第二章术语和指标习题与思考题解答Word格式.docx

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1min;

0）

解：

ΔU0=2-1.5=0.5V；

K=ΔU0/ΔUi=0.5/0.1=5；

δ=1/K*100%=20%；

（2.5-2）=[（4.5-2）/（5-0）]×

（Ti-0）；

TI=1分；

TD=0

2-5水箱水位控制如图所示，试画出方框图，说明被控量、给定值、控制对象、内扰、外扰、操作变量指的是哪些物理量和设备，调节过程结束后水位是否有静差？

被控量：

H；

控制对象：

水箱；

给定值：

H0；

内扰：

引起Q1变

化的进水压力；

外扰：

Q2；

操作变量：

Q1。

2-7某电厂仪表班负责维修40台变送器，在一年内出现故障的变送器台数为60，试求它们的平均无故障时间MTBF。

（答案：

5840h）

2-9已知Kc=2,TI=0.5min,若偏差e（t）的变化波形如图所示，当PID控制器分别为P、I、PI功能时，试大致画出输出

、

的曲线。

（共20分）（设

）。

对于PI控制器，其输出与输入的关系为：

将输出分为比例和积分两部分，分别画出后再叠加就得到PI控制器的输出波形。

比例部分的输出为：

当Kc=2时，输出波形为

波形。

积分部分的输出波形为：

当Kc=2，TI=0.5min时，

。

在t=0～1min期间，由于e（t）=0，故输出为0。

在t=1～3min期间，由于e（t）=1，故t=3min时，其输出

在t=3～4min期间，由于e（t）=-2，故t=4min时，其积分总输出

故

的输出波形如图所示。

将

和

曲线叠加，便可得到

的波形。

2-11水箱如图所示，q1为流入量，q2为流出量，H0为水位给定值。

若保持水位H在规定值，有几种控制方案？

试绘出控制方案的示意图和方框图。

2-14控制器具有PI动作规律（设为正作用），其比例带为80%，积分时间为1min。

稳态时，输出为6mA。

某瞬间，输入偏差突然增加了0.3mA，试求：

①比例增益

为多少？

②比例作用使输出变化多少mA?

③比例作用使输出变化到多少mA?

④1min后输出变化到多少mA?

⑤3min后输出变化到多少mA?

2-16若PID控制器（设为反作用）的

TI=12s,TD=120s，稳态时u（t）的输出为50%。

t=0时施加4%的偏差阶跃信号，试分别写出在该阶跃信号作用下比例、积分、微分的输出表达式，并计算t=10s时的：

①比例输出

；

②积分输出

③微分输出

④比例+积分+微分输出

⑤PID控制器输出

（设

2-18一台气动比例压力调节器，测量范围为0～100千帕。

当测量值变化为10千帕，调节器的比例带为40%，试求：

①比例增益；

②测量值变化的百分数；

③调节器输出变化的百分数；

④调节器输出变化多少千帕（设输出气压变化范围为20～100千帕）；

⑤调节器输出变化到多少千帕。