变化更慢、更小( )。

5.被控对象的传递滞后如果非常小，那么就不会对控制质量有影响( ) 6.传递滞后和过渡滞后产生的原因不同，对控制质量的影响也不同( ) 7.在滞后时间内，被控对象的输出不发生任何变化( )。

8.干扰通道的放大系数尽可能小些，时间常数尽可能大些，干扰作用点尽量靠近调节阀，减少对象干扰通道的容量滞后。( )

9.传递函数实质就是，利用拉氏变换把时间函数f（t）转化成初始条件为零的复变量S的函数F（S），从而把输入与输出复杂的微积分关系简化为较简单的代数关系。（ ） 10.传递函数定义是，一个系统或一个环节的传递函数就是在初始条件为零下，系统环节的输出拉氏变换式与输入拉氏变换式之比。（ ）

11.方块图的反馈环节的运算，正反馈系统总传递函数：

（ ）

12.自动控制系统的传递函数表示了整个系统动态特性。反映了在给定量或干扰量作为系统的输入信号变化时，被控变量作为系统的输出随时间变化的规律。( )

13.自动控制系统的传递函数，是系统在两个输入量X（S）、F（S）同时作用下的输出响应，根据线性叠加原理，其输出响应为“随动定值”之和。（ ）

14.一阶环节的动态特性，是一条指数曲线。当输入信号X（t）作阶跃变化后，输出信号Y（t）在开始时，曲线斜率最大；而后曲线逐渐趋于平直，最后达到一个新的稳定状态。（ ） 15.一阶环节的动态特性，是一条指数曲线。Y（t）的变化速度在t=0时刻最小；随着时间变化会越来越快；当t=∞时，变化速度为零，达到新的稳定值；即两头小中间大。（ ） 16.一阶环节的特征参数应是输入信号幅值A、曲线斜率tgθ、放大系数K和时间常数T，其数值的大小，都将直接影响环节输出的大小和变化速度。（ ） 17.一阶环节传递函数式：

。（ ）

18.一阶环节输出变量的传递函数式：。（ ） 19.对于一阶环节，把输出信号稳态值Y（t）与输入信号稳态值X（t）的比值称为放大系数。（ ）

20.一阶环节的放大系数K决定了环节在过渡过程结束后的新的稳态值。在相同输入信号下，若K值越大，达到新的输出稳态值时间越长。（ ） 21.时间常数T是一阶环节的动态参数。（ ） 22.对于一阶环节，如果时间常数T越大，则输出信号的稳态值越大，环节的反映越快。（ ） 23.对于一阶环节，当输入信号X（t）=A时，输出信号Y（t）实际上沿其指数曲线上升，当Y（t）达到稳定值的36.8％处，所经历的时间其数值恰好为时间常数T。（ ）

※※ 参考答案 ※※

一、填空题 1.时间间隔。 二、选择题 1.A 2.B 3.A 4.B 5.B 6.D 7.A 8.B 9.C 10.B 11.D 12.D 13.A 14.D 15.C 16.A 17.A 18.C 19.C 20.D 21.C 22.D 23.C 24.D 25.B 26.B 27.C 28.D 29.B 30.C 31.C

三、问答题

1.答 被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。对象的输入量有控制作用和扰动作用，输出量是被控变量。因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控制通道对被控变量的影响，和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。 2.答 被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。对象的输入量有控制作用和扰动作用，输出量是被控变量。因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控制通道对被控变量的影响，和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。 3.答 被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。对象的输入量有控制作用和扰动作用，输出量是被控变量。因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3u3a.html