控制类实验总结.doc

1. 某厂动力站需要配置一只压力表。待测压力在1.5~1.8MPa范围内，要求测量相对误差不超过±1.5%。现有6个压力表(参数如下图)供选择,是选出满足要求电力表。
量程范围(MPa)
0～2.0
0～2.5
0～3.0
精度等级
1.5
2.0
1.0
1.5
0.5
1.0
解：要求测量值在量程的1/3到2/3内为最佳。
因此量程为0～2.5MPa与0～2.0MPa的压力表不符合要求，其能够测量范围分别为2.5/3～5/3MPa和2/3～4/3MPa，均不包含1.5～1.8MPa要求。
其余各压力表中，
精度等级为0.5，量程为0～3.0的表相对误差最大值为，符合要求。
精度等级为1.0，量程为0～3.0的表相对误差最大值为不符合要求。
应选取量程0～3.0MPa，精度等级0.5。
2 用测量范围为-50～＋150kPa的压力传感器测量140kPa压力时，传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。
解：绝对误差=142-140=2kPa
相对误差=2/140*100%=1.43%
引用误差=2/200*100%=1%
3.检定一块精度为1.0级100mA的电流表，发现最大误差在50mA处为1.4mA，是判定该表是否合格？它的实际精度等级是多少？
解：δm=1.4/100=1.4%,它实际的精度为1.5,低于标称精度等级所以不合格。
4.已知铂电阻温度计，0℃时电阻为100Ω，100℃时电阻为139Ω，当它与热介质接触时，电阻值增至281Ω，是确定该介质的温度。
解：设该介质温度为t，把铂电阻的温度响应特性看为线性则有
（139-100）/（100-0）=（281-100）/（t-0）
得t=464.1℃.
5.执行器由哪几部分组成？它在控制中起什么作用？常用的电动执行器与气动执行器有何特点？
答：执行器由执行机构和调节机构（调节阀）两部分组成。
作用：在过程控制系统中，它接受调节器输出的控制信号，并转换成直线位移或者角位移来改变调节阀的流通面积，以控制流入和流出被控过程的物料或能量，从而实现对过程参数的自动控制。
电动执行器的特点：能源取用方便，信号传输速度快，便于远传，但结果复杂，价格贵，适用于防爆要求不高或者缺乏气源的场所。
气动执行执行器：结构简单，工作可靠，价格便宜，维修方便，放火防爆。
6.试根据以下S7-300PLC的模块配置，写出各SM模块具体的I/O缺省地址。
PS
307
CPU
313
DI
DC16X24V
DO
DC16X24V
AI
8X+/-10V
解：4#槽DI： I0.0～I1.7
5#槽DO： Q4.0～Q5.7
6#槽AI： PIW288～PIW302(解释：模拟量的地址是从256开始的，如果在槽三，则地址是256-270，槽四：272-286，槽五：288-302.槽六是304-318）
7.压力变送器的测量范围是0~100kpa，现在零位迁移100%，则仪表的测量范围是多少？量程是多少？仪表输出为12mA时，压力是多少？
解：测量范围成为100～200kPa，仪表的量程是200－100＝100kPa，压力为150kPa时，仪表的输出为12mA。
计算公式：测量值/测量范围量程*100%=实际输出值/输出量程*100% 输出量程4-20mA
x/100*100%=（12-4）/16*100% 解得x=50 零点漂移后为50+100=150kPa
8. 变频调速时，改变电源频率f的同时需要控制电源电压U，试着说明其原因。
答：使U/f为常数，使电动机的磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩，效率，功率因数不下降。
9.什么叫做仪表的灵敏度，分辨率？
答：仪表的灵敏度是指对被测参数变化仪表反应的灵敏程度，也可以说是对被测参数变化输出的放大程度。
分辨率，为仪器对测量值差异的分辨能力。也就说，是仪表能检测到的，可确信的被测量变化的最小值的真实程度。
10.什么是测量不确定度？有哪些评定方法？
答：表征合理地赋予被测量真值的分散性与测量结果相联系的参数。
(老师课上讲的是这个：测量不确定度是量的真值知识缺乏的测度 或 所述值的（未知）误差可能的范围测度（即对测量结果的怀疑程度）)
通常评定方法有两种，A类和B类评定方法。
不确定度的A类评定，用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
不确定度的B类评定，用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
二、电气原理图识别（8分）

1. 图中KM1是什么元件，KM1①、KM1②、KM1③、KM1④是KM1的什么部分，KM1③、KM1④在电路中起什么作用？
2. FU是什么元件，在电路中起什么作用？
3. FR是什么元件，FR①、FR②是FR的什么部分,FR在电路中起什么作用?
4. 试叙述按下启动按钮SB1电路的动作过程。
答：1. KM1：接触器
KM1①:线圈
KM1②：主触点
KM1③：辅助常开节点 作用：自锁
KM1④：辅助常闭节点 作用：互锁
2. FU为熔断器， 作用：保护电路
3. FR为热继电器 FR①：热元件 FR②：常闭触点
FR作用：在控制回路中进行过载保护
4. 启动SB1按钮后，KM1③、KM1②闭合，KM1④断开，电机开始转动

1. Q=M+N
R
S
Q
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
2.

五、（8分）某化学反应过程规定操作温度为 800℃，最大超调量小于等于5﹪，要求设计的
定值控制系统，在设定值作阶跃干扰时的过渡过程曲线如下图所示。要求：
1）计算该系统的稳态误差、衰减比、最大超调量和过渡过程时间。
2）说明该系统是否满足工艺要求。

解：

六、某加热器采用夹套式加热的方式来加热物料。物料温度要求严格加以控制。夹套通入的
式由加热器加热后的热水，而加热采用的是饱和蒸汽。工艺流程如图6-31 所示。要求：
1） 如果冷水流量波动是主要干扰，应采用何种控制方案？为什么？
2） 如果蒸汽压力波动是主要干扰，应采用何种控制方案？为什么？
3） 如果冷水流量和蒸汽压力都经常波动，应采用何种控制方案？为什么？

解：1、如果冷水流量波动是主要干扰，采用前馈－反馈控制；被控变量为物料出料温度,控制变量蒸汽流量,前馈信号为冷水流量。
2、如果蒸汽压力波动是主要干扰，采用串级控制；主被控变量为物料出料温度, 副被控变量为蒸汽流量或压力,控制变量蒸汽流量。
3、如果冷水流量和蒸汽压力都经常波动，采用前馈－串级控制；主被控变量为物料出料温度, 副被控变量为蒸汽流量或压力,控制变量蒸汽流量, 前馈信号为冷水流量。

三位半万用表的含义：3 1/2位的万用表是指最大显示数为1999的数字万用表,"3"是指后面3位能显示完全10进制(0-9)的数目,"2"是指1999进位后能达到的整数位值即"2","1"即指首位数1
六位半万用表含义，其读数应该为1999999(六位半)