1.自动化装置是由测量元件与变送器、自动控制器、执行器、等环节组成。2．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、震荡周期或频率等。 六、综合题：
1. 某发酵过程工艺操作温度为（40±2）°C。考虑到发酵效果，控制过程中温度偏离设定值最大不能超过6°C。先设计一定值控制系统，在阶跃扰动系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间（按被控变量进入±2%新稳态值即达到稳定来确定）和振荡周期等过渡过程指标，并回答该系统能否满足工艺要求？
图5
解：
由反应曲线可知：
最大偏差：A?45?40?5℃ 余差：C?41?40?1℃ 衰减比：
第一个波峰值B?45?41?4℃ 第二个波峰值B'?42?41?1℃
n?B4??4 B'1过渡时间：由题要求，被控变量进入新稳态值的?2%就可以认为过渡过程已经结束，那么限制范围应是41??2??0.82℃ 由图可看出，过渡时间Ts?23min 振荡周期：T?18?5?13min
作业21．某化学反应器工艺规定操作温度为(900士10)℃。考虑安
全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。现设计的温度定值控制系统， 在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图 1-19所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比和振荡周期，并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？
解：
最大偏差：A?950?900?50℃ 超调量：B?950?908?42℃ 由于B'?918?908?10℃ 所以，衰减比n?B42??4.2 B'10
余差C?908?900?8℃
振荡周期T?45?9?36min
所以，该控制系统能满足题中所给的工艺要求。
第二章 过程特性及数学模型
一、基本要求
1. 了解建立被控对象数学模型的意义及数学模型的建立方法； 2. 掌握用机理建模的方法，建立简单对象的数学模型； 3. 掌握表征被控对象特性的三个参数——放大倍数K、时间常数T、滞后时间τ的物理意义及其对控制质量的影响； 4. 了解被控对象特性的实验测定方法。 二、常用概念
1.被控对象的数学模型：被控对象的动态特性的数学表达式，即被控对象的输出（被控量）在输入量（控制量和扰动量）作用下变化的数学函数关系式。
2. 通道：由对象的输入变量至输出变量的信号联系。
3.被控对象的放大倍数：如果有一定的输入变化量?Q1,通过对象就被放大了K倍变为输出变化量?h，则K称被控对象的放大倍数。
4.被控对象的时间常数：对象受到干扰后，被控变量达到新的稳态值所需要的时间。
5.被控对象的滞后时间：纯滞后（输出变化落后于输入变化的时间）与容积滞后（因物料或能量传递需要一定时间而引起的输出变化迟缓）之和。 三、选择题
1.一般认为，经过（ A ）时间后，动态过程便结束了。 A. 3T； B. T ； C. 5T； D．10T
2.在描述对象特性参数的滞后时间时,下列说法错误的是（ C ）。
A. 传递滞后又称为纯滞后；
B. 容量滞后一般是由于物料和能量传递需要通过一定的阻力引起的；
C. 容量滞后是有些对象在受到阶跃输入后，再经过一段时间时间后被控变量才开始变化；
D. 滞后时间包括可分为容量滞后和纯滞后时间。 四、填空题
1.目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过物料和能量平衡关系，用机理建模的方法求取过程的数学模型。
2.描述对象特性的三个参数是放大系数、时间常数 和滞后时间 ，如果时间常数越大，系统的响应速度越慢，系统的稳定性越好。
3.过程特性是指被控过程的被控对象的输入变量发生变化时，其输出变量随时间变化的规律。
4.由于物料或能量的传递需要通过一定的阻力导致的滞后称为容量滞后。 五、综合题：
1. 为了测量某物料干燥筒的对象特性，在T＝0时刻突然将加热蒸汽量从25m增加到28m，物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图所示。试求出该对象的特性。已知流量仪表量程为0～40m，温度仪表为0～200℃
3
3
3
图 干燥筒的阶跃响应曲线
解：
由阶跃应曲线可看出该回想具有一阶纯滞后特性：
150?120放大倍数K?200?2
28?2540时间常数T?4min 滞后时间??2min
作业11.已知一个对象特性是具有纯滞后的一阶特性，其时间常数为5，放大系数为10，纯滞后时间为2，试写出描述该对象特性的一阶微分方程。
化工仪表及自动化总复习题目及答案
