负压。
绝对压力、大气压、表压、真空度之间的相互关系如图所示。
6．
7．简述PID调节器Kc、Ti和Td的作用是什么？
答案：在PID调节器中，Kc越大，表示调节作用越强，Ti值越大，表示积分作用减弱，Td值越大表示微分作用增强。
8．有一流量调节系统，信号传输管线很长，因此，系统产生较大的传送滞后。有人设想给调节器后加微分器来改善系统特性，试问这种设想合理否？为什么？若不合理，应采取什么措施合理？
答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。
解决这一问题合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。
9．利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与正确？
答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不能克服纯滞后。合理的措施是采用1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。
10． 通常在什么场合下选用比例（P），比例积 （PI）,比例积分微分（PID）调节规律？
答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统。
比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统。
比例积分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。 11． 试简述临界比例度法及其特点。
答案：临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度靠和临界周期Tk，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数值。
这种方法比较简单、易于掌握和判断，适用于一般的控制系统。但是不适用于临界
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比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统，否则易影响生产的正常进行或造成事故。
12． 试简述衰减曲线法及其特点。
答案：衰减曲线法是在纯比例运行下通过使系统产生衰减震荡，得到衰减比例度
，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各?s和衰减周期Ts（或上升时间T升）参数值。
这种方法比较简便，整定质量高，整定过程安全可靠，应用广泛，但对于干扰频
繁，记录曲线不规则的系统难于应用。
13． 简述热电偶温度计组成部分及各部件的功能。（本题每写出1个组成部分得1分，每写出1个组成部分功能得1分） 答案：热电偶温度计的基本组成部分有：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。如下图所示
图题4（2）
热电偶是系统中的测温元件，测量仪表是用来检测热电偶产生的热电势信号的，可以采用动圈式仪表或电位差计，导线用来连接热电偶与测量仪表。为了提高测量精度，一般都要采用补偿导线和考虑冷端温度补偿。 14． 串级控制系统有哪些特点?主要使用在哪些场合?
答案：串级控制系统的主要特点为：（每写出1个应用场合的得2分）
a) 在系统结构上，它是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统； b) 系统的目的在于通过设置副变量来提高对主变量的控制质量；
c) 由于副回路的存在，对进入副回路的干扰有超前控制的作用，因而减少了
干扰对主变量的影响； d) 系统对负荷改变时有一定的自适应能力。
串级控制系统主要应用于：对象的滞后和时间常数很大、干扰作用强而频繁、负荷变化大、对控制质量要求较高的场合。
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15． 简述建立对象的数学模型两种主要方法:（每写出1 种方法的得2分） 答案：
一是机理分析法：机理分析法是通过对对象内部运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化的规律(比如三大守恒定律等)，在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。通过这种方法得到的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式往往是微分方程或代数方程。
二是实验测取法：实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用，然后，用仪器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，即得到一系列实验数据或实验曲线。然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。
16． 复合前馈控制中的两种典型形式是什么？（4） 答案：前馈-反馈控制和前馈-串级控制。 17． 热电偶有哪几种冷端补偿方法？（6） 答案：
a) 冷端温度冰浴法 b) 计算修正法 c) 补偿电桥法
18． 写出任意三种常用的控制器参数整定方法（6） 答案：
a) 经验法 b) 稳定边界法 c) 衰减曲线法 d) 响应曲线法
e) 衰减频率特性法 （答出其中任意三种者得6分，每答出1种得2 分） 19． 什么是串级控制，它由哪些基本环节组成？
答案：将两台控制器串联在一起，使被控量的控制器的输出作为辅助控制量控制器的给定值，而辅助控制器输出控制一台控制阀的控制系统就是串级控制系统。 串级控制系统一般由主被控对象、副被控对象、控制阀、主控制器、副控制器、主变送装置、副变送装置组成。
20． 简述大时延控制系统Smith预估补偿方案的特点。
答案：Smith预估补偿方案的特点是预估出过程在基本扰动下的动态特性，然后由预估器进行补偿，力图使被延迟了?时间的被调量超前反映到控制器，使控制器提前动作，从而明显的减小超调量和加速调节过程，改善控制系统的品质。
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21． 简述什么是有自衡能力的被控对象。
答案：当被控对象受到干扰作用，平衡状态被破坏后，不需要外加控制作用，能依靠自身达到新的平衡状态的能力称为有自衡能力，这种对象称为有自衡能力的被控对象。
22． 前馈控制适用于什么场合？
答案：前馈控制是按扰动而进行控制的，因此，前馈控制常用于的场合：
a) 一是扰动必须可测，否则无法实施控制；
b) 二是必须经常有比较显著和比较频繁的扰动，否则无此必要。 c) 三是存在对被控参数影响较大且不易直接控制的扰动。 23． 分别说明比例、积分、微分控制对控制系统的作用。
答案：比例控制影响系统的动态特性和系统的稳定性；积分控制的作用是可以消除系统余差；微分控制可以提高系统的响应速度，克服对象容量滞后的影响。 24． 前馈控制适用于什么样的场合？
前馈控制是按扰动而进行控制的，因此，前馈控制常用于以下场合：1) 扰动必须是可测的，否则无法实施控制；2) 必须经常有比较明显和频繁的扰动，否则没有必要；3) 存在对被控参数较大而且不易直接控制的扰动。 25． 为什么前馈控制常与反馈控制构成前馈—反馈控制系统？
答案：前馈控制是一种补偿控制。一般来讲，前馈控制无法全部补偿扰动对被控变量所产生的影响。因此，单纯的前馈控制系统在应用中就会带来一定的局限性。为克服这一弊端，前馈控制常与反馈控制联用，构成前馈—反馈控制系统。对最主要的、显著的、频繁的无法直接控制的扰动，由前馈来进行补偿控制；对无法完全补偿的扰动影响，由反馈控制根据其对被控变量所产生的偏差大小来进行控制。 26． 控制器的正反作用是如何确定的？
五、 计算题（本题共计15分，包括2小题）
1．（5分）某控制系统用稳定边界法分别整定控制器参数，已知临界比例度
?k?25%，Tk?4.5min，试分别确定用PI和PID作用时的控制器参数。稳定边界法计算表如下。
控制参数 控制作用 ? 2?k TI - TD - P 8
