热工控制系统课后题答案第二章

目 录

绪论

第一篇 简单控制系统--------------------------------------------------------------1

第一章 控制系统概述------------------------------------------------------------------1 第一节 概述 ---------------------------------------------------------------------------1 第二节 自动控制系统分类---------------------------------------------------------- 第三节 控制系统的性能指标------------------------------------------------------- 第二章 控制对象的动态特性---------------------------------------------------------- 第一节 概述-----------------------

热工控制系统课程设计

题 目 汽温控制

系 别 专业班级 学生姓名 指导教师

动力工程系

热能与动力工程专业08K5班 秦小叶 081902010322 谷俊杰

二○一一年十二月

目 录

前 言............................................................................................................................ 4 第一部分 多容对象动态特性的求取........................................................................ 5

一、 导前区........................................................................................................... 5 二、惰性区..............................................................................

1.实现热力过程自动化具有几方面好处：

（1）提高机组运行的安全可靠性（2）提高机组运行的经济性 （3）减少运行人员，提高劳动生产率（4）改善劳动条件 2.火电厂自动化的四个基本内容：

（1）自动检测（2）自动调节（3）远方控制及程序检测（4）自动保护

3.简单控制系统是由一个被调量、一个控制量、一个调节器、一个调节阀组成的一个闭合回路。

4.一套自动控制仪表的自动调节组成单元：测量单元、给定单元、调节单元、执行单元。 5.反馈控制系统的特点：

（1）按偏差调节，由于需要反复调节，所以控制过程时间较长，但可以克服各种扰动对

被调量的影响。

（2）闭环系统需要进行稳定性分析。

（3）由于控制作用落后于扰动，则控制作用不及时。 6.前馈控制系统的特点：

（1）按扰动调节可以及时有效地制止被调量的变化，使控制过程时间短，但只能克服某

种扰动。

（2）因为属于开环系统，所以不存在稳定性分析问题。 （3）扰动作用一发生就产生控制作用，因此控制作用及时。 7.自动控制系统分类：

按系统结构分： 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈—反馈控制系统 按给定值特点分：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 8.控制过程的

热工控制系统课程设计

热工控制系统课程设计

----某直流锅炉给水控制系统设计

二○一○年十二月

目录

第一部分 多容对象动态特性的求取 ................................................................................................................ 2 第二部分 单回路系统参数整定 ........................................................................................................................ 4

一、广义频率特性法参数整定 .................................................................................................................. 5 二、临界比例带法确定调节器参数 ..................................................................

第2章 思考题与习题

2-1 某一标尺为0～1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据： 标准表读数/℃ 被校表读数/℃ 0 0 200 201 400 402 600 604 800 806 1000 1001 求：1）该表最大绝对误差；

2）该表精度；

3）如果工艺允许最大测量误差为±5℃，该表是否能用？

2-2 一台压力表量程为0～10MPa，经校验有以下测量结果： 标准表读数/MPa 被校表读数/MPa 正行程 反行程 0 0 0 2 1.98 2.02 4 3.96 4.03 6 5.94 6.06 8 7.97 8.03 10 9.99 10.01 求：1）变差；

2）基本误差；

3）该表是否符合1.0级精度？

2-3 某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1.0级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa时，标准压力计上读数为5.08MPa，试问被校压力表在这一点上是否符合1级精度，为什么？

解答： 1）基本误差?=

?100%

最大绝对误差?max＝0.01×10＝0.1MPa 2）校验点为5 MPa时的基本误差：??0.8％<1％ ，所以符合1.0级表。

5.08?510?100%?0.

自动控制原理

第二章 控制系统的数学模型

自动控制理论

淮阴工学院 电子信息工程系

自动控制原理

本章主要内容: 本章主要内容一、控制系统数学模型的数学基础； 控制系统数学模型的数学基础； 控制系统的时域数学模型; 二、控制系统的时域数学模型 控制系统的频域数学模型----传递函数的定义 性质； 传递函数的定义、 三、控制系统的频域数学模型 传递函数的定义、性质； 控制系统结构图的绘制和等效变换. 四、控制系统结构图的绘制和等效变换

自动控制理论

淮阴工学院 电子信息工程系

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2.1傅里叶变换与拉普拉斯变换一 傅里叶级数 周期为T的任一周期函数 ( ) 若满足下列狄利赫莱 周期为 的任一周期函数 f(t),若满足下列狄利赫莱 条件： 条件： 上或者连续， ⑴ 在[a,b]上或者连续，或者只有有限个第一类间断点； 上或者连续 或者只有有限个第一类间断点； 上只有有限个极值点。 ⑵ f(t)在[a,b]上只有有限个极值点。 () 上只有有限个极值点 则f(t)可展开为如下的傅里叶级数: ( )可展开为如下的傅里叶级数a0 ∞ f T (t ) = + ∑ (an cos nωt + bn sin nωt ) 2 n =1

自动控制理论

淮阴工学院 电子信息

第二章 控制系统的数学模型§2-1 控制系统的时域数学模型

§2-2 控制系统的复域数学模型 §2-3 控制系统的结构图与信号流图 §2-4 数学模型的实验测定法

引言一、为什么要建模? 工程的最终目的是建造实际的物理系统以完成某些 规定的任务,而用控制理论分析、设计一个自动控制系统, 首先需要建立实际物理系统的数学模型。 实际系统 简化系统的假设 物理模型 数学描述 数学模型

理想化的简化假设的目的是为了便于分析设计,但这将 影响模型的精度,所以必须在模型的简单性及分析结果的精 确性之间折衷。 建模过程实质上是对控制系统,首先是对被控对象调查 研究的过程,只有通过对系统的仔细调研忽略掉一些非本质 因素，才能建立起既简单又能反映实际物理过程的模型。

二、系统建模的两种基本方法 ① 机理分析法 ② 实验辩识法 飞升实验法 频率特性测试法 参数辩识 三、线性定常系统的数学模型 ① 外部描述(I/O描述) 微分方程 传递函数 频率特性 ② 内部描述 状态方程 多项式矩阵

§2-1 控制系统的时域数学模型一、线性元件的微分方程例2-1:RLC无源网络 解：由基尔霍夫定律，列电压

热工控制系统B思考题与习题

第一章 控制系统概述

1. 什么叫自动控制系统？

2．自动控制系统主要由哪几部分组成？每一部分的作用是什么？ 3．控制对象、被控制量、控制量和给定值是如何定义的？请举例说明。

4．自动控制系统的主要分类方法有哪几种？说明各种分类方法的特点，指出各种分类方法所包括的系统是什么？各系统的特点是什么？

5．什么叫前馈控制系统？什么叫反馈控制系统？ 6．什么叫反馈？什么叫负反馈？

7、什么叫定值控制系统？对定值控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的定值控制系统。

8．什么叫随动控制系统？对随动控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的随动控制系统。

9．、对一个实际控制系统如何实现负反馈？

10．说明汽包锅炉有哪些被控制量？相应的控制量、控制机构有哪些？锅炉运行过程中被控制量可能会受到哪些扰动？

11．控制过程的基本形式有哪几种？它们各有什么特点？如何根据控制过程曲线来检验控制系统是否满足基本要求？哪种控制过程的基本形式符合热工控制过程的要求，给出稳定性指标的范围。

12．通常从哪三个方面衡量自动调节系统的工作品质，表示调节系统的工作品质的指标有哪几个？如何兼顾这些指标？

13．举

热工控制系统B思考题与习题

第一章 控制系统概述

1. 什么叫自动控制系统？

2．自动控制系统主要由哪几部分组成？每一部分的作用是什么？ 3．控制对象、被控制量、控制量和给定值是如何定义的？请举例说明。

4．自动控制系统的主要分类方法有哪几种？说明各种分类方法的特点，指出各种分类方法所包括的系统是什么？各系统的特点是什么？

5．什么叫前馈控制系统？什么叫反馈控制系统？ 6．什么叫反馈？什么叫负反馈？

7、什么叫定值控制系统？对定值控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的定值控制系统。

8．什么叫随动控制系统？对随动控制系统来说，系统的输入量是什么？举例说明日常生活中的随动控制系统。

9．、对一个实际控制系统如何实现负反馈？

10．说明汽包锅炉有哪些被控制量？相应的控制量、控制机构有哪些？锅炉运行过程中被控制量可能会受到哪些扰动？

11．控制过程的基本形式有哪几种？它们各有什么特点？如何根据控制过程曲线来检验控制系统是否满足基本要求？哪种控制过程的基本形式符合热工控制过程的要求，给出稳定性指标的范围。

12．通常从哪三个方面衡量自动调节系统的工作品质，表示调节系统的工作品质的指标有哪几个？如何兼顾这些指标？

13．举

自动控制原理

第二章 控制系统的数学模型习题及答案

2-1 试建立下图所示各系统的微分方程。其中电压ur(t)和位移x(t)为输入量；电压uc(t)和位移y(t)为输出量；R（电阻），C（电容），k（弹性系数），和f（阻尼系数），均为

常数。 解：

（a）应用复数阻抗概念可写出

1

I(s) U(s) （1） Ur(s) cR1

cs

R1

I(s)

Uc(s)

（2） R2

联立式（1）、（2），可解得：

Uc(s)R2(1 R1Cs)

Ur(s)R1 R2 R1R2Cs

微分方程为:

ducR1 R2du1

uc r ur dtCR1R2dtCR1

（b）如图解2-1(b)所示，取A,B两点分别进行受力分析。对A点有 k1(x x1) f(对B点有 f(

dx1dy

) （1） dtdt

dx1dy

) k2y （2） dtdt

联立式（1）、（2）可得：

k1k2k1dxdy

y

dtf(k1 k2)k1 k2dt

2-2 试证明下图所示的力学系统(a)和电路系统(b)是相似系统（即有相同形式的数学模型）。

自动控制原理

解：

(a) 取A、B两点分别进行受力分析，

如图解所示。对A点有

y )