控制仪表课后答案第123章部分.docxVIP

第 1 页 思量与练习题参考答案 第 1 章 摹拟式控制器 思量与练习题 (1)工业上常用控制器的控制规律有哪几种？ 答： 工程上常用的控制器的控制规律有比例〔P〕 、比例积分〔〕 、 比例微分〔〕以及比例积分微分〔〕四种，由此产生相应的四种常用 控制器。 (2)在摹拟控制器中，普通采用什方式实现各种控制规律？ 答：可以用负反应放大器来实现。其原理组成如图 3.1 所示。 放 放大器 K 〔a〕负反应放大电路图 ε K F R 2 由图3可.1知(b)：负反应放大电路方框图 R 1 U FU O f 根据上述三个关系式可求得输出与输入的关系为： 第 2 页 当放大器的放大倍数足够大时， 1, 那末上式分母中的 1 可忽 稍不计，上式可近似表示为： 这就是说，只要放大器的放大倍数足够大，那末在引入负反应构 成闭环后，其闭环放大倍数 K′就只与反应系数 F 有关。而反应系数 就是前面分析的分压系数，这样就实现了比例控制规律。由于闭环放 大倍数 K′与反应系数 F 成倒数关系，即后者衰减，前者放大，或者 是，后者为除的关系，那末前者就是乘的关系。换句话说，两者之间 互成逆运算关系。由此得到了启示，假设要闭环放大器起积分运算作 用，它的反应电路应是微分运算电路。反之，要得到微分运算关系的 放大电路，其反应电路应该用积分电路。 (3) 试述— Ⅲ型控制器的功能。 答： — Ⅲ型控制器的作用是将变器送来的 1 ~ 5 测量信号与 1 ~ 5 给定信号发展比拟得到偏差信号，然后再将其偏差信号发展 D 运算， 输出 4~20 信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。 一台— Ⅲ型工业控制器除能实现运算外，还具有如下功能，以适 应生产过程自动控制的需要。 ①获得偏差并显示其大小 ②显示控制器的输出 ③提供内给定信号并能发展内外给定选择 第 3 页 ④发展正/反作用选择 ⑤发展手动操作，并具有良好的手动/自动双向切换性能 (4)基型控制器由哪几局部组成？各局部的主要作用是什么？ 答：基型控制器由控制单元和指示单元两大局部组成。控制单元 包括输入电路、比例微分〔〕电路与比例积分〔〕电路、软手动与硬 手动操作电路和输出电路等，指示电路包括测量信号指示电路和给定 信号指示电路。 输入电路的主要作用是将测量信号与给定信号相减，获得偏差信 号。并将两个以零伏为基准的输入电压转换成为了以电平 10V 为基准 的偏差电压输出，从而实现了信号的电平挪移，使运算放大器的输入 端电压进入其共模电压范围内。 比例微分运算电路的作用是承受由输入电路送来的以 10V 电平为 基准的输出信号对它发展比例微分运算，再经比例放大的后输出，送 给比例积分电路。 比例积分运算电路主要是给控制器的控制规律引入积分作用。 手动操作是由手动操作电路实现的。 输出电路其作用是将比例积分电路送来的以 10V 为基准的 1 ~ 5 电压信号转换成以 0V 为基准的 4~20 输出电流送给执行机构。 第 4 页 指示电路的作用是将以零伏为基准的 4~20 转换成以 10V 为基准 的 1 ~ 5 的输出电流信号，用电流表加以指示 〔5〕— Ⅲ型控制器的输入电路为什么要采用差动输入方式？为什 么要发展电平挪移？ 答： 采用差动输入方式，使引线电阻上的压降以共模电压形式参 加输入电路， 由于输入电路对共模电压信号有很强的抑制作用，使不 致引起误差。输出电压V01 与引线电阻上的附加压降 1 、2 无关， 于是 消除了它们对输出电压 V01 的影响。 在输入电路中发展电平挪移，将偏差电平抬高到+10V 的基准上， 这样在同样条件下，运算放大器的输入端电压数值就在共模电压范围 要求之内，输入电路就能正常工作了。输入电路将两个以零伏为基准 的输入电压转换成为了以电平 10V 为基准的偏差电压输出，从而实现 了信号的电平挪移，使运算放大器的输入端电压进入其共模电压范围 内。 〔6〕— Ⅲ型控制器有哪几种工作状态？什么是软手动状态和硬手 动状态？ 答： — Ⅲ型控制器有自动〔A〕、软手动〔M〕和硬手动〔H〕 三种工作状态，软手动操作又称速度式手操，是指控制器的输出电流 随手动输入电压成积分关系而变化。硬手动操作又称比例式手操，是 指控制器的输出电流随手动输入电压成比例关系而变化。 第 5 页 〔7〕什么是控制器的无扰动切换？ — Ⅲ型控制器如何实现 “手动 /自动〞无扰动切换？为什么从软手动方式向硬手动方式切换需要事 先平衡？ 答：所谓无扰动切换是指在切换时控制器的输出不发生变化，对 生产过程无扰动。 Ⅲ型控制器由自动或者硬手动向软手动的切换〔A· 〕以及由软手 动或者硬手动向自动的切换(M· )均为无平衡无扰动的切换方式。所谓