第4章
1、基本练习题
（1）什么是被控过程的特性？什么是被控过程的数学模型？为什么要研究过程的数学模型？目前研究过程数学模型的主要方法有哪几种？
Q：1）被控过程的特性：被控过程输入量与输出量之间的关系。2）被控过程的数学模型：被控过程的特性的数学描述，即过程输入量与输出量之间定量关系的数学描述。3）研究过程的数学模型的意义：是控制系统设计的基础；是控制器参数确定的重要依据；是仿真或研究、开发新型控制策略的必要条件；是设计与操作生产工艺及设备时的指导；是工业过程故障检测与诊断系统的设计指导。4）主要方法：机理演绎法、试验辨识法、混合法。
（2）响应曲线法辨识过程数学模型时，一般应注意哪些问题？
Q：试验测试前，被控过程应处于相对稳定的工作状态；相同条件下应重复多做几次试验；分别作正、反方向的阶跃输入信号进行试验；每完成一次试验后，应将被控过程恢复到原来的工况并稳定一段时间再做第二次试验；输入的阶跃幅度不能过大也不能过小。
（4）图4-30所示液位过程的输入量为q1，流出量为q2、q3，液位h为被控参数，C为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻。要求：1）列写该过程的微分方程组。2）画出该过程框图。3）求该过程的传递函数G0(s)=H(s)/Q1(s)。
?d?h??q1??q2??q3?Cdt???h?Q：1）微分方程组：??q2?
R2???h??q3?R3??2)过程框图：
3）传递函数：G0(s)?H(s)/Q1(s)?1
11Cs??R2R3
（5）某水槽水位阶跃响应的试验记录为： t/s h/mm 0 0 10 9.5 20 18 40 33 60 45 80 55 100 63 150 78 200 86 300 95 … … 98 其中阶跃扰动量?u为稳态值的10%。
1）画出水位的阶跃响应标幺值曲线。2）若该水位对象用一阶惯性环节近似，试确定其增益K和时间常数T。
Q：1）阶跃响应标幺值y0(t)?y(t)y(t)?，图略。 y(?)982）一阶惯性环节传递函数：G(s)?K0，又?u=10%*h(∞)=9.8，放大系数
T0s?1K=
y(?)98??10，时间常数T=100s，是达到新的稳态值的63%所用的时间。 ?u9.8
（6）、有一流量对象，当调节阀气压改变0.01MPa时，流量的变化如表。 若该对象用一阶惯性环节近似，试确定其传递函数。
解：方法一：作图得，T1=5.2S;
方法二：
T2?1.5(t0.632-t0.283)?1.5*(5.2-1.9)?4.95
我们用两种方法求平均：
T1?T25.2?4.95??5.07522?Q180?0Q?Qmin500K?max??3.50.010.010.1?0.020.1?0.02
T?传递函数：
（7）
G(S)?K3.5?TS?15.075S?1
2、综合练习题
（1）如图4-32所示，q1为过程的流入量，q2为流出量，h为液位高度，C为容量系数。若以q1为过程的输入量，h为输出量（被控量），设R1、R2为线性液阻，求过程的传递函数G0(s)=H(s)/Q1(s)。
