自动控制系统主要有哪些环节组成

自动控制系统主要有哪些环节组

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1•自动控制系统主要有哪些环节组成？各环节的作用是什么？

a测量变送器：测量被控变量，并将其转化为标准，统一的输出信号。b 控制器：接收变送器送来的信号，与希望保持的给定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用标准，统一的信号发送出去。

c执行器：自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。

d被控对象：控制装备所控制的生产设备。

2•被控变量：需要控制器工艺参数的设备或装置；

被控变量：工艺上希望保持稳定的变量；

操作变量：克服其他干扰对被控变量的影响，实现控制作用的变量。

给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值；

干扰变量：造成被控变量波动的变量。

3•自动控制系统按信号的传递路径分：闭环控制系统，开环~ （控制系统的输出端与输入端不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用不

发生影响的系统），复合~

4•按给定值的不同分：定值控制系统，随动控制系统（随机变化），程序控制系统（给定值按预先设定好的规律变化）

5.自动控制系统的基本要求：

稳定性：保证控制系统正常工作的必要条件

快速性：反应系统在控制过程中的性能

准确性：衡量系统稳态精度的指标，反映了动态过程后期的性能。

提高动态过程的快速性，可能会引起系统的剧烈振荡；改善系统的平稳性，控制进程又可能很迟缓，甚至使系统稳态精度变差。

6.控制系统的静态：被控变量不随时间而变化的平衡状态。

7•自动系统的控过渡过程及其形式

控制系统在动态过程中，被控变量从一个稳态到达另一个稳态随时间

变化的过程称为~

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

8.衰减振荡过渡过程的性能指标

衰减比：表振荡过程中的衰减程度，衡量过渡过程稳定性的动态指标。（以新稳态值为标准计算）

最大偏差：被控变量偏离给定值的最大值

余差：系统的最终稳态误差，终了时，被控变量达到的新稳态值与设定值之差。

调节时间：从过渡过程开始到结束所需的时间

振荡周期：曲线从第一个波峰到同一方向第二个波峰之间的时间

9.对象的数学模型：用数学的方法来描述对象输入量与输出量之间的关系，这种对象特性的数学描述叫~

动态数学模型：表示输出变量与输入变量之间随时间而变化的动态关系的数字描述

10.描述对象特性的参数

放大系数K :数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。意义：若有一定的输入变化量Q i通过对象就被放大了K倍变为输出变量h。K越大，输入变量有一定变化时，对输出量的影响越大。描述了静态性质

时间常数T:当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需的时间，就是T，意义：被控变量受到阶跃作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间。

T越大，表对象受干扰后，被控变量变化的越慢，到达新的稳态值所需

的时间越长。动态特性

滞后时间：对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速的变化，要经过一段纯滞后时间以后，才开始等量地反应原无滞后时的输出量的变化~动态特性

11.测量范围：指仪表按规定的精度进行测量的被测量值得范围。

绝对误差=X-X o=测量-标准

引用误差二（绝对误差/量程）*100%

最大引用误差二（最大绝对误差/量程）*100%=+-A%

允许误差（允许最大引用误差）

灵敏度S:表示仪表对被测变量变化的灵敏程度二输出的变化量/输入

的变化量s t越灵敏

分辨率：（灵敏限和分辨的最小输入变化量）仪表输出能响应

引用误差：（绝对误差/量程）*100%

最大引用误差二（最大绝对误差/量程）*100%

允许误差：允许的最大绝大误差

精度：指测量结果和实际值一致的程度，是用仪表误差的大小来说明其指示值与被测量真值之间的符合程度。数值越大，精度越低。

回差（变差）：（|正行程测量值-反行程测量值|max/量程）*100% 仪表的回差不能超出仪表的允许误差。

12.可靠性：反映仪表在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力的一种综合性质量指标。

13.可靠度：R（t）指仪表在规定的工作时间内无故障的概率。

14.平均无故障时间（MTBF）：仪表在相邻两次故障间隔内有效工作时的平均值。

15.平均故障修复时间（MTTR）:仪表故障修复所用的平均时间。

16.有效度：=（MTBF/（MTBF+MTTR））*100% 数值越大，越可靠。

17.热电偶测温原理：

热电效应（赛贝克效应）：将两种不同的导体或半导体（A,B ）连接在一起构成一个闭合回路，当两接点处的温度不同时（T>T°），回路中将产生电动势，这种现象叫~回路称为热电偶；导体或半导体称作热电极。电势从高温指向低温。

工作的基本条件：两电极材料不同；两接点温度不同。

应用定则：a均质导体定则两种均质导体构成的热电偶，其热点势大小与热电极材料的几何形状，直径，长度及沿热电极长度上的温度分布无关，只与电极材料和两端温度差有关。B中间导体定则：在热电偶测温回路中接入中间导体，只要中间导体两端温度相同，则它的接入对回路的总热电势没有影响。即回路中的总的热电势与引入第三种导体无关。C中间温度定则：在使用热电偶测温时，如果热电偶各部分所受到的温度不同，则热电偶所产生的热电势只与工作端和参考端温度有关，其他部分温度变化（中间温度变化）并不影响回路热电势的大小。

18.在常用的热电偶温度计中，精度最高的是S热电偶；线性最好的

是K热电偶；灵敏度较高的是E热电阻。

19.为什么使用补偿导线？

由E AB（t l , t o）=e AB（t）-e AB（t o）可知只有当冷端温度to恒定已知时，热电势才是被测温度的单值函数，测量才有可能。否则会带来误差。但因冷端在设备外，是不恒定的，故要用廉价金属热电偶将原冷端延伸到远离被测对象，且环境温度有比较稳定的地方，即使用补偿导线。补偿导线时应注意：a补偿导线与热电偶型号相匹配；b补偿导线的正负极与热电偶的正负极要相对应，不能接反。C原冷端和新冷端温度在0~100 C范围内d当新冷端温度T0不等于0时，需进行其他补偿和修正。

20.为什么要进行冷端温度补偿？

E AB（t i, t0）=e AB （t）-e AB（t0）需保证t°恒定，才可测。采用补偿导线可保证t o恒定，但不是0°C .工业上常用的各种热电偶的分度表或温度热电势关系曲线都是在冷端温度保持为0C进行刻度的。因此，在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为0C ,或者是进行一定的修正才能得到准确的测量结果，即冷端温度补偿。

种类：冷端温度保持0C法，冷端温度计算校正法。校正仪表零点法，补偿电桥法，补偿热电偶法

21.热电阻温度计热电阻效应：物质的电阻率随温度的变化而变化的特性称为~金属热电阻称为热电阻，半导体热电阻称为热敏电阻