过程控制作业答案彭开香

作 业

第二章：

2-6某水槽如题图2-1所示。其中A1为槽的截面积，R1、R2均为线性水阻，Qi为流入量，Q1和Q2为流出量要求：

(1)写出以水位h1为输出量，Qi为输入量的对象动态方程；

(2)写出对象的传递函数G(s)并指出其增益K和时间常数T的数值。

Qih1Q2R1A1QR21

图2-1

解：1）平衡状态： Q0i?Q01?Q02

2）当非平衡时： Qi?Q0i??Qi；Q1?Q01??Q1；Q2?Q02??Q2 质量守恒：A1d?h??Qi??Q1??Q2 dt?h?h；?Q2? R1R2对应每个阀门，线性水阻：?Q1?动态方程：A1d?h?h?h????Qi dtR1R211?)H(s)?Qi(s) R1R23) 传递函数：(A1S? G(s)?H(s)1K??

11Qi(s)(AS??)Ts?11R1R2R1R2R1?R2T?A111?R1R2这里：K?111?R1R2?；

2-7建立三容体系统h3与控制量u之间的动态方程和传递数,见题图2-2。

Qi U h1 R1 h2 R2 Q2 Q1 题图2-2 h3 R3 Q3

解：如图为三个单链单容对像模型。

第一章 概述

1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成？画出其基本框图。

控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警，保护，连锁等部件

1.2 按设定值的不同情况，自动控制系统有哪三类？

定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统

1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标，它们分别表征过程控制系统的什么性能？

a.衰减比和衰减率：稳定性指标；

b.最大动态偏差和超调量：动态准确性指标；

c.余差：稳态准确性指标；

d.调节时间和振荡频率：反应控制快速性指标。

第二章 过程控制系统建模方法

习题2.10

某水槽如图所示。其中F 为槽的截面积，R1，R2和R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2和Q3为流出量。要求：

（1） 写出以水位H 为输出量，Q1为输入量的对象动态方程；

（2） 写出对象的传递函数G(s)，并指出其增益K 和时间常数T 的数值。

（1）物料平衡方程为123d ()d H Q Q Q F t

-+= 增量关系式为 123d d H Q Q Q F

t ??-?-?= 而22h Q R ??=， 33

h Q R ??=， 代入增量关系式，则有23123()d d R R h h F

Q t R R +??+=? （2）两边拉氏变换有：

231

第一章 概述

1.1 过程控制系统由哪些基本单元构成？画出其基本框图。

控制器、执行机构、被控过程、检测与传动装置、报警，保护，连锁等部件

1.2 按设定值的不同情况，自动控制系统有哪三类？ 定值控制系统、随机控制系统、程序控制系统

1.3 简述控制系统的过渡过程单项品质指标，它们分别表征过程控制系统的什么性能？

a.衰减比和衰减率：稳定性指标；

b.最大动态偏差和超调量：动态准确性指标； c.余差：稳态准确性指标；

d.调节时间和振荡频率：反应控制快速性指标。

第二章 过程控制系统建模方法

习题2.10

某水槽如图所示。其中F为槽的截面积，R1，R2和R3均为线性水阻，Q1为流入量，Q2和Q3为流出量。要求：

（1） 写出以水位H为输出量，Q1为输入量的对象动态方程；

（2） 写出对象的传递函数G(s)，并指出其增益K和时间常数T的数值。

（1）物料平衡方程为Q1?(Q2?Q3)?FdH dtd?H dt增量关系式为 ?Q1??Q2??Q3?F而?Q2??h?h， ?Q3?， R2R3d?h(R2?R3)?h???Q1 dtR2R3代入增量关系式，则有F（2）两边拉氏变换有：

FsH(s)?R2?R3H(s)?

习题与解答 第一章绪论

1-2什么是内反馈？为什么说内反馈是使机械系统纷繁复杂的主要原因？

解：内反馈是指在系统内存在着的各种自然形成的反馈。它主要由系统内部各个元素之间的相互耦合而形成。内反馈反映系统内部各参数之间的内在联系，其存在对系统的动态特性有非常敏锐的影响，而机械系统存在的内反馈情况千差万别、错综复杂，因此使得机械系统纷繁复杂。 1-5什么是外反馈？为什么要进行反馈控制？

解：外反馈是指人们为了达到一定的目的，有意加入的反馈。闭环控制系统的工作是基于系统的实际输出与参考输入间的偏差之上的。在系统存在扰动的情况下，这种偏差就会出现。进行适当的反馈控制正好能检测出这种偏差，并力图减小这种偏差，而最终使得偏差为零。事实上，反馈控制仅仅需为无法预计的扰动而设计，因为对可以预知的扰动，总可以在系统中加已校正。

1-14试说明如图（题1. 14. a)所示液面自动控制系统的工作原理。若将系统的结构改为如图（题1. 14. b）所示，将对系统工作有何影响？

解 图（题1．14．a）所示是一种液面自动控制系统，以保征液面高度不变。水通过阀门控制面进人水箱，当水位不断上升时，通过浮于，经杠杆机构使阀门关小，减少进水流量。当水位下降时，通过浮子

《智能控制技术》平时作业题

2016年4月1日

学号______________ 姓名

题一： 设被控对象的传递函数为

1G(s)?

1000s2?44s?1)（1）针对阶跃输入R(s)?5/s，设计模糊监督PID控制系统，使得系统输出的超调量??2%，进行系统仿真。

（2）已知条件和性能指标同（1），设计模糊监督模糊控制系统，进行系统仿真，同（1）的仿真结果进行比较。 题二：设被控对象的传递函数为

G(s)?s2?2?p?ps??p2

Kp式中，KP?1，?P?0.707，?P?1。参考模型为一阶系统

KrM(s)?K?1，ar?1。系统参考输入为r(t)?sin(0.6t)。

s?ar，r（1）针对G(s)设计一个直接模糊控制器（非自适应），使得对象的输出尽可能接近参考模型的性能指标。模糊控制器为二维模糊控制器，其输入变量为偏差e?r?y，r为系统参考输入，y为

?(kT)?被控对象输出；偏差变化e向差分近似）。

e(kT)?e(kT?T)（用一阶后

T（2）针对G(s)设计模糊模型参考学习自适应控制系统，使得对

象输出跟踪参考模型输出并尽可能地靠近它。将（1）中所设计的模糊控制器作为初始模糊控制器

1-19 有一台他励直流电动机，PN=1.75kW，UN=110V，IN=20.1A，nN=1450r/min。试计算并绘制：

（1）固有机械特性曲线

（2）50%时的人为机械特性曲线;

（3）电枢回路串接3Ω电阻时的人为机械特性曲线； （4）Φ=80%时的人为机械特性曲线。

解：电动机在额定状态下运行，假设铜耗占能量损失的75%，则电枢回路等效电阻可根据下式估算：

IaRa?0.75（UNIa-PN）对于他励直流电动机，有Ia=IN 故Ra?0.75UNIN?PN110*20?1750?0.75*?0.856? 220.12IN2（1）由电枢回路的电压平衡方程式，得

CeΦN?n0?UN?IaRa110?20.1*0.856??0.064V/(r*min-1)

nN1450UN110??1719r/min Ce?N0.064PN1750?9.55*?11.53Nm nN1450TN?9.55（2）降低电源电压时，有

n02?0.5UN0.5*110??859r/min Ce?N0.064此时△n不变，

nN2?n02-?nN?859?(1719?1450)?590r/min 在图中标出n02，nN2，连线 （3）串入3Ω电阻时，有

nN3

1—1 解释下列名词术语：自动控制系统、被控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。 答：自动控制系统：尽量不要人的参与，由控制装置实现的使被控对象的某些属性按人期望的轨迹变化的系统，；

被控对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程，反应了干扰、控制量和被控量三者之间关系的环节。

扰动：扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。 给定值：被控对象的物理量在控制系统中应保持的期望值 参考输入即为给定值。

反馈：将系统的输出量反馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较和控制运算的过程。

1—3 开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点? 解：开环系统优点：结构简单，缺点：控制的精度较差；

闭环控制系统优点：控制精度高，缺点：结构复杂、有稳定性问题、设计分析麻烦，制造成本高。

1—4 什么是反馈控制系统、前馈控制系统、前馈一反馈复合控制系统? 反馈控制系统：即闭环控制系统，在一个控制系统，将系统的输出量通过某测量机构对其进行实时测量，并将该测量值与输入量进行比较，形成一个反馈通道，从而形成一个封闭信息回路的控制系统；

前馈控制系统：测量干扰，并根据它对系统的输

资讯媒体控制作业规范 编号：QB-HR-003 版本：A版 发行时间：2010/06/01 修订：0次 生效时间：2010/06/01 共3页 第1页 1 目的 为确保有关市场资讯、管理资讯不致因电脑软件及档案之储存受病毒或其电脑外来不可抗力之因素影响而毁损或消失，妥善加以管制以供资料分析和持续改善。 2 范围 各部门电脑文件、测试软体、管理系统软件及管理过程中形成的重要数据资讯资料和E-mail。 3 定义 3.1 维护：包括资料之建档、索引、储存、备份或删除及重建。 4 权责 人事行政部：硬体及软体之维护。 相关部门：与产品/服务有关的资料、资讯（包括市场资讯、管理资讯）储存管理。 5 内容 5.1 资讯获取 5.1.1 销售部负责对市场资讯（包括客户资讯、同业资讯）进行收集分析，整理发布和管理。 5.1.2 行政部负责有关管理资讯（包括政策、法律和法规信息）的收集、整理、沟通、发布和管理。 5.1.3 各相关部门负责本部门与产品/服务有关的资讯的识别、获取、使用、传达和储存。 5.2 资讯利用 5.2.1 产品/服务的改进 5.2.2 交流 5.2.3 过程的改进 5.2.4 决策 a) 识别和获取资讯时应注意资讯的合法性、准确性、

杭州安费诺飞凤通信部品有限公司

作成日期：2013年12月24日

ESD控制作业标准书

承认 确认 作成 陈开奎 吴丕军 1、目的：

提供一个静电放电控制方案计划，包括行政及技术上的要求，以及建立、实施和维护静电放电控制方案。对ESD系统的计划、培训、符合验证以及静电放电控制方案计划的技术要求提供指引。通过本控制程序对各单位所涉及的静电放电控制提出具体要求。努力辨认和消除缺陷，并防止缺陷的出现从而达到减少与静电放电损害相关联的成本与危险。

2、范围：

适用于来料、制程、包装等过程。

3、定义：

ESD——Electrostatic Discharge 通过直接接触或通过静电场感应而产生的在带有不同电势的物体间的电荷转移现象。

ESDS——Electrostatic discharge sensitive device 在操作、测试或运输过程中有可能被静电电场或静电放电损坏的装置，包括单个的器件、集成电路或成品等。

EPA——ESD protected area 用于以可接受的静电放电损害风险水平操作静电敏感器件的区域 EBP——EPA ground bounding point

HBM——Human Body Model 人体模型

接地——

1.1.计算机控制系统是由哪级部分组成的？各部分作用

硬件组成：微控制器或微处理器、ROM、RAM、外部设备、网络通信接口、实时时钟、电源。 软件组成：系统软件和应用软件。 作用：硬件中有A/D

称为模拟数字转换器，

它包括采样保持和量化，其输出为数字形式，何时采样由计算机控制。 D/A称为数字模拟转换器，它是将数字信号转换成模拟信号形成控制量。应用软件根据要解决的问题而编写的各种程序，系统软件包括 操作系统，开发系统。

1.2.为适应控制现场的工作环境，对工业控制机有何要求？ （1）适应性（2）可靠性（3）实时性（4）扩展性

结构：（1）基于通用计算机的结构（2）基于嵌入式系统的结构 1.3. PCI总线，CPCI总线，PC/104总线以及RS232,RS422,RS485有何特点，电平特性，适用场合？

2.1.何谓IO接口？在计算机控制系统中为什么要有IO接口？ （1）解决主机CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题 （2）解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题 （3）解决CPU的负载能力和外围设备端口的选择问题

2.2.计算机与外围设备交互信息有哪几种控制方式？各有何优缺点？ （1）并行通信。优点：传送速