作业答案作业答案作业答案作业答案 化工仪表及自动化化工仪表及自动化化工仪表及自动化化工仪表及自动化 第五版第五版第五版第五版 厉玉鸣厉玉鸣厉玉鸣厉玉鸣 主编主编主编主编 化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社 作业要求作业要求作业要求作业要求 封面写班级、姓名和序号封面写班级、姓名和序号封面写班级、姓名和序号封面写班级、姓名和序号； 按时交按时交按时交按时交作业；作业；作业；作业； 写清解题步骤；写清解题步骤；写清解题步骤；写清解题步骤； 不得抄袭；不得抄袭；不得抄袭；不得抄袭； 字迹工整。字迹工整。字迹工整。字迹工整。 第一章（第一章（第一章（第一章（P16P16P16P16） Ex4.Ex4.Ex4.Ex4. 自动控制系统主要由被控对象、测量元件与变送器、控制自动控制系统主要由被控对象、测量元件与变送器、控制自动控制系统主要由被控对象、测量元件与变送器、控制自动控制系统主要由被控对象、测量元件与变送器、控制 器和执行器四个环节组成。器和执行器四个环节组成。器和执行器四个环节组成。器和执行器四个环节组成。 Ex11.Ex11.Ex11.Ex11. （1 1 1 1）方块图如下：）方块图如下：）方块图如下：）方块图如下： 控 制 器控 制 器控 制 器控 制 器T CT CT CT C 给 定给 定给 定给 定 执 行 器执 行 器执 行 器执 行 器 反 应 器反 应 器反 应 器反 应 器 测 量 变 送测 量 变 送测 量 变 送测 量 变 送 Q Q Q Q2 2 2 2 _ 干干干干 扰扰扰扰 （2 2 2 2）被控对象为反应器；被控变量为反应器内温度；操纵变）被控对象为反应器；被控变量为反应器内温度；操纵变）被控对象为反应器；被控变量为反应器内温度；操纵变）被控对象为反应器；被控变量为反应器内温度；操纵变 量为冷却水流量；可能干扰为量为冷却水流量；可能干扰为量为冷却水流量；可能干扰为量为冷却水流量；可能干扰为A A A A、B B B B物料的流量、温度、浓物料的流量、温度、浓物料的流量、温度、浓物料的流量、温度、浓 度、冷却水的温度、压力及搅拌器的转速等。度、冷却水的温度、压力及搅拌器的转速等。度、冷却水的温度、压力及搅拌器的转速等。度、冷却水的温度、压力及搅拌器的转速等。 第一章（第一章（第一章（第一章（P16P16P16P16） Ex18.Ex18.Ex18.Ex18.自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态 的过程，称为自动控制系统的过渡过程。的过程，称为自动控制系统的过渡过程。的过程，称为自动控制系统的过渡过程。的过程，称为自动控制系统的过渡过程。 在阶跃输入作用下有四种基本形式：非周期衰减过程、衰在阶跃输入作用下有四种基本形式：非周期衰减过程、衰在阶跃输入作用下有四种基本形式：非周期衰减过程、衰在阶跃输入作用下有四种基本形式：非周期衰减过程、衰 减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。 Ex21.Ex21.Ex21.Ex21. 最大偏差最大偏差最大偏差最大偏差A=950-900=50A=950-900=50A=950-900=50A=950-900=50； 超调量超调量超调量超调量B=950-908=42B=950-908=42B=950-908=42B=950-908=42； 衰减比衰减比衰减比衰减比n=Bn=Bn=Bn=BB B B B=42=42=42=42(918-908)=4.2(918-908)=4.2(918-908)=4.2(918-908)=4.21 1 1 1； 振荡周期振荡周期振荡周期振荡周期T=45-9=36minT=45-9=36minT=45-9=36minT=45-9=36min； 余差余差余差余差C=908-900=8C=908-900=8C=908-900=8C=908-900=8； 过渡时间为过渡时间为过渡时间为过渡时间为47min47min47min47min； 最大偏差最大偏差最大偏差最大偏差=50=50=50=5080808080，满足工艺要求。满足工艺要求。满足工艺要求。满足工艺要求。 第一章（第一章（第一章（第一章（P16P16P16P16） Ex22.Ex22.Ex22.Ex22. （1 1 1 1）方块图：）方块图：）方块图：）方块图： 控 制 器控 制 器控 制 器控 制 器T CT CT CT C 给 定 值给 定 值给 定 值给 定 值x x x x 8 18 18 18 1 执 行 器执 行 器执 行 器执 行 器蒸 汽 加 热 器蒸 汽 加 热 器蒸 汽 加 热 器蒸 汽 加 热 器 温 度 测 量温 度 测 量温 度 测 量温 度 测 量、变 送变 送变 送变 送 被 控 变 量被 控 变 量被 控 变 量被 控 变 量y y y y _ 干 扰干 扰干 扰干 扰f f f f 偏 差e 测 量 值测 量 值测 量 值测 量 值z z z z （2 2 2 2）被控对象：蒸汽加热器；被控变量：出口物料温度；操）被控对象：蒸汽加热器；被控变量：出口物料温度；操）被控对象：蒸汽加热器；被控变量：出口物料温度；操）被控对象：蒸汽加热器；被控变量：出口物料温度；操 纵变量：加热蒸汽流量；可能的干扰：进料流量、进料温纵变量：加热蒸汽流量；可能的干扰：进料流量、进料温纵变量：加热蒸汽流量；可能的干扰：进料流量、进料温纵变量：加热蒸汽流量；可能的干扰：进料流量、进料温 度、加热蒸汽压力度、加热蒸汽压力度、加热蒸汽压力度、加热蒸汽压力等。等。等。等。 （3 3 3 3）最大偏差）最大偏差）最大偏差）最大偏差A=81.5-81=0.5A=81.5-81=0.5A=81.5-81=0.5A=81.5-81=0.5； 衰减比衰减比衰减比衰减比n=Bn=Bn=Bn=BB B B B=(81.5-80.7)=(81.5-80.7)=(81.5-80.7)=(81.5-80.7)(80.9-80.7)=4(80.9-80.7)=4(80.9-80.7)=4(80.9-80.7)=41 1 1 1； 余差余差余差余差C=80.7-81=C=80.7-81=C=80.7-81=C=80.7-81=0.30.30.30.3。 第二章（第二章（第二章（第二章（P33P33P33P33） Ex6.Ex6.Ex6.Ex6. 应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参 数，称为数，称为数，称为数，称为系统辨识；系统辨识；系统辨识；系统辨识； 在已知模型结构的基础上，通过实测数据来确定其中的某在已知模型结构的基础上，通过实测数据来确定其中的某在已知模型结构的基础上，通过实测数据来确定其中的某在已知模型结构的基础上，通过实测数据来确定其中的某 些参数，称为参数估计。些参数，称为参数估计。些参数，称为参数估计。些参数，称为参数估计。 Ex9.Ex9.Ex9.Ex9. 放大系数放大系数放大系数放大系数K K K K反映的是对象处于稳定状态下的输入和输出之反映的是对象处于稳定状态下的输入和输出之反映的是对象处于稳定状态下的输入和输出之反映的是对象处于稳定状态下的输入和输出之 间的关系，所以它是描述对象静态特性的参数；间的关系，所以它是描述对象静态特性的参数；间的关系，所以它是描述对象静态特性的参数；间的关系，所以它是描述对象静态特性的参数； 时间常数时间常数时间常数时间常数T T T T是反映被控变量变化快慢的参数，滞后时间是反映被控变量变化快慢的参数，滞后时间是反映被控变量变化快慢的参数，滞后时间是反映被控变量变化快慢的参数，滞后时间 是是是是 反映对象受到输入作用后，输出不能立即、迅速变化的现反映对象受到输入作用后，输出不能立即、迅速变化的现反映对象受到输入作用后，输出不能立即、迅速变化的现反映对象受到输入作用后，输出不能立即、迅速变化的现 象，它们都是描述对象动态特性的参数。象，它们都是描述对象动态特性的参数。象，它们都是描述对象动态特性的参数。象，它们都是描述对象动态特性的参数。 第二章（第二章（第二章（第二章（P33P33P33P33） Ex11.Ex11.Ex11.Ex11. 一阶微分方程式，一阶微分方程式，一阶微分方程式，一阶微分方程式，T=5T=5T=5T=5，K=10K=10K=10K=10， =2=2=2=2。 ( )( )( )( ) 5( )10 ( )5( )10 ( )5( )10 ( )5( )10 ( ) ( )(2)( )(2)( )(2)( )(2) (2)(2)(2)(2) 5(2)10 ( )5(2)10 ( )5(2)10 ( )5(2)10 ( ) dy tdy tdy tdy t y tx ty tx ty tx ty tx t dt dt dt dt y ty ty ty ty ty ty ty t dy tdy tdy tdy t y tx ty tx ty tx ty tx t dt dt dt dt +=+=+=+= =+=+=+=+ + + + + +=+=+=+= 无无无无滞滞滞滞后后后后时时时时为为为为： 又又又又因因因因为为为为 有有有有滞滞滞滞 后后后后时时时时为为为为： 第二章（第二章（第二章（第二章（P33P33P33P33） ( ( ( ( ) ) ) ) / / / / (2)/(2)/(2)/(2)/ (8 2(8 2(8 2(8 2 /(150120)/(3.02.5)60/(150120)/(3.02.5)60/(150120)/(3.02.5)60/(150120)/(3.02.5)60 2(min)2(min)2(min)2(min) ( )60 0.5(1)( )60 0.5(1)( )60 0.5(1)( )60 0.5(1) ( )60 0.5(1)( )60 0.5(1)( )60 0.5(1)( )60 0.5(1) 14512025145120251451202514512025 256256256256 b b b b t8mint8mint8mint8min 0 0.5(10 0.5(10 0.5(10 0.5(1 t Tt Tt Tt T tTtTtTtT xQyTxQyTxQyTxQyT Ky xKy xKy xKy x y tey tey tey te y tey tey tey te yTyTyTyT e e e e = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =