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《工程自动化及仪表》习题解答 第一章 1-2 化工自动化主要包括哪些内容？ 答：自动检测、自动保护、自动操纵、自动调节。 1-4 自动调节系统主要由哪些环节组成？ 答：环节——系统的组成部分，自动调节系统的主要环节有调节对象、测量元件与变送器、调节器、执行器等。 1-6 图1-16为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。 答：PI-307表示测量点在加热器上的压力指示仪表，该仪表就地安装，工段号为3，仪表序号07；TRC-303表示测量点在加热器出料管线上具有记录功能的温度控制仪表，该仪表集中仪表盘面安装，工段号为3，仪表序号03；FRC-305表示测量点在加热器进料管线上具有记录功能的流量控制仪表，该仪表集中仪表盘面安装，工段号为3，仪表序号05。 1-8 在自动调节系统中，测量变送装置、调节器、执行器各起什么作用？ 答：测量变送器的作用是：将被调参数（物理量）转换为特定的标准信号（气、电信号，是测量值）；调节器的作用是：接受来自测量变送器的信号（测量值），与给定信号（给定值）进行比较得到偏差，并按一定运算规律输出信号（调节器输出）；执行器的作用是：根据调节器的输出信号，使执行器产生一定的动作，如改变调节阀的开启度，最后达到改变被调参数的目的。 1-21某化学反应器…… 解：最大偏差 A=950-900=50℃；超调量B=950-908=42℃；余差 C=908-900=8℃；B’=918-908=10℃，衰减比B：B’=42：10=4.2：1；振荡周期T=45-9=36 min 。 1-22 图1-19（a）是蒸汽加热器的温度控制原理图…… 解：控制系统方块图（略，图1-8），被控对象是加热器，被控变量是无料出料温度，操纵变量是蒸汽流量（或蒸汽控制阀阀门开启度），可能存在的干扰有进料流量、进料温度、加热蒸汽压力、加热器内部传动系数、环境温度等变化。 品质指标（随动系统，新给定值81℃）：最大偏差（偏离给定值的最大值）A=81.5-81=0.5℃，超调量 B=81.5-80.7=0.8℃，B’=80.9-80.7=0.2℃，衰减比B：B’=4：1 余差C=80.7-81=-0.3℃ 。 第二章 2-11 已知对象特性T=5，K=10，=2，试写出该对象的一阶微分方程式。 解：具有纯滞后的一阶对象特性方程为 （P.31 2-45式） 代入T=5，K=10，=2，得 令 或 2-13 已知一个简单水槽，其截面积为0.5M2…… 解：设水槽液位稳定时，输入流量（）与输出流量（）相等，即 由于输出流量恒定不变（正位移泵输出），故，当输入流量突然增加0.1，即时，根据流量与液位的关系 ， 有 或 等式两边分别积分，得： 2-14为测定某重油…… 解：为有纯滞后的一阶对象，设出口温度变化量为，燃料量变化量为，描述其特性的微分方程式为 其温度变化为 当受到阶跃作用后，由于 所以 从反应曲线中，得到：A=3.0-2.5=0.5 t/h，，放大系数 60 ℃/（t/h），τ=2min。 又由于 ，所以 T=6/ln6=3.35 所以