热工仪表蓝领技师资料

 

                                                   2014-5-28

 

                                                    编制   代伟东

 

 

 

 

 

关于传递函数

 传递函数用来描述环节或自动控制系统的特性

 传递函数就是在S域内表征输入与输出关系

 传递函数实质就是，利用拉氏变换把时间函数f（t）转化成初始条件(为零　　)的复变量S的函数F（S），从而把输入与输出复杂的微积分关系简化为用S去乘除的较简单的代数关系。

 传递函数定义是，一个系统或一个环节的传递函数就是在初始条件为零下，系统或环节的输出与输入的( 拉氏变换式　)

 自动控制系统的传递函数表示了整个系统动态特性，它反映了在给定量或干扰量作为系统的输入信号变化时，(被控变量　　)作为系统的输出随时间变化的规律。

在自动控制系统中，当(测量变送环节　　)接通后，系统输出量与输入量之间的传递函数称为闭环传递函数。

根据下面方块图写出传递函数式，正确的表达式是(　　)。

 

  G(S)= G1(S)  G2(S) G3(S)

 

自动控制系统的传递函数表示了整个系统动态特性

 

自动控制系统的传递函数表示了整个系统动态特性，它反映了在给定量或干扰量作为系统的输入信号变化时，被控变量 作为系统的输出随时间变化的规律。

在自动控制闭环系统中，控制系统的传递函数有一个输出变量（被控变量）Y（S）；有两个输入变量，即为(　一个是给定量X（S）一个是干扰量F（S）　)。

传递函数实质就是，利用拉氏变换把时间函数f（t）转化成初始条件为零的复变量S的函数F（S），从而把输入与输出复杂的微积分关系简化为用S去乘除的较简单的代数关系。

传递函数定义是，一个系统或一个环节的传递函数就是在初始条件为零下，系统环节的输出拉氏变换式与输入拉氏变换式之比。

方块图中常用符号有比较点。比较点表示两个或两个以上的输入信号进行加减比较的元件。

方块图中常用符号有分叉点。从同一个分叉点引出的信号，在大小和性质上完全一样，即通过分叉点的信号都是相同的信号。

关于方块图的串联运算：环节串联的总传递函数等于各环节传递函数的乘积。

关于方块图的并联运算：若干环节并联的总传递函数等于各个环节传递函数的总和。

  

.关于数字仪表

在数字仪表里，首先要利用模－数转换电路把模拟量转换成数字量，然后再进行必要的数据处理送往显示电路，无论转换和处理的速度多么快速，总需要一定的时间，所以数字仪表只能(　周期性　)地工作。

 数字式仪表的所谓“采样”表述之一，就是把连续时间的波形X(t)，用它在  (一系列　　)时刻上的值X(1T)、X(2T)、X(3T)………来代替。

 

数字式仪表的所谓“采样”表述之一，就是把连续时间的波形X(t) 在时间上进行(　离散化　)。

 数字式仪表的量化，就是把采样所得的被测量经过(　舍入　)的方法变为只有有限个有效数字的数；它是在取值范围上进行“离散化”。

 数字式仪表的量化单位q无论取得多么小，总是大于零，用一个位数有限的数字来代替或描述连续的数值时，总不免要用舍入法，这时产生的误差叫做(量化误差　　)。

 数字显示仪表的非线性补偿，指被测参数从模拟量转换到数字显示这一过程中，使显示值和仪表的输入信号之间具有一定规律的非线性关系，以补偿(输入信号和被测参数　　)之间的非线性关系，从而使显示值和被测参数之间呈线性关系。

 数字显示仪表的非线性补偿方法之一，常用的是折线逼近法，即用连续有限的折线代替曲线的直线化方式，这种方法叫做(　模拟式非线性补偿法　)。

 数字显示仪表的非线性补偿方法之一，是在将模拟量转换成数字量的过程中完成非线性补偿，这种方法叫做(非线性模－数转换补偿法　　)。

 数字显示仪表的非线性补偿方法之一，是先把被测参数的模拟量经模－数转换成数字量后再进入非线性补偿环节，这种方法叫做(数字式非线性补偿法　　)。

 数字式仪表的标度变换实质的含义就是(比例尺)的变更。

 数字式仪表的双积分型A/D转换器是在(控制逻辑　　)电路下工作，整个过程分为三个阶段。

 

双积分型模－数转换器是属于间接法，电模拟量不是直接转换成数字量，而是首先转换成中间量即(　时间间隔　)，再由中间量转换成数字量。

 数字式仪表的逐次比较型为直接法，它是把电模拟量与一套(　基准电压　)之间进行直接逐次比较而得的数字量。

   数字式仪表的逐次比较型模－数转换器，所用标准电压的大小，就表示了被测电压的大小。将这个和被测电压相平衡的标准电压以(　二进制　)形式输出，就实现了模拟－数字的转换过程。

数字式仪表的逐次比较型模－数转换器，由数码寄存器的状态决定(解码网络　　)的输出电压，而这个电压反过来又要与输入的被转换电压进行比较，根据比较结果再来决定这个数码寄存器的状态。

 数字式仪表的电压－频率型模－数转换器的基本原理是将直流电压变换成与其成比例的(　频率　)，然后在选定的时间间隔内进行计数，就可将电压转换成数字量。

 数字式仪表的电压－频率型模－数转换器的整个转换电路分上下两个通道，接成闭环形式。当输入电压为正时，(下通道　　)工作

数字式仪表的量化单位q无论取得多么小，总是大于零，用一个位数有限的数字来代替或描述连续的数值时，总不免要用舍入法，这就会引起误差，这种伴随量化产生的误差叫做(　量化误差，　分层误差)。

 数字式仪表的量化具体方法很多，从原理上说可以概况为两类，它们是(对数值进行量化，对时间进行量化 　)。

非线性补偿和标度变换的任务是：对检测元件来的信息，进行一些必要的计算，使数字显示仪表能以被测参数的(　直接数字　量纲)表达出来

数字式仪表的标度变换器可以采用的方式是(　对模拟量先进行标度变换后，再送至模－数转换器变成数字，先将模拟量转换成数字量后，再进行数字式标度变换)。

 数字式仪表的双积分型A/D转换器是由基准电压，模拟开关,(　 积分器     比较器   控制逻辑电路)，时钟发生器，计数器和显示器等组成。

 数字式仪表的双积分型A/D转换器是在控制逻辑电路下工作，整个过程分为以下几个阶段：即(　采样积分阶段  比较测量阶段　)。

 数字式仪表的逐次比较型模－数转换器的基本原理在于“比较”， (　用一套标准电压和被测电压进行逐次比较，不断逼近，最后达到一致，标准电压的大小，就表示了被测电压的大小，将这个和被测电压相平衡的标准电压以二进制形式输出，就实现了模拟－数字的转换过程)。

  数字式仪表的逐次比较型模－数转换器的特点是(测量精度高  测量速度高　稳定性好　)。

 数字式仪表的电压－频率型模－数转换器由积分器和(　电平检出器 间歇振荡器 标准脉冲发生器)等部分组成。

 数字式仪表的电压－频率型模－数转换器的整个转换电路分上下两个通道，接成闭环形式。通道的工作情况为(　当输入电压为负时，下通道工作　，当输入电压为负时，上通道工作)。

数字式仪表的逐次比较型模－数转换器的基本原理在于“比较”，用一套标准电压和被测电压进行逐次比较，不断逼近，最后达到一致。

数字式仪表的逐次比较型模－数转换器，由数码寄存器的状态决定“解码网络”的输出电压，而这个电压反过来又要与输入的被转换电压进行比较，根据比较结果再来决定这个数码寄存器的状态。

数字式仪表的电压－频率型模－数转换器的基本原理是将直流电压变换成与其成比例的频率，然后在选定的时间间隔内进行计数，就可将电压转换成数字量。

数字式仪表的电压－频率型模－数转换器的基本原理是将直流电压变换成与其成比例的频率，然后在选定的时间间隔内进行计数，就可将电压转换成数字量。

数字式仪表的双积分型A/D转换器的基本原理是什么？它有何特点？

它的基本原理是将一段时间内的模拟电压通过两次积分，变换成与其平均值成正比的时间间隔，然后由脉冲发生器和积算器来测量此时间间隔而得到数值。

它的特点是：不是从瞬时值得到数字，而是根据时间间隔内的平均值转换成数字；如果测量时有干扰信号，不论干扰的瞬时值有多大，只要在这断时间间隔内干扰的平均值为零，就不会引起误差,所以具有很强的抗工频干扰能力

..关于随动系统和定值系统

在自动控制系统中，随动系统是把(给定值　　)的变化作为系统的输入信号

在自动控制系统中，定值系统是把(　干扰值　)的变化作为系统的输入信号。

在自动控制系统中，定值系统是把给定值X（S）固定不变，把干扰作为系统的输入量，(　系统只考虑输出变量Y（S）对干扰量F（S）的响应　, 系统只考虑干扰量F（S）对于被控变量Y（S）影响).

 

关于PID(比例环节，积分环节，微分环节)及一阶环节

比例环节的特性是，当输入信号变化时，输出信号会同时以一定(　比例　)反映输入信号的变化，它们之间没有相位滞后。

比例环节的特征参数只有一个，即(放大倍数Kp　　)。

积分环节的特性是：当输入信号作阶跃变化时，它的输出信号将随着时间等速地一直变化到最大或最小；只有当输入信号的增量(　为零　)时，输出信号才在一个新的数值上稳定下来。

积分环节的特征参数有：积分时间Ti和(　比例系数　)。

对于微分环节，当输出信号与输入信号的(　变化速度　)成正比变化的特性称为微分特性。

 对于微分环节的阶跃响应曲线，它是一条(　按着指数规律衰减　)的曲线。

对于微分环节的特征参数有：微分时间和(　微分增益　)。

 对于微分环节的特征参数之一是微分时间Td，它表示若Y（t）以(　初始时刻　)的速度等速衰减，衰减到零所需的时间。

对于微分环节的特征参数之一，微分增益Kd——即微分放大倍数，它是反映微分作用(　强弱　)的特征参数。

所谓对象的特性，是指被控对象的输出变量与输入变量之间随(　时间　)变化的规律。

在对象的特性中，由被控对象的输入变量至输出变量的(信号　　)联系称为通道。

比例环节的特性是，当输入信号变化时，输出信号与输入信号之间的关系是：成一定比例地变化，它们之间没有相位滞后

积分环节的特征参数有比例系数K，积分时间Ti。

积分环节输出信号的变化速度即积分速度Ki，关于积分速度Ki的叙述，积分速度Ki与输入偏差幅值A的大小成正比，积分速度Ki与积分时间Ti成反比，积分速度Ki是积分输出直线的斜率

对于微分环节的特性，输出信号与输入信号的变化速度成正比

  微分环节是一条按着指数规律衰减的曲线

对于微分环节的阶跃响应曲线的特点，当t=0时，Y（t）=KdA；输出值最大

  当t>0时，Y（t）将沿着指数曲线衰减

 对于微分环节的特征参数有

  微分时间Td微分增益Kd

对于微分环节的特征参数之一是微分时间Td，它表示

  若Y（t）以t=0时的速度等速衰减，衰减到零所需的时间

  反映微分作用强弱的特征参数

 在对象的特性中，下面是关于通道的描述

    由被控对象的输入变量至输出变量的信号联系称为通道

   操纵变量至被控变量的信号联系称为控制通道

  干扰变量至被控变量的信号联系称为干扰通道

 

积分环节的特性是：当输入信号作阶跃变化时，它的输出信号将随着时间等速地一直变化到最大或最小；只有当输入信号的增量为零，输出信号才在一个新的数值上稳定下来。

积分环节输出信号的变化速度即积分速度Ki，它与输入偏差幅值A的大小成正比，而与积分时间Ti成反比；积分速度Ki是积分输出直线的斜率。

积分环节输出信号的变化速度即积分速度Ki，它与输入偏差幅值A的大小成正比，而与积分时间Ti成反比；积分速度Ki是积分输出直线的斜率。

对于积分环节，当输入信号作幅度为A的阶跃变化时，积分速度Ki是一个常数，故此输出信号是等速变化的。

对于积分环节，当输入信号作幅度为A的阶跃变化时，积分速度Ki是一个常数，故此输出信号是等速变化的。

对于微分环节，当输出信号与输入信号的变化速度成正比变化的特性称为微分

对于微分环节的阶跃响应曲线，它是一条按着指数规律衰减的曲线。

对于微分环节的阶跃响应曲线的特点，具有：当t=0时，Y（t）=KdA；  当t>0时，Y（t）将沿着指数曲线衰减；当t→∞时，Y（t）=0，微分作用停止。

对于微分环节的阶跃响应曲线的特点，具有：当t=0时，Y（t）=KdA；  当t>0时，Y（t）将沿着指数曲线衰减；当t→∞时，Y（t）=0，微分作用停止。

对于微分环节的特征参数有：Td微分时间和Kd微分增益。

 

对于微分环节的特征参数之一，Td微分时间 ——表示若Y（t）以t=0时的速度等速衰减，衰减到零所需的时间。它是反映微分作用强弱的特征参数

对于微分环节的特征参数之一，Kd微分增益——即微分放大倍数，表示微分作用强弱。

一阶环节的动态特性，是一条指数曲线。当输入信号X（t）作阶跃变化后，输出信号Y（t）在开始时，曲线斜率最大；而后曲线逐渐趋于平直，最后达到一个新的稳定状态。

Y（t）的变化速度在t=0时刻最大；随着时间变化会越来越慢；当t=∞时，变化速度为零，达到新的稳定值。

一阶环节的特征参数是放大系数K和时间常数T，其数值的大小，直接影响环节输出的大小和变化速度。

一阶环节的特征参数是放大系数K和时间常数T，其数值的大小，直接影响环节输出的大小和变化速度。

对于一阶环节，把输出信号稳态值Y（t）与输入信号稳态值X（t）的比值称为放大系数

一阶环节的放大系数K决定了环节在过渡过程结束后的新的稳态值。在相同输入信号下，K值越大，达到新的稳态输出变化值越大。

对于一阶环节，当输入信号X（t）=A时，输出信号Y（t）若以在t=0时的速度恒速上升，当达到稳态值Y(∞)＝KA时所用的时间就是时间常数T。

对于一阶环节，时间常数T越大，则输出信号趋向稳态值所需时间越长，环节的反应越慢

对于一阶环节，当输入信号X（t）=A时，输出信号Y（t）实际上沿其指数曲线上升，当Y（t）达到稳定值的63.2％处，所经历的时间其数值恰好为时间常数T。

 

关于调节阀

调节阀的流量系数与阀芯和阀座的结构、阀前阀后压差、(　流体性质　)等因素有关。

气体是可压缩流体，在计算流量系数时，需要对可压缩效应进行(膨胀系数修正　　)。

计算蒸汽介质流量系数时，流量采用质量流量，密度采用(阀入口　　)温度、压力下的密度。

 调节阀口径的选择和确定主要依据(　流量系数　)。

 对于直线特性阀，最大开度应(≤80%　　)，最小开度应(　≥10%　)。

对于等百分比特性阀，最大开度应(≤90%　　)，最小开度应(　≥30%　)。

 调节阀经常在小开度下工作时，宜选用等百分比特性。

某系统要求在负荷小时，同样的行程变化值下，流量变化小，调节是平稳缓和；负荷大时，流量变化大，调节灵敏有效，此时该选(　等百分比特性　)特性的调节阀。

关于串联管道对调节阀正常运行带来的影响，(　会使调节阀的流量特性发生畸变　)。

关于并联管道对调节阀正常运行带来的影响，(　会使系统总流量增加  　)。

压力恢复系数与调节阀的(　阀芯结构形式　阀的类型  流体流动方向

 )有关。

 在计算液体流量系数时，按三种情况分别计算(非阻塞流，阻塞流   　低雷诺数　)

 在工程应用中，影响膨胀系数的最主要因素是(阀两端压差与入口绝对压力之比，比热容比系数Fk　　)。

在非常稳定的调节系统中，可选用(　等百分比特性，线性　)特性调节阀。

在实际应用中，调节阀既与管道串联又与管道并联，其工作特性曲线会发生很大变化。

当调节阀与管道并联时，其工作特性曲线随X值的变化而变化。X值越小畸变越越大。

当调节阀与管道并联时，其可调比降低。

当调节阀设有旁路时，则称为调节阀与管道并联。