自动化题目和答案附考纲考点详细分布表(编辑修改稿)

自动化题目和答案附考纲考点详细分布表(编辑修改稿)内容摘要：

， Td1＞ Td2，这表示： __B__ A. R 1 的比例、积分作用都比 R 2 弱，微分作用比 R 2 强 B. R 1 的比例、积分作用都比 R 2 强，微分作用比 R 2 强 C. R 1 的比例、微分作用都比 R 2 弱，积分作用比 R 2 强 D. R 1 的比例、微分作用都比 R 2 强，积分作用比 R 2 弱 86 下列各种说法正确的是： ____D____。 A. 节流元件的作用是将压力信号转变成位移 B. 所有气动仪表在喷嘴挡板后均需串联一 个气动功率放大器 C. 喷嘴挡板机构中，喷嘴堵塞时输出压力 P ≈0 D. 节流盲室对压力变化起惯性作用 87 调节器的参数整定应根据被控对象的特性而定，其选择的一般规律是 ____C____。 A. 对象时间常数小，比例带宜小，积分时间宜大，加微分作用 B. 对象时间常数大，比例带宜大，积分时间宜小，不加微分作用 C. 对象时间常数小，比例带宜大，积分时间宜小，不加微分作用 D. 对象时间常数大，比例带宜小，积分时间宜大，不加微分作用 88 在采用双位作用规律调节器的控制系统中，其控制特点是 ____D____。 A. 对被控量进行连续控制 B. 稳态时静态偏差较大 C. 按偏差的大小和方向控制 D. 按被控量的上、下限值控制 89. 在锅炉蒸汽压力的双位式控制系统中，若停炉或起炉压差过大，则原因是 ____C____。 A. 压力设定值太大 B. 压力设定值太小 C. 幅差值太大 D. 幅差值太小 90. 在锅炉水位自动控制系统中，当锅炉负荷突然变化后，为使水位能最终稳定在给定值上，控制系统最好采用 ____C____。 A. 比例调节器 B. PD 调节器 C. PI 调节器 D. PID 调节器 91. 在用比例调节器组成的控制系统中，若把比例带整定得很大，其系统动态过程是 ____D____。 A. 振荡激烈 B. 静态精度高 C. 过渡过程时间短 D. 容易受到外部干扰的影响 92. 在采用 PID 调节器的定值控制系统中，当 Ti、 Td均减小时，系统可能出现 ____B____。 A. 非周期过程 B. 振荡趋势增强 C. 较大静差 D. 稳定性增强 93. 在用经验法整定 PI 调节器参数时，要根据控 制对象特性确定初始参数，若控制对象惯性大，则初始 PB和 Ti 应选得 ____A____。 A. PB 大一些， Ti 小一些 B. PB 大一些， Ti 大一些 C. PB 小一些， Ti 小一些 D. PB 小一些， Ti 大一些 二、问答题： 1，这是自动控制系统的原理框图，试指出各个环节的名称（即 ABCD 四个环节），并说明各个环节的输入和输出的信号名称。 图 1 控制系统原理框图 答： A：调节器 B：执行机构 C：控制对象 D：测量环节 r（ t） :给定值 b（ t） :测 量值 e（ t） :偏差 p（ t） :调节器输出，调节指令 q（ t） :调节动作 f（ t） :外界扰动信号 y（ t） : 6 被控量。 它有什么特点。 答：在传递方框图中，代表实际单元的每个小方框称为一个环节，每个环节必定有输入量和输出量，并用带箭头的信号线表示。 特点：任何环节输出量的变化均取决于输入量的变化及该环节自身的特性，而输出量的变化不会直接影响输入量，即信号传递具有单向性。 基本扰动和外部扰动有何区别。 答：引起被控量变化的一切因素称为扰动。 显然，扰动量是控制对象的输入量。 扰动量可以分为两类：一类是轮机人员无法控制的扰动，称为外部扰动；另一类是轮机人员可以控制的扰动，称为基本扰动。 在图中，有两个信号线指向控制对象，它们分别是基本扰动（执行机构的输出）和外部扰动。 基本扰动和外部扰动区别在于是否可以控制。 图中的 r,b,e代表什么信号。 答：调节器有两个输入量，分别为给定值 r 和测量值 b。 给定值 r(t)是运行参数所希望控制的最佳值，测量值 b(t)则是测量单元测得的运行参数的实际值。 被控量的测量值与给定值的差值称为偏差，用 e(t)表示， e(t)=r(t)－ b(t)。 正负馈和负反馈有何区别。 答：被调量的变化经测量单元反送到控制系统的输入端，这个过程称之为反馈。 反馈分为正反馈和负反馈两种。 正反馈是指经反馈后可以加强闭环系统输入效应，亦即使偏差 e 增加。 负反馈是指经反馈后可以减弱闭环系统输入效应，亦即使偏差 e 减小。 显然只有负反馈才能随时对被控量的给定值和测量值进行比较，使偏差 e 不断减小进而保持被控量的稳定在给定值或给定值附近。 答：从受到扰动开始到达到新的平衡状态的过程就是动态过程，也称为过渡过程。 系统经常会受到扰动，系统的平 衡状态因而会经常遭到破坏。 在实际运行中，调节阀开度的变化量往往会过头，使被控量在向给定值恢复过程中，出现反向偏差，即被控量会围绕给定值上下波动，以后在调节器控制作用下，波动越来越小，最终被控量会稳定在新稳态值（给定值或给定值附近），系统达到一个新的平衡。 emax? 答：动态偏差是指在调节过程中被调参数偏离给定值的幅度，其最大值称为最大动态偏差，用 maxe 表示。 如图 2。 图 2 改变外部扰动的自动控制系统动态过程曲线  的定义是什么。  值多大为宜。 答：所谓“衰减率”就是指每经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分数，以  表示，计算公式是，如图 2： ABA ts的定义是什么。 实用上是如何规定的。 答：过渡过程时间（亦称调节时间） ts意指系统从受到扰动开始到被控量重新趋于稳定建立新的平衡状态为止所经历的时间。 从数学上来讲，过渡过程时间应该是无穷大。 在实 用中，是这样定义过渡过程时间的：在大于某一时刻后，被控量的波动范围就始终在最终稳态值的 2％（或 5％）之内，这一时刻就是过渡过程时间。 答：静态偏差也称稳态偏差 ε ，是指在扰动和调节的共同作用下，调节过程结束后，被调参数的新稳态值与给定值之间的偏差，也称为静差。 显然，稳态偏差越小，系统的静态精度越高。 tr和峰值时间 tp。 其物理意义是什么。 7 图 3 改变给定值的控制系统动态过程曲线 答：对于改变给定值的控制系统，上升时间表示从原来给定值上升到新给定值所花时间，用 Tr 来表示；峰值时间是指从原来状态上升到最大动态偏差值时所花时间，用 Tp 表示，如图 3 所示。 它的大小说明什么。 答： 在改变给定值的控制系统， “超调量”就是指在衰减振荡中，第一个波峰值 maxy 减去新稳态值 )(y 与新稳态值 )(y 之比的百分数，以 p 表示： %100)( )(m a x   y yyp，如图 3。 振荡次数 N一般要求几次。 答：衰减过程的振荡次数 N 一般要求 2～ 3 次。 答：主要有阶跃信号、速度信号、加速度信号及脉冲信号等。 其中阶跃信号对系统影响最大，所以一般用阶跃信号来评价控制系统的性能。 、参数调整及适用场合。 答：各种调节器的优缺点、参数调整及适用场合如下表。 名称 优缺点 参数调整 适应场合 双位式 优：结构简单 缺：精度差 上下限值调整通过改变销钉位置来进行 控制质量要求不高的场合，如 蒸汽压力控制，液位控制等。 比例（ P） 优：结构简单，调节快，缺：精度差存在静态偏差 比例带 PB， PB↑，比例作用减小 精度要求不高的场合，如液位、压力控制。 积分（ I） 优：精度高，无差调节 缺：振荡性强 积分时间 TI， TI↑，积分作用减弱 实际中不单独使用。 比例积分（ PI） 优：精度高，无差调节；调节迅速，无滞后 缺：最大动态偏差较大 比例带 PB，积分时间 TI。 由于积分作用， PB要比纯比例调节值高 20％ 对精度要求高的场合使用。 应用最广，多数系统可使用。 微分（ D） 优：能超前调节 缺：对静差无作用 微分时间 TD， TD↑，微分 作用增强 实际中不单独使用。 液位系统不适用 比例微分（ PD） 优：能超前调节调节迅速 缺：存在静差 比例带 PB，微分时间 TD。 PB可以比纯比例调节值低 20％ 对惯性大，延迟时间长的系统适应 比例积分微分（ PID） 优：能超前调节，调节迅速，精度高，性能完美 缺：系统复杂，成本高， 比例带 PB，积分时间 TI，微分时间 TD。 适用于对象容量滞后和惯性较大、不允许有静差的系统。 P、 PI、 PID调节器特性、影响参数及阶跃响应。 答：比例 P： 1( ) ( ) ( )PP t K e t e tPB    影响参数：比例带 PB， PB↑，比例作用减小 阶跃响应： 比例积分 PI： 11( ) ( ) ( 1 )PPi i ietp K e e d t K e d t eT T P B T      8 影响参数：比例带 PB， PB↑，比例作用减小；积分时间 Ti， Ti↑，积分作用减弱 阶跃响应： 比例积分微分 PID： 1 1 1 1 1( ) ( )P i d i dd e d eP K e e d t e e d tT T d t P B T T d t        影响参数：比例带 PB， PB↑，比例作用减小；积分时间 Ti， Ti↑，积分作用减弱；微分时间 TD， TD↑，微分作用增强 阶跃响应： ，用压力继电器检测压力信号，若压力下限调在 ，幅差旋纽调在 3档，则压力上限值为多少。 （幅差范围 ~） 答： 10)( xPPP LH  3 , 0. 45Lx P M Pa 则， MPa 18. 有一温度控制系统，量程是 30～ 100℃，对应的气压信号是 ～ ，在一次 比例带测试中，当 t=50℃时调节器输出为 MPa，当 t=42℃时调节器输出为 ,问比例带带是多大 ?放大倍数 K 是多大 ? 答：放大倍数： 0 . 0 9 8 0 . 0 8 8 0 . 0 0 1 2 5 /5 0 4 2PK M P a Ce    比例带： m a xm a x/ ( 5 0 4 2 ) / ( 1 0 0 3 0 )/ (0 . 0 9 8 0 . 0 8 8 ) / (0 . 1 0 0 . 0 2 )9 1 . 4 % /eePBPPC M P a     9 第二章 船用自动控制仪表 一、选择题 1 气动仪表的气源压力为 ____，是由 ____部件来调整的 ___B___ A． MPa，节流分压器 B. MPa，滤清减压阀 C. MPa，节流盲室 D. MPa,辅空气瓶压力 2 用气动仪表组成的控制系统，其统一的标准信号是 ___A___ A． ～ MPa B. O～ C. ～ MPa D. ～ 1MPa 3 用电动仪表组成的控制系统，其统一的标准信号是 ___D___ A． ～ 0. 1 mA B. O～ 1 mA ～ 20 mA D. 4～ 20 mA 4 波纹管是属于 _____元件，其作用是 ___C___ A 弹性支撑元件，用于提高弹性敏感元件的刚度 B. 弹性支撑元件，用于调整系统的零点 C. 弹性敏感元件，用于产生与输入的压力信号成比例的位移 D. 弹性敏感元件，用于对输入的气压信号进行延时 5 波纹管在安装时，往往采用 预压缩措施，其目的是 ___A___： A. 提高线性度和线性变化范围 B. 降低波纹管的刚度 C. 提高波纹管的刚度 D．减小波纹管的滞后特性 6 片簧是属于 ___A___元件，其作用是： A．弹性支承元件，用于调整弹性敏感元件的初始位置 B. 弹性支承元件，用于调整仪表的量程 C. 弹性敏感元件，用于产生与轴向推力成比例的位移 D. 弹性敏感元件，用于对作用力信号产生延时 7 由于安装不慎使波纹管并圈，将可能使 ___B___： 8 置于反馈回路的波纹管，其有效面积越大，则仪表的 ___D___： A．灵敏度越高 C．放大系数越大 D 放大系数越小 9 用截面为扁圆形，椭圆形或矩形的金属薄片管制成的敏感元件是 ___B___: A．波纹管 B．弹簧管 C. 膜片 D．膜盒 10 在使用中，金属膜片常制成波纹状且与水平面成一定角度，其作用是 ___C___： A．提高金属膜片的刚度 B. 减小金属膜片的刚度 C. 增大其线性变形范围 D. 防止仪表零点漂移。