择合适的控制器参数,使系统正常地运行。
由对象的输入量至输出量的信号联系称之为通道 控制作用至控制变量的信号联系称控制通道
数学模型建模的意义 研究的目的是为了使所设计的控制系统达到更好的控制效果。用于工艺设计的数学模型(一般是静态的)是在产品规格和产量已经确定的情况下,通过模型的计算,来确定设备的结构、尺寸、工艺流程和某些工艺条件,以期达到最好的经济效益。
12、数学模型的分类及表示p19
①非参量模型 采用曲线或数据表格表示 ②参量模型 采用数学方程来表示 13、实验建模p24
所谓对象特征的实验测取法,就是在所要研究的对象上,加上一个人为的输入作用(输入量)然后用仪表测取并记录表征特征曲线的物理量(输出量)随时间变化的规律,得到一系类试验数据(或曲线)。
14、放大系数 时间常数 滞后时间p26-31
①放大系数 物理意义:对象的放大系数K越大,就表示对象的输入量有一定变化时,对输出量的影响越大,或被控变量对这个量的变化就越灵敏,所以,K实质上是对象的灵敏度。(各因素对输出量影响的大小)
②时间常数 物理意义:时间常数T是指当对象受到阶跃输入作用后,被控变量达到新的稳态值的63.2%所需时间;或当对象受到阶跃输入作用后,被控变量如果保持初始变化速度变化,达到新的稳态值的时间。
时间常数越大,被控变量的变化也越慢,达到新的稳态值所需的时间也越大(表示反应过程的快慢)
③传递滞后 由于介质的运输需要一定的时间而引起的。
④容量滞后 由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的。 15、绝对误差 相对误差p34 绝对误差=测量值-真实值
相对误差=(测量值-真实值)÷真实值
由仪表读得的被测值与被测量真值之间会存在一定的差距,这一差距称为误差。
表示方法有:绝对误差和相对误差。
绝对误差:Δ= x-x0 相对误差:y=(x-x0)/x0
16、仪表的性能指标p35 ①精确度(简称精度)
相对百分误差=±最大绝对误差÷(测量范围上限-测量范围下限)*100%
允许的相对百分误差=允许的最大绝对误差÷(测量范围上限-测量范围下限)*100%
②变差
变差=最大绝对差值÷(测量范围上限-测量范围下限)*100% 变差不能超过仪表的允许误差,否则及时检修。
例题1某一标尺为0~1000℃的温度仪表出厂前经校验,其刻度标尺上的各点测量结果分别为: 标准表读数/℃ 被校表读数/℃ 0 0 200 201 400 402 600 604 700 706 800 805 900 903 1000 1001 (1)求出该温度仪表的最大绝对误差值; (2)确定该温度仪表的精度等级;
(1) 校验数据处理: 标准表读数/℃ 被校表读数/℃ 绝对误差/℃ 0 0 0 200 201 +1 400 402 +2 600 604 +4 700 706 +6 800 805 +5 900 903 +3 1000 1001 +1 由以上数据处理表知,最大绝对误差:+6℃; (2)仪表误差:?max??6?100%??0.6%, 1000仪表的精度等级应定为1.0级; 例题2 如果有一台压力表,其测量范围为0~10MPa,经校验得出下列数据: 标准表读数/MPa 被校表正行程读数/MPa 被校表反行程读数/MPa 0 0 0 2 L 98 2.02 4 3.96 4.03 6 5.94 6.06 8 7.97 8.03 10 9.99 10.01 (1)求出该压力表的变差;
(2)问该压力表是否符合1.0级精度?
解 (1)校验数据处理: 标准表读数/MPa 被校表正行程读数/MPa 被校表反行程读数0 0 0 2 1 98 2.02 4 3.96 4.03 6 5.94 6.06 8 7.97 8.03 10 9.99 10.01
/MPa 压力表的变差/% 被校表正、行程读数平均值 /MPa 仪表绝对误差/ MPa 0 0 0 0.4 2.00 0.00 0.7 3.995 ?0.005 1.2 6.00 0.00 0.6 8.00 0.00 0.2 10.00 0.00 由以上数据处理表知,该压力表的变差:1.2%; (2)仪表误差:?max??0.005?100%??0.5%; 10但是,由于仪表变差为1.2%>1.0%,所以该压力表不符合1.0级精度。 例题3 某压力表的测量范围为0~1MPa,精度等级为1.0级,试问此压力表允许的最大绝对误差是多少?若用标准压力计来校验该压力表,在校验点为0.5MPa时,标准压力计上读数为0.508MPa,试问被校压力表在这一点是否符合1级精度,为什么? 解:压力表允许的最大绝对误差为
?max=1.0MPa?1.0%=0.01MPa
在校验点0.5MPa处,绝对误差为
?=0.5?0.508=?0.008(MPa)
该校验点的测量误差为
???0.008?100%??1.57%
0.508故该校验点不符合1.0级精度。
③灵敏度与灵敏限 S=△α÷△X
S是仪表的灵敏度 △α为指针的线位移或角位移 △X被测变量的变化量
17、工业仪表按能源分类p37 气动仪表 电动仪表 液动仪表
18、基地式仪表 单元组合仪表p37
基地式仪表将测量、显示、控制等部分,集中组装到到一个人仪表壳内形成的仪表。
单元组合仪表将对参量的测量、显示控制等部分,分别制成能独立工作的单元仪表(简称单元,例如变送单元、显示单元、控制单元等)
19、压力计的分类p39 液柱式压力计 弹性是压力计 电气式压力计
活塞式压力计
20、霍尔片式压力传感器的原理p41
将霍尔元件与弹簧管配合,可组成霍尔片式弹簧管压力传感器。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,因而改变了霍尔片在磁场中的位置,使所产生的霍尔电势与被测压力成比例,利用这一电势就可实现压力的测量。
21、仪表的选用p46 氨用仪表用碳钢合金 氧用禁油
22、仪表的范围p46
大于量程的1/3小于量程的2/3 23、节流现象p49
流体在节流装置的管道中流动时,在节流装置前后的管壁处,流体的静压力产生的差异现象成为节流现象。
24、转子流量计校正的原因p56
转子流量计是一种非标准化仪表,在大多情况下,可按实际被测介质进行刻度,但仪表厂为了便于成批生产,是在工业基准状态(20℃ 101.33Pa)下水或空气进行刻度即转子流量计的流量表尺上的刻度值对于测量液体来讲是代表20℃时水的流量值,对于测量气体来讲是代表20℃ 101.33Pa压力下空气的流量值,所以实际使用时,如果介质的密度和工作状态不同,必须对流量的指示值按照实际被测介质的密度、温度、压力等参数的具体情况进行修正。
25、转子流量计 孔板流量计的工作原理
转子流量计示转子两侧的压差不变,节流面积变化 孔板流量计是节流面积不变,孔板两侧的压差变化
三、练习题 填空题:
1、节流式流量计的测量原理是利用流体流经节流装置时所产生的 静压差 实现流量测量的。
2、节流装置属于 恒节流面积 、变压差的一种测量方法。 3、转子流量计属于恒压差, 变节流面积 的一种测量方法。
4、零点迁移就是改变量程的上、下限,相当于测量范围的平移,而不改变 量程 的大小。
5、在自动控制系统中,由于种种干扰作用,使被控变量偏离了设定值,即产生偏差。
12、时间常数是当输入阶跃变化时,仪表的输出值到达其稳定值的63.2%
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