什么是运动控制系统-什么是过程控制系统-

第1章过程控制系统概述习题与思考题

第1章过程控制系统概述习题与思考题1.1 什么是过程控制系统，它有那些特点？1.2 过程控制的目的有那些？1.3 过程控制系统由哪些环节组成的，各有什么作用？过程控制系统有那些分类方法？1.4 图1.11是一反应器温度控制系统示意图。

A 、B 两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器的温度保持不变。

试画出该温度控制系统的方框图，并指出该控制系统中的被控过程、被控参数、控制参数及可能影响被控参数变化的扰动有哪些？1.5 锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。

汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。

水位过高，会使蒸汽带液，降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损坏后续设备；而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。

因此，必须对汽包水位进行严格控制。

图1.12是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求：1）画出该控制系统方框图。

2）指出该控制系统中的被控过程、被控参数、控制参数和扰动参数各是什么。

3）当蒸汽负荷突然增加，试分析该系统是如何实现自动控制的。

V-1图1.12 锅炉汽包水位控制示意图1.6 评价过程控制系统的衰减振荡过渡过程的品质指标有那些？有那些因素影响这些指标？1.7 为什么说研究过程控制系统的动态特性比研究其静态特性更意义？1.8 某反应器工艺规定操作温度为800 10℃。

为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850℃。

现运行的温度控制系统在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图1.13所示。

1）分别求出稳态误差、衰减比和过渡过程时间。

2）说明此温度控制系统是否已满足工艺要求。

T/℃图1.13 某反应器温度控制系统过渡过程曲线1.9 简述过程控制技术的发展。

1.10 过程控制系统与运动控制系统有何区别？过程控制的任务是什么？设计过程控制系统时应注意哪些问题？第3章过程执行器习题与思考题3.1 试简述气动和电动执行机构的特点。

3.2 调节阀的结构形式有哪些？3.3 阀门定位器有何作用？3.4 调节阀的理想流量特性有哪些？实际工作时特性有何变化？3.5 已知阀的最大流量min v q =50m 3，可调范围R=30。

过程控制复习资料

过程控制复习资料* 过程控制系统课后习题解答(不完全版注：红⾊为未作答题⽬)1.1过程控制系统中有哪些类型的被控量？答：被控量在⼯业⽣产过程中体现的物流性质和操作条件的信息。

如：温度、压⼒、流量、物位、液位、物性、成分。

1.2过程控制系统有哪些基本单元组成？与运动控制系统有⽆区别？答：被控过程或对象、⽤于⽣产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执⾏机构、报警保护盒连锁等其他部件构成。

过程控制系统中的被控对象是多样的，⽽运动控制系统是某个对象的具体控制。

1.3简述计算机过程控制系统的特点与发展。

答：特点：被控过程的多样性，控制⽅案的多样性，慢过程，参数控制以及定值控制是过程控制系统的主要特点。

发展：⼆⼗世纪六⼗年代中期，直接数字控制系统(DDC )，计算机监控系统(SCC );⼆⼗世纪七⼗年代中期，标准信号为4?20mA 的DDZ 川型仪表、DCS 、PLC ;⼋⼗年代以来，DCS 成为流⾏的过程控制系统。

1.4衰减⽐n 和衰减率①可以表征过程控制系统的什么性能？答：⼆者是衡量震荡过程控制系统的过程衰减程度的指标。

1.5最⼤动态偏差与超调量有何异同之处？答：最⼤动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最⼤偏差量，⼀般表现在过渡过程开始的第⼀个波峰，最⼤动态偏差站被控量稳态值的百分⽐称为超调量，⼆者均可作为过程控制系统动态准确性的衡量指标。

2.2通常描述对象动态特性的⽅法有哪些？答：测定动态特性的时域⽅法；测定动态特性的频域⽅法；测定动态特性的统计相关⽅法。

2.4单容对象的放⼤系数 K 和时间常数T 各与哪些因素有关，试从物理概念上加以说明，并解释 K , T 的⼤⼩对动态特性的影响？答： T 反应对象响应速度的快慢，T 越⼤，对象响应速度越慢，动态特性越差。

K 是系统的稳态指标，K 越⼤，系统的灵敏度越⾼，动态特性越好。

2.5对象的纯滞后时间产⽣的原因是什么？答: 被控参数位置有⼀段距离，产⽣纯滞后时间。

自动化专业知识点汇总

自动化专业知识点汇总自动化专业是一门涉及多学科知识的综合性学科，它融合了控制理论、电子技术、计算机技术、传感器技术等众多领域的知识，旨在实现各类系统的自动运行和优化控制。

接下来，让我们一起对自动化专业的重要知识点进行梳理。

一、控制理论基础控制理论是自动化专业的核心内容之一。

其中，经典控制理论主要研究线性定常系统，通过传递函数来描述系统的特性。

例如，PID 控制器就是经典控制理论中的常用控制器，它通过比例、积分和微分三个环节的组合，实现对系统的精确控制。

现代控制理论则以状态空间法为基础，能够处理更复杂的多变量、时变系统。

线性系统的能控性、能观测性，以及最优控制理论等都是现代控制理论的重要组成部分。

最优控制理论旨在寻找使系统性能指标最优的控制策略。

二、电子技术电子技术包括模拟电子技术和数字电子技术。

模拟电子技术中，我们需要了解放大器、滤波器、电源电路等的工作原理和设计方法。

运算放大器是一种重要的模拟器件，常用于信号放大和处理。

数字电子技术则涉及数字逻辑电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等。

我们要掌握各种逻辑门的功能，如与门、或门、非门等，以及计数器、寄存器、译码器等常见数字电路的工作原理和应用。

三、计算机技术在自动化领域，计算机技术起着至关重要的作用。

首先是编程语言，如 C、C+＋、Python 等，用于编写控制算法和程序。

计算机控制系统也是关键知识点，包括数据采集与处理、数字控制器的设计、计算机网络在控制系统中的应用等。

另外，嵌入式系统在自动化设备中广泛应用，需要了解其原理和开发方法。

四、传感器技术传感器是获取系统信息的关键部件。

常见的传感器有温度传感器、压力传感器、位移传感器、速度传感器等。

我们要了解它们的工作原理、测量范围、精度等特性，以及如何将传感器输出的信号进行调理和转换，以便被控制系统所使用。

五、自动控制系统自动控制系统包括开环控制系统和闭环控制系统。

开环系统结构简单，但控制精度较低；闭环系统能够根据反馈信号不断调整控制作用，提高控制精度，但设计和调试相对复杂。

电气自动化技术专业介绍

电气自动化技术专业介绍一、专业概述电气自动化技术专业是一门涉及电气工程、控制理论、自动化技术、计算机科学等多个领域的交叉学科。

本专业致力于培养掌握现代工业生产流程中的自动化技术，具备电气设备运行管理、安装调试、维护能力的工程技术人才。

二、课程特色基础扎实：本专业注重数学、物理等基础学科的教育，为学生打下坚实的科学基础。

学科交叉：课程设置涵盖电气工程、控制理论、计算机科学等多个领域，培养学生全面的知识结构。

实践性强：理论与实践相结合，强调实验、实训等实践教学环节，提高学生的动手能力。

动态更新：根据行业发展和技术进步，动态调整课程设置，确保教学内容的时效性。

国际化视野：开设英语、学术交流等课程，培养学生国际视野和跨文化交流能力。

三、就业前景随着工业自动化的快速发展，电气自动化技术专业人才需求旺盛。

毕业生可在电力、电子、通讯、机械、交通、建筑等行业从事自动化系统的设计、开发、调试、运行和维护等方面的工作。

具体就业方向包括：电气设备与自动化系统的研发与设计。

自动化生产线的安装与调试。

电气控制系统的运行维护与管理。

企事业单位的电气技术管理。

电力系统及其自动化领域的项目管理与规划。

自动化设备及系统的销售与技术服务。

新能源技术领域的研发与应用。

四、核心课程介绍电路理论：介绍电路的基本概念、基本定律和基本分析方法，为后续专业课程奠定基础。

模拟电子技术：学习电子器件与电子电路的基本原理和应用，培养学生对模拟信号的处理能力。

数字电子技术：研究数字电路的基本原理和设计方法，培养学生逻辑分析和数字信号处理的能力。

控制理论：介绍控制系统的基本概念、数学建模、稳定性分析和控制策略。

计算机控制技术：学习计算机控制系统的设计方法，涉及计算机硬件和软件技术。

电力电子技术：研究电力电子器件及其在电能转换中的应用，涉及电机学、电力传动和电力系统等领域。

运动控制系统：研究电动机的运动控制原理和方法，包括调速控制和位置控制等。

过程控制系统：介绍过程控制系统的基本原理和设计方法，涉及温度、压力、流量等参数的检测与控制。

1过程控制及集散控制系统概述

设定值不断变化，要求系统的输出随之变化例：雷达跟踪系统，机器人，机械手的动作控制
程序控制系统
其设定值也是变化的，但它根据需要按一定时间程序变化。
程序控制机床，冶金工业中退火炉的温度控制
1.2 单回路过程控制系统的组成
设定值
- 控制器
执行机构被控变量
传感变送
被控对象、传感器和变送器、控制器（调节器）、执行器和控制阀
PLC主要生产厂商
Siemens(西门子)公司 Allen-Bradley(A-B)公司（Rockwell） Schneider(施耐德)公司 Mitsubishi(三菱)公司 Omrom(欧姆龙)公司
DCS系统
Distributed Control System 控制站CS 操作员站OS、工程师站ES （人机接口）控制网络
3. 被控过程多属慢过程，控制目标多为过程参数
生产过程的物料大多是流体状的，因此能量的交换与传递过程在时间上往往有比较大的滞后
控制目标间有较强的耦合（关联）
4. 给定值控制是主要的控制形式
控制系统分类－按设定值的不同情况
恒值（定值）控制系统
恒温箱的温度控制稳压电源的电压稳定控制
随动控制系统
重相过量的碳酸钠
夹套温度：130-140 釜内温度：80-90
中和过量乙酸，溶解乙醇
中和反应产生乙酸钠、和乙
反应时间：2-3小时
醇
乙酸乙酯生产过程
萃取剂乙二醇
轻相乙酸乙酯、
微量的乙醇、水
筛板塔轻组分乙酸乙酯
萃取精馏重组分乙二醇、
（提纯乙酸乙酯）
乙醇和微量的水
填料塔轻组分乙醇和水精馏重组分乙二醇
流程工业（Flow industry）

过程控制第一章

操纵变量
给定值

1.2.2 过程控制系统的分类：
1.按系统的开环和闭环分类（1）开环控制系统
系统的被控量对系统的控制作用没影响，结构简单，没有闭合回路，控制精度取决于系统各组成环节的精度。有干扰时无法自动补偿，精度不能保证。只适用于输入和输出关系已知，且不存在干扰或干扰很弱的场合。

态值上下振荡的次数；

上升时间tr：该时间是指系统的输出量第一次到达输出稳态值所对应的时刻。对于无振荡的系统，常把输出量从输出稳态值的10%到输出稳态值的 90%所对应的时间叫为上升时间；

延迟时间：响应曲线首次达到静态值的一半所需的时间，记为td;
衰减比N：第一个波峰与第二个波峰之比，是反应过程稳定性的一个指标。N>1为衰减振荡，N=1为等幅振荡，N<1为发散振荡。振荡周期T：从第一个波峰到第二个波峰的时间。 T的倒数为振荡频率，T越短。快速性越好。
被控对象中要求保持设定值的工艺参数
除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素给定值与实际值蒸汽复合负荷的变化之差冷却水温度的变化
扰动量
偏差
被控对象锅炉汽包
被控变量锅炉给水量汽包的期望水位的预定值受控制器操纵，用以克服扰动的影响使被控量保持设定值的物料量或能量
过程控制
第一章绪论
课程考核
平时成绩（占40% ）：出勤+课堂提问+作业；

大作业（占60% ）。

先修课程：自动控制原理
第一章绪论

人工控制与自动控制：
1.1 概述--过程控制及发展历史

一、什么是过程控制？
过程（工业生产过程）：在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程。工业生产过程可分为：连续生产过程和离散生产过程。连续生产过程、离散生产过程和间歇生产过程（批量生产过程）。

过程控制系统第一章

锅筒
FT
开环控制的优点：
控制及时，对较频繁的主要扰
动起到补偿效果。缺点：仅在蒸汽扰动信号对液位有影响时，才进行补偿，对其他影响液位的扰动无控制作用，不能保证液位无误差。
35
FFC
省煤器
给水
开环的液位控制系统
1.2 过程控制系统简介—控制系统的组成
比较机构：比较设定值根据偏差的正负、大小接收控制器的输出，相与测量值并输出其差值及变化情况，按预定规应地改变操纵变量扰动 f(t) 律给出控制作用控制器
息称为输出信号。上一环节的输出信号就是下一环节的输入信号。
6
控制理论的发展过程
复杂的工业过程难于推广现代控制理论
大系统理论主要方法：现代控制理论与系统理论相结合
无法广泛应用于工业过程控制
智能控制主要方法：人工智能（专家系统；模糊控制；人工神经网络控制）与自动控制的结合
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1.1 控制理论与过程控制系统的发展状况
过程控制发展概况
• 20世纪40年代前后，处于手动状态，从50年代前后开始，划分为如下几个阶段： • 50年代前后——第一阶段，实现了仪表和局部自动化，主要特点： (1) 仪表为气动式，普遍采用基地式仪表和部分单元组合仪表；（2）单输入单输出系统；（3）被控参数主要是温度、压力、流量、液位；（4）控制的目的是保证参数稳定，消除或减小扰动；（5）控制理论：频率法和根轨迹法。
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智能交通物联网
19
1.2 过程控制系统简介
请描述一下驾驶员如何驾驶汽车？
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1.2 过程控制系统简介
• 请描述一下家庭热水器如何工作？
温度调节装置
控制器
加热棒

过程控制系统范文

过程控制系统范文过程控制系统是一个广泛应用于工业生产中的自动化系统。

它通过监控、调节和控制工艺过程中的各种参数和变量，实现对工艺过程的自动化控制。

过程控制系统在工业生产中起到了至关重要的作用，对于提高生产效率、保障产品质量、降低生产成本具有重要的意义。

过程控制系统通常由以下几个主要组成部分构成：传感器与执行器、控制器、人机界面和通信网络。

其中，传感器与执行器用于监测、采集和控制工艺过程中的各种参数和变量，控制器用于对传感器和执行器进行控制和调节，人机界面用于显示和操作控制系统的相关信息，通信网络用于实现各个组成部分之间的数据传输和通讯。

过程控制系统的工作过程通常包括三个阶段：测量与采集、控制与调节、显示与记录。

在测量与采集阶段，传感器通过测量和采集工艺过程中的各种参数和变量，将其转换为电信号，并传送给控制器进行处理。

在控制与调节阶段，控制器根据测量与采集的数据进行计算和判断，并通过输出控制信号，控制执行器对工艺过程进行调节和控制。

在显示与记录阶段，人机界面将控制系统的运行状态、参数和变量信息进行显示和记录，供操作人员进行观察和分析，以及进行实时的监控和控制。

1.自动化控制：过程控制系统能够实现对工艺过程的自动化调节和控制，减少人工干预，提高生产效率和产品质量。

2.实时监控：过程控制系统能够实时监测工艺过程中的各种参数和变量，并及时采取相应的措施进行调整和控制，以保证工艺过程的稳定性和可靠性。

3.精确度高：过程控制系统具有高精度的测量、控制和调节能力，能够对工艺过程中的各种参数和变量进行准确的测量和控制，提高产品质量和生产效率。

4.灵活性强：过程控制系统能够根据不同的工艺要求和生产需求进行灵活的设置和调整，以适应不同产品的生产过程的变化和调整。

过程控制系统的应用广泛，在各个工业领域都有所涉及。

例如，石油化工、电力、冶金、制药、食品等行业都需要使用过程控制系统进行生产过程的监控和控制。

过程控制系统还广泛应用于环境保护和安全监测领域，用于监测和控制大气污染、废水处理、排放浓度等环境因素，以实现对环境的保护和管理。

PLC系统简介

PLC系统简介PLC系统简介PLC控制系统是一种专为工业生产设计的数字运算操作电子装置。

它采用可编程的存储器，用于内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等用户指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是工业控制的核心部分。

自20世纪60年代美国推出可编程逻辑控制器以来，PLC得到了快速发展并在世界各地得到了广泛应用。

随着计算机技术、信号处理技术、控制技术和网络技术的不断发展以及用户需求的提高，PLC的功能也不断完善。

今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

基本介绍PLC是一种即时系统，有别于个人电脑。

在传统的以继电器为主的电机控制系统中，每当变更设计时，整个系统几乎都要重新制作，这不仅费时又费力，而且继电器还有接点接触不良、磨损、体积大等缺点，造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题。

为了改善这些缺点，美国DEC在1969年首次发表了可编程式控制器（Programmable Controller）。

程式控制器在发表初期被称为Programmable Logic-Controller，简称PLC。

最初的目的是取代继电器，从而执行继电器逻辑及其他计时或计数等功能的顺序控制为主，因此也称为顺序控制器。

其结构也像一部微电脑，因此也可称为微电脑可程式控制器（MCPC）。

直到1976年，XXX正式给予命名为Programmable Controller，即可程式控制器，简称PC。

由于目前个人电脑（Personal Computer）极为普遍，加上常与可程式控制器配合使用，为了区分两者，所以一般都称可程式控制器为PLC以加以分别。

目前市场上有许多种PLC控制器，不同的制造商和适用场所会有所不同，但它们通常可以根据机组复杂度分为大型、中型和小型。

一般工厂和学校通常会使用小型PLC，其中日系F系列和我国A系列PLC最受国人喜爱。

机电一体化(第二版)课后答案

1—1、试说机电一体化的含义答：机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。

1-2、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答:主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。

机械本体用于支撑和连接其他要素，并把这些要素合理的结合起来，形成有机的整体。

动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，驱动执行机构工作以完成预定的主功能。

传感与检测系统将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。

执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。

1-3、工业三大要素是什么？答:物质、能量和信息.1-4、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么？答：传统的机电产品机械与电子系统相对独立，可以分别工作。

机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合，从而赋予其新的功能和性能的一种新产品，产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。

1-5、试举几个日常生活中的机电一体化产品?自动洗衣机、空调、数码相机1-6、应用机电一体化技术的突出特点是什么？答：①精度提高;②生产能力和工作质量提高;③使用安全性和可靠性提高；④调解和维护方便，使用性能改善;⑤具有复合功能，适用面广；⑥改善劳动条件,有利于自动化生产;⑦节约能源,减少耗材；⑧增强柔性.1—7、机电一体化的主要支撑技术有哪些,它们的作用如何?答：1、传感测试技术，在机电一体化产品中，工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收，并通过相应的信号检测装置进行测量，然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置，以实现产品工作过程的自动控制。

2、信息处理技术,在机电一体化产品工作过程中，参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析.3、自动控制技术，主要实现机电一体化系统的目标最佳化.4、伺服驱动技术，5、接口技术，将各组成要素的输入/输出装置联系成一体的系统。

自动控制原理一般概念

代表性成果庞特里亚金的极大值原理；
贝尔曼的动态规划。特点：采用状态空间法（时域法），研究“对输入-多输出”、时变、非线性系统等高精度和高复杂度的控制问题。
1.1 控制理论的发展
经典控制理论与现代控制理论比较
项目
经典控制理论
现代控制理论
研究对象描述方法研究办法
线性定常系统（单输入、单输出）
一. 几个基本概念
注意：作用线的箭头方向只表示信号的传递方向，而不表示实际工质的运动方向。
例如：对于汽包而言，输出量为水位，而引起液位变化的因素有两个，即给水流量的变化和蒸汽负荷的变化。而实际系统中，蒸汽是从汽包中流出。
1.3 自动控制系统的方框图
二. 广义对象
方框图的应用可繁可简，其基本原则就是能清楚地表达所需研究的信号的传递关系和所研究环节的性能。
图纸指令
放大器
执行机构（步进电机）
工作机床
切削刀具
1.4 自动控制系统的分类
一. 按信号的传递路径来分类 1. 开环控制系统
干扰 n
给定值 r
控制器
执行机构
受控对象
特点： • 系统的被控量对系统的控制作用没有影响； • 系统结构简单，控制精度取决于系统各组成环节元部件的精度； • 对于干扰无法自动补偿，控制精度难以保证； • 仅适用于输入/输出关系已知，且系统几乎不存在干扰的场合。
给定值 r
控制器 — 偏差e
测量信号
执行机构测量、变送器
干扰 n
受控对象
c
1.3 自动控制系统的方框图
一. 几个基本概念
给定值 r
控制器 — 偏差e
测量信号
执行机构测量、变送器
干扰 n

自动控制概念

一、自动控制概述*1、开环：系统结构简单，调试容易P3 抗干扰差闭环：（有闭环回路）精度高，抗干扰能力强，结构复杂,闭环会产生失控现象----不稳定2、按输入信号：控制系统分为P3（1）定制控制系统：定制控制系统的输入信号是定值（2）伺服系统：输入信号是变化规律未知的任意时间函数（3）程序控制系统：输入信号按已知规律变化按控制对象分：运动控制系统，过程控制系统按系统参数是否随时间变化：时变系统，定常系统*3、闭环控制系统的基本要求：稳定性、准确性（稳态精度）、快速性与平稳性（动态性能）P5 4、在自动化领域，被控制的装置、物理系统或过程称为控制对象，对控制对象产生作用的装置称为控制器，直接改变被控变量原件称为执行元件，能将一种物理量检测出来并转换另一种容易处理和使用的物理量的装置称为传感器或测量元件。

P2 5、由外部加到系统中的变量称为输入信号，他不受系统中其他变量的影响和控制。

由系统或元件产生的变量称为输出信号，最关注的输出变量又称为被控变量。

控制器输出的信号称为控制变量，它作用在控制对象（执行元件，功率放大器上），影响和改变被控变量。

P2 *6、两种控制理论：经典控制理论（教材）：传函是单输入单输出现代控制理论：传函是多输入多输出二、系统的数学模型1、数学模型的建立和简化是定量分析和设计控制系统的基础。

P8 *2、关于传递函数的几点说明：P15 （1）传递函数的概念适用于线性定常系统，它与线性常系数微分方程一一对应，传递函数的结构和各项系数（包括常数项）完全取决于系统本身结构。

因此，它是系统的动态数学模型，而与输入信号的具体形式和大小无关。

（2）传递函数不能反映系统或元件的学科属性和物理属性。

（3）对于实际的元件或系统，传递函数是复变量s的有理分式，其分子N(s)和分母D(s)都是s的有理多项式，即它们的各项系数均是实数。

*3、传递函数的零极点表达形式:()(1)(2)...()()()(1)(2)...()N s s z s z s zmG s kD s s p s p s pn---==---P15式中s的系数为1，z为零点，p为极点，k为零极点增益或根轨迹增益。

机电一体化复习题

机电一体化复习题机电一体化复习题1.简述机电一体化技术的基本概念和涵义。

答：机电一体化技术是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个机械系统最佳化而建立起来的一门新的科学技术。

2.机电一体化技术的发展趋势可概括为哪三个方面?答：机电一体化技术的发展趋势可概括为以下三个方面：(1)性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；(2)功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；(3)层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。

3.机电一体化的优势是什么?答：机电一体化的优势，在于它吸收了各相关学科之长，且综合利用各学科并加以整体优化。

因此，在机电一体化技术的研究与生产应用过程中，特别强调技术融合、学科交叉的作用。

机电一体化技术依赖于相关技术的发展，机电一体化技术的发展也促进了相关技术的发展。

4.机电一体化技术主要的相关技术可以归纳为哪六个方面?答：机电一体化技术主要的相关技术可以归纳为以下六个方面：(1)机械技术，(2)检测传感技术，(3)信息处理技术，(4)自动控制技术，(5)伺服传动技术，(6)系统总体技术。

5.机电一体化系统应具有哪六个基本功能要素?答：机电一体化系统应具有以下六个基本功能要素(即六个子系统)：(1)机械本体，(2)动力部分，(3)检测部分，(4)执行机构，(5)控制器，(6)接口。

6.何谓机电一体化系统中的接口?接口的作用和基本功能是什么?答：机电一体化系统中的接口，是机电一体化系统中各子系统之间进行物质、能量和信息传递与交换的联系部件。

接口的作用使各要素或子系统联接成为一个整体，使各个功能环节有目的地协调一致运动，从而形成机电一体化的系统工程。

接口的基本功能有三个：一是交换，通过接口完成使各要素或子系统之间信号模式或能量的统一；二是放大，在两个信号强度相差悬殊的环节间，经接口放大，达到能量的匹配；三是传递，接口遵循协调一致的时序、信号格式和逻辑规范将变换和放大后的信号可靠、快速、精确地交换传递。

自动控制原理1.42.4 自动控制系统的分类

阀门开阀门关
飞球导向阀
滑块
回油
压力油
回油

燃料
燃油控制阀
内燃机
负载
3
1－4 控制系统的分类
B、按系统的控制作用来分类
1、恒值控制系统（或称自动调节系统、自动镇定系统）特点：输入信号是一个恒定的数值。工业生产中的恒
温、恒压等自动控制系统都属于这一类型。
2、过程控制系统（或称程序控制系统）特点：输入信号是一个已知的函数。系统的控制过程按
anLeabharlann d n n c(t) dt n

a n-1
d
n n -1
-1c(t)
dt n-1

a1
dc(t) dt

a 0c(t)

bm
d m m r(t) dt m

b m-1
d m-1m-1r(t) dt m-1

b1
dr(t) dt

b 0 r(t)
式中：r(t)——系统输入量； c(t)——系统输出量
1－4 控制系统的分类
二 . 控制系统的分类
A、按信号的传递路径来分类 1、开环控制系统
特点：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。
程序微型计算机
图纸指令
放大器
执行机构（步进电机）
工作机床
切削刀具
1
1－4 控制系统的分类
2、闭环控制系统（反馈控制系统）
特点：系统输出信号与测量元件之间存在反馈回路。
“闭环”这个术语的含义，就是将输出信号通过测量元件反馈到系统的输入端，通过比较、控制来减小系统误差。
微型计算机放大器

过程控制复习资料讲解学习

过程控制复习资料过程控制系统课后习题解答（不完全版注：红色为未作答题目）1.1过程控制系统中有哪些类型的被控量？答：被控量在工业生产过程中体现的物流性质和操作条件的信息。

如：温度、压力、流量、物位、液位、物性、成分。

1.2过程控制系统有哪些基本单元组成？与运动控制系统有无区别？答：被控过程或对象、用于生产过程参数检测的检测仪表和变送仪表、控制器、执行机构、报警保护盒连锁等其他部件构成。

过程控制系统中的被控对象是多样的，而运动控制系统是某个对象的具体控制。

1.3简述计算机过程控制系统的特点与发展。

答：特点：被控过程的多样性，控制方案的多样性，慢过程，参数控制以及定值控制是过程控制系统的主要特点。

发展：二十世纪六十年代中期，直接数字控制系统（DDC ），计算机监控系统（SCC ）；二十世纪七十年代中期，标准信号为4~20mA 的DDZ Ⅲ型仪表、DCS 、PLC ；八十年代以来，DCS 成为流行的过程控制系统。

1.4衰减比η和衰减率Ψ可以表征过程控制系统的什么性能？答：二者是衡量震荡过程控制系统的过程衰减程度的指标。

1.5最大动态偏差与超调量有何异同之处？答：最大动态偏差是指在阶跃响应中，被控参数偏离其最终稳态值的最大偏差量，一般表现在过渡过程开始的第一个波峰，最大动态偏差站被控量稳态值的百分比称为超调量，二者均可作为过程控制系统动态准确性的衡量指标。

2.2通常描述对象动态特性的方法有哪些？答：测定动态特性的时域方法；测定动态特性的频域方法；测定动态特性的统计相关方法。

2.4单容对象的放大系数K 和时间常数T 各与哪些因素有关，试从物理概念上加以说明，并解释K ，T 的大小对动态特性的影响？答：T 反应对象响应速度的快慢，T 越大，对象响应速度越慢，动态特性越差。

K 是系统的稳态指标，K 越大，系统的灵敏度越高，动态特性越好。

2.5对象的纯滞后时间产生的原因是什么？答：由于扰动发生的地点与测定被控参数位置有一段距离，产生纯滞后时间。