过程装备控制技术及应用第三版答案

一、选择填空

1、闭环控制系统是根据___________信号进行控制的。

A、被控量 B、偏差 C、扰动 D、给定值

2、被控对象在PI调节器作用下，当?增加时，其动态偏差____减小 _______，静态偏差___增大_______。

A、增大 B、减小 C、不变

3、被控对象干扰通道具有纯迟延?，对系统控制质量____没影响____；控制通道控制质量___有利 ____。

A 、有利 B、不利 C、没影响

4、需要知道对象的动态特性，才能进行参数整定的工程方法是___________。

A、临界比例带法 B、衰减曲线法 C、响应曲线法 D、广义频率法 5、在控制过程中手／自动切换时的最基本要求是( 无扰动 )。

(A)手／自动可相互跟踪；(B)无扰动；(C)切换时的扰动量必须在规定范围内；(D)根据当时运行工况而定。 答案：B

6、DDZ-Ⅲ型仪表采用国际标准信号，现场传输信

第二章

1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? P25 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? P7

3. 为了获得最大的直流电势， 电刷应放在什么位置? 为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上? P9-10

4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值? P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上， 而在偏离几何中性线α角的直线上， 如图 2 - 29 所示， 试综合应用所学的知识， 分析在此情况下对测速机正、 反转的输出特性的影响。(提示： 在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。

6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图；

(2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图；

(3) 若电枢沿顺时针方向旋转， 试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例如顺时针方向移动一个换

过 程 装 备 控 制 技 术 及 应 用

习题及参考答案

第一章 控制系统的基本概念

1、什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？

答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。主要包含：①自动检测系统 ②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2、自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语有哪些？

答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制装置，包括 测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制装置控制下的生产设备， 即被控对象。自动控制系统常用的术语有：被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的 工艺参数，即需要控制的工艺参数，如锅炉汽包的水位，反应温度；给定值（或设定值） ys——对应于生产过程中被控变量的期望值；测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实 际值；操纵变量（或控制变量）m——受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作 用的变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；干扰f——引起被控变量偏离给定值的，除 操纵变量以外的各种因素；偏差信号（e）

过 程 装 备 控 制 技 术 及 应 用

习题及参考答案

第一章 控制系统的基本概念

1、什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？

答：利用自动化装置来管理生产过程的方法称为生产过程自动化。主要包含：①自动检测系统 ②信号联锁系统③自动操纵系统④自动控制系统。

2、自动控制系统主要由哪几个环节组成？自动控制系统常用的术语有哪些？

答：一个自动控制系统主要有两大部分组成：一部分是起控制作用的全套自动控制装置，包括 测量仪表，变送器，控制仪表以及执行器等；另一部分是自动控制装置控制下的生产设备， 即被控对象。自动控制系统常用的术语有：被控变量y——被控对象内要求保持设定数值的 工艺参数，即需要控制的工艺参数，如锅炉汽包的水位，反应温度；给定值（或设定值） ys——对应于生产过程中被控变量的期望值；测量值ym——由检测原件得到的被控变量的实 际值；操纵变量（或控制变量）m——受控于调节阀，用以克服干扰影响，具体实现控制作 用的变量称为操纵变量，是调节阀的输出信号；干扰f——引起被控变量偏离给定值的，除 操纵变量以外的各种因素；偏差信号（e）

第二章习题

2.1判断下列抽样方法是否是等概的：

（1）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，若r=0或r>64则舍弃重抽。 （2）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，r处以64的余数作为抽中的数，若余数为0则抽中64.

（3）总体20000~21000，从1~1000中产生随机数r。然后用r+19999作为被抽选的数。

解析：等概抽样属于概率抽样，概率抽样具有一些几个特点：第一，按照一定的概率以随机原则抽取样本。第二，每个单元被抽中的概率是已知的，或者是可以计算的。第三，当用样本对总体目标进行估计时，要考虑到该样本被抽中的概率。 因此（1）中只有1~64是可能被抽中的，故不是等概的。（2）不是等概的【原因】（3）是等概的。 2.2抽样理论和数理统计中关于样本均值y的定义和性质有哪些不同？ 解析：抽样理论和数理统计中关于样本均值的定义和性质的不同 抽样理论 概率统计 定义 1ny??yi ni?1 nCNnCN11.期望Ey??y?i?P?i???y?i?n?Y CNi?1i?1???1n?1n1.期望Ey?E??yi???E?yi? ?ni?1?ni?1??2.方差Vy??y?i??Ey?i?P?i? i?1??n

第二章习题

2.1判断下列抽样方法是否是等概的：

（1）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，若r=0或r>64则舍弃重抽。 （2）总体编号1~64，在0~99中产生随机数r，r处以64的余数作为抽中的数，若余数为0则抽中64.

（3）总体20000~21000，从1~1000中产生随机数r。然后用r+19999作为被抽选的数。

解析：等概抽样属于概率抽样，概率抽样具有一些几个特点：第一，按照一定的概率以随机原则抽取样本。第二，每个单元被抽中的概率是已知的，或者是可以计算的。第三，当用样本对总体目标进行估计时，要考虑到该样本被抽中的概率。 因此（1）中只有1~64是可能被抽中的，故不是等概的。（2）不是等概的【原因】（3）是等概的。 2.2抽样理论和数理统计中关于样本均值y的定义和性质有哪些不同？ 解析：抽样理论和数理统计中关于样本均值的定义和性质的不同 抽样理论 概率统计 定义 1ny??yi ni?1 nCNnCN11.期望Ey??y?i?P?i???y?i?n?Y CNi?1i?1???1n?1n1.期望Ey?E??yi???E?yi? ?ni?1?ni?1??2.方差Vy??y?i??Ey?i?P?i? i?1??n

第一章 温度

1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？

解：（1）

当 时，即可由 时

，解得

故在 （2）又

当 时 则即

解得： 故在 （3）

若

则有

时，

显而易见此方程无解，因此不存在

的情况。

1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。 （1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？ （2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？

解：对于定容气体温度计可知：

(1)

(2)

1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。

解：根据 已知 冰点

。

1-4 用定容气体温度计测量某种物质的沸点。 原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强

；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为

减为200mmHg时,重新测得

,当从

,当再抽出一些

测温泡

传感器技术习题解答

第一章 传感器的一般特性

1－1：答：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。

1－2：答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性； （2）描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数

对二阶传感器：固有频率、阻尼比。

1－3：答：传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即 A＝ΔA/YFS＊100％

1－4；答：（1）：传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度；（2）拟合直线的常用求法有：端基法和最小二5乘法。 1－5：答：由一阶传感器频率传递函数w(jw)=K/(1+jωη),确定输出信号失真、测量结果在所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωη)2)1/2,从而确定ω，进而求出f=ω/(2π). 1－6：答：若某传感器的位移特性曲线方程为y1=a0+a1x+a2x+a3x+…….

让另一传感器感受相反方向的位移，其特性曲线方程为y

过程装备控制技术及应用复习题

一.单项择选题

1.被控变量的给定值与实际值之差是（ ）。 A.干扰 B.被控变量 C.随机误差 D.偏差

2.在系统中增设额外的附加成分，来保证整个控制系统的可靠性称为（ ）。 A.安全技术 B.冗余技术 C.调节技术 D.稳定技术

3.将被测变量与单位直接比较,立即得到比值，或者仪表能直接显示出被测参数数值的测量方法是（ ）。 A.等级精度测量 B.不等级精度测量 C.间接测量 D.直接测量 4.工程技术中压力的定义就是物理学中的（ ）。 A.电压 B.压强 C.压差 D.压力 5.能够测量1800度以上的高温方法是（ ）

A.热电阻测温 B.热电偶测温 C.辐射测温 D.气体热膨胀测温 6.单位时间内流过某一截面流体数量的多少是（ ）。 A.流速 B.流量 C.流通量 D.可调比 7.工业电导仪是用来测量（ ）。 A.浓度 B温度 C.流量 D.密度 8.Soft-Sensing是指( ) A.软保护 B.软测量 C.直

传感器技术习题解答

第一章 传感器的一般特性

1－1：答：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为传感器的静态特性；其主要指标有线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、迟滞、重复性、零点漂移、温漂。 1－2：答：（1）动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性； （2）描述动态特性的指标：对一阶传感器：时间常数

对二阶传感器：固有频率、阻尼比。

1－3：答：传感器的精度等级是允许的最大绝对误差相对于其测量范围的百分数，即 A＝ΔA/YFS＊100％ 1－4；答：（1）：传感器标定曲线与拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比叫传感器的线性度；（2）拟合直线的常用求法有：端基法和最小二5乘法。

1－5：答：由一阶传感器频率传递函数w(jw)=K/(1+jωτ),确定输出信号失真、测量结果在

21/2

所要求精度的工作段，即由B/A=K/(1+(ωτ)),从而确定ω，进而求出f=ω/(2π). 1－6：答：若某传感器的位移特性曲线方程为y1=a0+a1x+a2x2+a3x3+…….

让另一传感器感受相反方向的位移，其特性曲线方程