自动化运控习题答案汇总
第一次作业
2-1试分析有制动电流通路的不可逆PWM 变化器-直流电动机系统进行制动时，两个VT 是如何工作的？
解：在制动状态时，由于要先减小控制电压，使得1g U 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电降低。但是由于机电惯性，转速和反电动势来不及变化，造成E>d U 的局面，很快电流d i 反向，2VD 截止，在on
t t 正，故2VT 导通，反向电流沿回路d -i 沿回路4经1VD 续流，向电源回馈能量。与此同时，1VD 两端压降钳住1VT ，使它不能导通。在整个制动过程中，2VT 和1VD 轮流导通，而1VT 始终是关断的。 2-4 直流电动机为PN=74kW,UN=220V ，IN=378A ，nN=1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？ 解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115 N n I R C e r p m ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)]3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)]5.33 N D n S n s =?-=??-= 2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机 60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====，主电路总电阻R=0.18 Ω,Ce=0.2V ?min/r,求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 N n ?为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少？ （3）若要满足D=20,s ≤5%的要求，额定负载下的转速降落 N n ?又为多少? 解：(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ?=?=?= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =?=+= (3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ?=-=??= 第二次作业： 2-9 有一V-M 调速系统：电动机参数P N =2.2kW, U N =220V , I N =12.5A, n N =1500 r/min ，电枢电阻R a =1.5Ω，电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω，整流装置内阻R rec =1.0Ω,触发整流环节的放大倍数K s =35。要求系统满足调速范围D=20，静差率S<=10%。 （1）计算开环系统的静态速降Δn op 和调速要求所允许的闭环静态速降Δn cl 。 （2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构图。 （3）调整该系统参数，使当U n *=15V 时，I d =I N ，n=n N ，则转速负反馈系数 α应该是多少？ （4）计算放大器所需的放大倍数。 解：（1） ()()/22012.5 1.5/1500201.25/15000.134min/N N a e e n U I R C C V r =-??=-?== ()//12.5 3.3/0.134307.836/min N N e op N e n U I R C n I R C r ∑∑=-???=?=?= ()()/1150010%/20*90%8.33/min N N n n s D s r ?=-=?=（） 所以，min /33.8r n cl =? （2） （3）闭环系统的开环放大系数： ()/1307.836/8.33135.955op cl K n n =??-=-= 由静态特性方程： ()()()()[] ()()[]K C R I K KU K C R I U K K n e d n e d n s p +-+=+-=**1/1/1/α ()()()150035.95515/135.95512.5 3.3/0.134135.955α??=??+?-?+???? r V min/0096.0=?α （4）由) 1(*K C U K K K e n s p +=得: *35.955*0.134 14.34*35*0.0096 e p s K C K K α= == 也可以用粗略算法： n U U n n α=≈*，01.01500 15 *===n U n α /p e s K KC K α=，()35.9550.134/350.0113.76p K =??= 2-12 有一个晶闸-电动机调速系统，已知：电动机：kW P N 8.2=，V U N 220=， A I N 6.15=，1500=N n r/min ，a R =1.5Ω，整流装置内阻rec R =1Ω, 电枢回路电抗 器电阻L R =0.8Ω， 触发整流环节的放大倍数35=s K 。 (1)系统开环工作时，试计算调速范围30=D 时的静差率s 值。 (2)当30=D ，%10=s 时，计算系统允许的稳态速降。 (3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求30=D ，%10=s ，在V U n 10* =时N d I I =，N n n =，计算转速负反馈系数α和放大器放大系数p K 。 解： ()r V C e min/1311.01500/5.16.15220=?-= （1） 开环系统的稳态速降： min /98.392131.0/3.36.15/r Ce R I n N op =?=∑?=? 由N N N n S n S D ?-?= n 得： 静差率：%7.88%10098 .39230150098 .39230n ≈??+?=?+?= N N N n D n D s （2）系统允许的稳态速降： min /56.5min /） 1.01（301 .01500)1(s n r r s D n N N ≈-??=-= ? （3）闭环系统的开环放大系数： 68.691)56.5/98.392(1)/(=-=-??=cl op n n K 由闭环系数静态特性方程知： ()() K C I R K C U K K n e d e n s p +- +=∑11* e s p C K K K /α= () K C I R K U K e d n +- +?=∴∑11n *α 带入相关参数，解得： r v min/00654.0?=α 88.3900654 .0351311 .063.69p ≈??== αKs KCe K 3.7有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为) 102.0(10 )1()(1+= += s s Ts s K s W obj ，要求校正为典型Ⅱ型系统，在阶跃输入下系统超调量σ％≤30％（按线性系统考虑）。试决定调节器结构，并选择其参数。 解：应选择PI 调节器，1 (1)(1)(),()(1) PI PI PI K s K s K W s W s s s s Ts ττττ++==+校正后系统的开环传递函数 ，对照典型Ⅱ型系统1/, h or83-4%PI K K K hT ττσ==,选＝7（考虑裕量的话选8）， 查表， %=29.8（27.2%） ，满足设计要求。 这样7*0.02=0.14s or=8*0.020.16hT s τ===（）， 2222 22 11171 204.122*7*0.02 81 or =175.782*8*0.02/204.1*0.12/10 2.86or /175.78*0.16/10 2.81PI PI h K h T K K K K K K ττ++= ==+=======（）， （） 3.10 有一转速、电流双闭环调速系统,主电路采用三相桥式整流电路。已知电动机参数为：P N =500kW ，U N =750V ，I N =760A ，n N =375 r/min ，电动势系数C e =1.82V ·min/r, 电枢回路总电阻R=0.14Ω,允许电流过载倍数λ=1.5,触发整流环节的放大倍数K s =75,电磁时间常数l T =0.031s,机电时间常数m T =0.112s,电流反馈滤波时间常数i T 0=0.002s,转速反馈滤波时间常数n T 0=0.02s 。设调节器输入输出电压U nm *=U im *= U nm =10V,调节器输入电阻R 0=40k Ω。 设计指标:稳态无静差，电流超调量i σ≤5%，空载起动到额定转速时的转速超调量n σ≤10%。电流调节器已按典型I 型系统设计,并取参数KT=0.5。 （1）选择转速调节器结构,并计算其参数。 （2）计算电流环的截止频率ci ω和转速环的截止频率cn ω，并考虑它们是否合理? 解：（1） * *100.00877/1.5*760 10 0.0267min/375 im dm nm N U V A I U V r n βα==== == 电流调节器已按典型I 型系统设计如下： 确定时间常数：)0.00176)0.002)0.00367S oi i a T s b T s c T s ∑=== 电流调节器结构确定：因为σ%≤5%，可按典型I 型系统设计，选用PI 调节器， W ACR (s)=K i (τi s+1)/τi s ， T l /T ∑i =0.031/0.00367=8.25<10 电流调节器参数确定：τi =T l =0.031s ， K I T ∑i = 0.5， K I = 0.5/T ∑i =136.24 s -1 /136.240.0310.14/750.008770.899i I I s K K T R K β==???= 校验等效条件：ωci =K I =136.24 s -1 11/21/211/21/21)1/31/30.00167199.6)(1/)3(1/0.1120.031)50.9)1/3(1/)1/3(1/0.001670.002)182.39s ci m l ci s oi ci a T s b T T s c T T s ωωω---=?=>=?=<=?=> 可见满足近似等效条件。 电流调节器的实现：选R 0=40K ，则 00.8994035.96i i R K R =?=?= 取36K 33 000/0.031/36100.864/40.002/40100.2i i i i i C T R F C T R f μμ==?===??= 速度调节器设计 确定时间常数： a) 电流环等效时间常数1/K I ：因为K I T ∑i = 0.5 则1/K I =2T ∑i =2*0.00367=0.00734s b) b)T on =0.02s c) c)T ∑n =1/K I +T on =0.00734+0.02=0.02734s 速度调节器结构确定： 按照无静差的要求，应选用PI 调节器， W ASR (s)=K n (τn s+1)/τn s 速度调节器参数确定： τn =hT ∑n ，选h=5，则τn =hT ∑n =0.1367s, K N =(h+1)/（2h 2T 2∑n ）=6/2*25*0.027342=160.54 s -2 K n =(h+1)βC e T m /（2h αRT ∑n ）= 6*0.00877*1.82*0.112/2*5*0.0267*0.14*0.02734=10.5 校验等效条件：ωcn =K N /ω1=K N τn =160.54*0.1367 =21.946 s -2 a) 1/3(K I /T ∑i )1/2=1/3(136.24/0.00367)1/2=64.22s -1>ωcn b) 1/3(K I /T on )1/2=1/3(136.24/0.02)1/2=27.51s -1>ωcn 可见满足近似等效条件。 速度调节器的实现：选R 0=40K ，则 R n =K n *R 0=10.5*40=420K 由此 C n =τn /R n =0.1367/420*103=0.325μF 取0.33μF C 0n =4T 0n /R 0=4*0.02/40*103=2μF 2) 电流环的截止频率是：ωci =K I =136.24 s -1 速度环的截止频率是： ωcn =21.946 s -2 从电流环和速度环的截止频率可以看出，电流环比速度环要快，在保证每个环都稳定的情况下，再求系统的快速性，充分体现了多环控制系统的设计特点。 第五次作业： 4-4 分析配合控制的有环流可逆系统反向起动和制动的过程，画出个参变量的动态波形，并说明在每个阶中ASR和ACR各起什么作用，VF和VR各处于什么状态？ 答：反向起动过程：加阶跃信号后，速度调节器迅速饱和限幅输出，电枢回路电流由零快速增加，在很短的时间达到并超过最大值，电流环在最大给定值下闭环调节，电动机恒电流反向加速，达到速度给定且略有超调后，速度调节器退出饱和状态，在速度环的调节下，电枢电流减小但电流减至负载电流后，反向起动过程结束。反向制动过程包括了：本组逆变—它组整流—它组逆变—减速、停下。 转速调节器ASR控制转速，设置双向输出限幅电，以限制最大起制动电流；电流调节器ACR控制电流，设置双向输出限幅电路，以限制最小控制角αmin 与最小逆变角βmin 。正组晶闸管VF，由GTF 控制触发，正转时，VF 整流；反转时，VF 逆变。反组晶闸管VR，由GTR 控制触发，反转时，VR 整流；正转时，VR 逆变。 4-5 逻辑控制无环流可逆系统消除环流的出发点是什么？ 答：当可逆系统中一组晶闸管工作时，（不论是整流工作还是逆变工作）用逻辑关系控制使另一组处于完全封锁的状态，就可彻底断开环流的通路，确保两组晶闸管不同时工作。 第六次作业： 5-1 一台三相笼型异步电动机的铭牌数据为：额定电压N =380U v ，额定转速 N n =960r/min ，额定频率N f =50Hz ，定子绕组为Y 型联接。由实验测得定子电 阻s R =0.35Ω，定子漏感ls L =0.006H ，定子绕组产生气隙主磁通的等效电感 m L =0.26H ，转子电阻`R r =0.5Ω，转子漏感`L lr =0.007H ，转子参数已折算到定 子侧，忽略铁心损耗。 （1） 画出异步电机T 形等效电路和简化等效电路 （2） 额定运行时的转差率N S ，定子额定电流1N I 和额定电磁转矩。 （3） 定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流0I 。 （4） 定子电压和频率均为额定值时，临界转差率m S 和临界转矩m T ，画出异 步电动机的机械特性。 解：（1 ） （2）N n =960r/min ，N 1P 60f 60x50 n = ==1000r min n 3 （/） 1N 1n n 1000-960 S = ==0.04n 1000 - 由异步电动机T 形等效电路可得：s 1ls 11R +j L C =1+ 1.023j Lm ωω≈ 可得转子相电流幅值： `s r `2 2`2 r s 111U I R R +C ()ls lr N L C L S ω= ++（） 220 172.59419.09515.97()A =+= `` 2 2`21()15.974156.25 4.836202.7() r g r lr N R E I L S V ω=+=?+= 01202.7 I 2.482()1000.26 g m E A L ωπ= = ≈? 112 2`2 1U I ()()g s N m s ls lr E L R R L L S ωω∑= = +++ 220 165.12+16.68=16.62A = （） `p `2 m e r m 13n P T ==I 91.37() r N R S N m ωω=? (3) 0222 2 2 2 1 220 I 2.633() () 0.35(100)(0.0060.26) S S ls m U A R L L ωπ= = ≈+++?+（4） `m 22`2 12 2 2 S ()0.5 0.122 0.35(100)(0.0060.007) r s ls lr R R L L ωπ= ++= =++ 2 22`2112 2 2 2 32[()] 33220200[0.350.35(100)(0.0060.007)] 155.83() p s em s s ls lr n U T R R L L N m ωωππ=+++??= ?++?+=? 恒压频比下的异步电动机的机械特性： 5-8两电平PWM 逆变器主回路，采用双极性调制时，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示上桥臂关断，共有几种开关状态，写出其开关函数。根据开关状态写出其电压空间矢量表达式，画出空间电压矢量图。 解：两电平PWM 逆变器主回路： ~ 2 d U 2 d U A C B ' O 采用双极性调制时，忽略死区时间影响，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示下桥臂开通，逆变器输出端电压： 120 2 d x x d x U S u U S ?=??=? ?-=?? (21)2d x x U u S = -， 以直流电源中点'O 为参考点 2() j j A B C u u e u e =++γγs u A S B S C S A u B u C u s u 0u 2 d U - 2d U - 2d U - 0 1u 1 0 0 2d U 2 d U - 2 d U - 23 d U 2u 1 1 0 2d U 2d U 2d U - 32 3j d U e π 3u 0 1 0 2 d U - 2 d U 2 d U - 232 3 j d U e π 4u 0 1 1 2d U - 2 d U 2 d U 2 3 j d U e π 5u 0 0 1 2d U - 2d U - 2d U 432 3j d U e π 6u 1 0 1 2d U 2d U - 2d U 532 3 j d U e π 7u 1 1 1 2 d U 2 d U 2 d U 0 空间电压矢量图： 1 u 2 u 3 u 7 0,u u 6 u 5 u 4 u 第七次作业： 6．1 按磁动势等效、功率相等的原则，三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵为 ?????? ??? ?? ?- - -=2323021211322 /3C 现有三相正弦对称电流s()A m i I co t ω=，2s()3B m i I co t πω=- ，2cos()3 C m i I t π ω=+，求变换后两相静止坐标系中的电流αs i 和βs i ，分析两相电流的基本特征与三相电流的关系。 解：两相静止坐标系中的电流 111 11222222 33333300222230022333022A A B C s B s C B C A B C i i i i i i i i i i i i i αβ??????----????????????==????????????--?????????? ??????= ?? -???? 其中，0A B C i i i ++= 2222()()()()33332333 s()0 0222 2 3332233[s()s()]02 33223cos()2 233[]2223s()2 233[2A s m s B C m j t j t j t j t m j co t i i I i co t co t i i t I e e e e co t I e e αβππππ ωωωωπωππωωωω---+-+-???? ??????? ???==?????? ??--+-??????????????=? ?++?? -???? =-2223332233 ] 223s() 2233()2 23s()s()232 2sin()323sin()sin()3j j j j t j t m j t j t j j m m e e e e co t I e e e e co t co t I I t t πππ ωωππ ωωωωωπωω----??????? ?-??+??? ? ? ? ????=-?? --??????????== ?????? ? ????? 两相电流与三相电流的的频率相同，两相电流的幅值是三相电流的的32 倍，两相电流的相 位差2 π。 6．2 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换阵为 ?? ? ???-=????cos sin sin cos 2/2r s C 将上题中的两相静止坐标系中的电流αs i 和βs i 变换到两相旋转坐标系中的电流 sd i 和sq i ，坐标系旋转速度 1ω? =dt d 。分析当ωω=1时，sd i 和sq i 的基本特征，电流矢量幅值2 2sq sd s i i i +=与三相电流幅值m I 的关系，其中ω是三相电源角频率。 解：两相静止坐标系中的电流 s()3sin()2s m s i co t I i t αβωω????=???????? 两相旋转坐标系中的电流 cos sin cos sin s()3sin cos sin cos sin()2cos s()sin sin()cos()33cos sin()sin s()sin()22sd s m sq s m m i i co t I i i t co t t t I I t co t t αβ????ω????ω?ω?ωω??ω?ωω???????????==??????????--? ?????????+-????==????--???? 当 1ω? =dt d 时，1t ?ω=，两相旋转坐标系中的电流 3cos()32sin()20sd m m sq i t I I i t ω?ω??? -??????==??????-???????? 电流矢量幅值 32 s sd m i i I == 第八次作业（解法有待商榷）： 6．4笼型异步电动机铭牌数据为：额定功率kW P N 3=，额定电压V U N 380=，额定电流 A I N 9.6=，额定转速min /1400r n N =，额定频率Hz f N 50=，定子绕组Y 联接。由实 验测得定子电阻Ω=1.85s R ，转子电阻Ω=2.658r R ，定子自感H L s 0.294=，转子自感 H L r 0.2898=，定、转子互感H L m 0.2838=，转子参数已折合到定子侧，系统的转动惯 量2 m 0.1284kg J ?=，电机稳定运行在额定工作状态，试求：转子磁链r ψ和按转子磁链定向的定子电流两个分量sm i 、st i 。 解：由异步电动机稳态模型得额定转差率 11150014001 150015 N N n n s n --= == 额定转差 11002/15 sN N N N s s f rad s π ωωπ=== 电流矢量幅值 22 3 3 6.92 s sm st m i i i I A =+= =? 由按转子磁链定向的动态模型得 1 m r r sm r r m st s r r L d i dt T T L i T y y w y =-+= 稳定运行时， 0r d dt y =，故r m sm L i y =， 1000.2898 2.283515 2.658 s r r st s r sm sm sm m T i T i i i L w y p w = ==? 22 21 2.2835 2.4933 6.9s sm st sm sm i i i i i =+=+==? 解得 3 6.9 4.79A 2.493 sm i ?= = 2.2835 2.2835 4.79=10.937A st sm i i ==? 转子磁链 0.2838 4.79=1.359Wb r m sm L i y ==? 6-6电动机参数同习题6-4。电动机稳定运行在额定工作状态，求定子磁链s ψ和按定子磁链定向的定子电流两个分量sd i 、sq i ，并与习题6-4的结果进行对比。 解：按定子磁链定向时： 0,,0sq sd s sd d dt ψψψψ=== 所以dq 坐标系中整理后的状态方程为： 211101()+1()+p m p sq s L r s s sd sd s sq s sq sd s r r s sd s sd sq s r s r s sq sq s r r s s sq sd s s r s n L n d i T dt JL J d R i u dt R i u di R L R L u i i dt L T L L L di u R L R L i i dt L L L L ωψψ ωψψωωσσσωψωωσσσ??=-???=-+?? =--+?? +?=-+-?? +?=----?? 稳定运行时：0,0,0sq s sd di d di dt dt dt ψ=== 代入参数可得： 11000570.6866282.81153010009119.7282.8115977130sd s sd sq s sq s s sd sq sd s sq sq sd s u R i u R i i i i i i i ωψ πψπψψ=??=+?? ?=-++? ?=---++?? 联立解得： 3.629sd s i ψ=， 3.655sq s i ψ= 因为 2211.95sd sd i i A += 所以 2.23s wb ψ= 8.42sd i A ≈、8.48sq i A ≈ 由此推出：按定子磁链定向得到的定子电流两个分量相差不大，而且定子磁链也约等于转子 磁链。 《楼宇自动化》模拟试题 一、单项选择题 1、（）表现了电气工程的供电方式、电能输送、分配控制方式，从中可以看出工程的概况。 A．电气系统图B．电气平面图 C．电气原理图D．设备布置图 2、目前我国典型建筑供配电系统最常采用的主结线方式是（）。 A．一备一用 C．双电源+自备发电机B．同时供电D．高供低备 3、对工程图进行分析时，一般从电源进线开始，按照（）的方向。 A．从上到下B．从左到右 C．从右到左D．电能流动 4、在照明安装中，属于事故照明的是（）。 A．局部照明B．疏散照明 C．混合照明D．一般照明 5、对于住宅建筑照明，起居室、卧室的照度通常设为（）。 A．25-50Lx B．30-75Lx C．50-100Lx D．15-30Lx 6、五层照明平面图中的管线敷设在（）地板中；五层动力平面图中的管线则敷设在（）楼板中。 A．五层，五层B．六层，五层 C．六层，四层D．五层，四层 7、下列给排水系统控制方式中属于非恒压即非匹配式给水的是（）。 A．重力给水系统C．水泵直接给水系统B．并联气压给水系统D．以上答案都不正确 8、消防联动控制装置的控制电源的电压一般为（）。 A．380V B．220V C．12V D．24V 9、下列设备中不属于压缩式制冷系统主要组成部分的是（）。 A．压缩机B．冷凝器C．吸收器D．蒸发器 10、全频道系统理论上可以容纳（）个标准频道。 A．58 B．68 C．79 D．88 1．A 2．C 3．D 4．B 5．B 6．C 7．A 8．D 9．C 10．B 11、（）是表示电气设备、装置与线路平面布置的图纸，是进行电气安装的主要依据。 A．电气系统图B．电气平面图 C．电气原理图D．设备布置图 12、供电系统的主结线方式主要有（）种。 A．一B．二 C．三D．四 13、配电屏正确的操作顺序是（）。 A．断电时，先断开断路器后断开隔离刀开关B．断电时，先断开隔离刀开关后断开断路器C．送电时，先合上负荷开关再合上断路器D．送电时，先合上断路器再合上隔离刀开关14、下列选项中不属于应急照明的是（）。 A．备用照明B．疏散照明 C．障碍标志灯D．安全照明 15、办公型建筑照明的照度值通常设为（）。 A．30-75Lx B．50-100Lx C．75-200Lx D．300-500Lx 16、四层照明平面图中的管线敷设在（）地板中；四层动力平面图中的管线则敷设在（）楼板中。 A．四层，四层B．五层，三层 C．五层，四层D．四层，三层 17、下列给排水系统控制方式中不属于恒压即匹配式给水的是（）。 A．重力给水系统C．水泵直接给水系统B．并联气压给水系统D．以上答案都不正确 18、从一个防火分区的任何位置到最邻近的一个手动火灾报警按钮的距离应不大于（）。 A．20m B．25m C．30m D．35m 19、下列设备中不属于溴化锂吸收式制冷系统主要组成部分的是（）。 《化工仪表与自动化》课程测试试题一 一、填空题（36分） 1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。 3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的在机理，通过__物料_和_能量_物料平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。 4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差 ____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差__。 5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于__干扰通 道的放大倍数（增益）。 6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。 7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开放器___补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号围是0~10mA。 二、综合题（54分） 1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？举例说明。 答： 在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。 2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？ 答：①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然造成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。 ②热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶 ③ 冰浴法：用冰槽使t0保持零度。 计算法：E AB（t，0）＝E AB（t，t0）＋E AB（t0，0） 仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到t0 补偿电桥法：用电桥产生E AB（t0，0）与E AB（t，t0）叠加，即可消除t0变化对测量的影响。 思考题答案 1.1直流电动机有哪几种调速方式？各有那些特点？ 答：a改变电枢回路电阻调速法外加电阻Radd的阻值越大，机械特性的斜率就越大，相同转矩下电动机的转速越低b减弱磁通调速法减弱磁通只能在额定转速以上的范围内调节转速c调节电枢电压调速法调节电枢电压调速所得的人为机械特性与电动机的固有机械特性平行，转速的稳定性好，能在基速以下实现平滑调速。 1.2为什么直流PWM变换器-电动机系统比相控整流器-电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：a PWM变换器简单来讲调节的是脉冲串的宽度，直流成分没有受到破坏，也就是说其最大值=峰值是不变的，变的是平均值； b 相控整流，是由交流整流得到的直流，虽然也是平均值在变，但是其最大值、峰值也是随着导通角的大小时刻在变，且导通角越小波形的畸变越严重。从而影响了电机的输出特性。 答：直流PWM变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM变换器的时间常数Ts 等于其IGBT控制脉冲周期（1/fc），晶闸管整流装置的时间常数Ts通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc通常为kHz级，而f通常为工频（50或60Hz）为一周内），m整流电压的脉波数，通常也不会超过20直流PWM变换器间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 1.4简述直流PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 1.5 答：不会 1、智能停车场系统按其所在环境不同可分为内部智能停车场管理系统和 （）管理系统两大类。 1.实时监控 2.公用智能停车场 3.入口管理 4.出口管理 2、感温式探测器是响应异常温度、温升速率和（）等参数的探测器。 1.火灾区域 2.湿度 3.火灾大小 4.温差 3、数据通信通过共享通信网络资源和（）实现信息资源的共享和远程数据的处理。 1.人文资源 2.科技资源 3.公共资源 4.计算机资源 4、一般局域网采用（）和环型令牌网Token Ring为主。 1.总线以太网Ethernet， 2.城域网MAN(Metropolitan Area Network) 3.广域网WAN(Wide Area Network) 4.共享介质局域网（Shared LAN） 5、楼宇自动化系统的主要目的是为了实现和完成大厦内所有机电设备的 （）。 1.监控管理 2.分散式管理 3.安全认证 4.集中管理 6、计算技术、通信技术、（）和行为科学称做办公自动化系统（OAS）的四大支柱。 1.网络技术 2.系统科学 3.电子数据处理 4.信息管理 7、一般新建筑物通常采用（）信息插座，现有建筑物则采用 （）的信息插座。 1. B. 表面安装，嵌入式 2.全息型，接触式 3.嵌入式，表面安装 4.光纤型，接触式 8、DCS一般通过（）来实现管理界面。 1.通用软件 2.行业软件 3.工业组态软件 4.专业组态软件 9、楼宇自动化系统主要对智能建筑中所有（）和 （）实现高度自动化和智能化的集中管理。 1.数据通信，能源设施 2.门禁系统，消防设施 3.计算机网络，机电设施 4.机电设施，能源设施 10、雷电波入侵智能建筑的形式有两种，一种是直击雷，另一种是 （）。 1.感应雷 2.强电干扰 3.弱电干扰 4.电磁干扰 11、系统设计是根据系统分析阶段确定的系统功能，确定系统的物理结构，即由逻辑模型得出（）。 1.物理模型 2.数学模型 3.参数模拟 4.几何模型 12、建筑群间线缆与室内线缆的差别只是在（）方面。 1.内外层保护 2.外层保护 3.安全 4.内层保护 自控仪表 重点复习题及参考答案 一、填空题 1.成品油管道常用的压力仪表有(压力开关) (压力变送器) (差压变送器) (压力表) (差压表) 2.从大的方面来看，成品油管道常有的阀门执行机构有 (电动执行机构 ) (电液执行机 构) 3.压力变送器是将压力信号转换为标准 ( 电流信号)或(电压信号)的仪表。 4.压力或差压变送器既具有就地显示功能也有远传功能,从压力传感器将压力转换成电量 的途径来看,主要有电容式、电感式、电阻式等。在长输管道中应用较为广泛的是(电容式）压力传感器。 5.压力开关是一种借助弹性元件受压后产生（位移）以驱使微动开关工作的压力控制仪表。 6.双金属温度计是由两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的（测温元件） 7.热电偶温度计是以热电效应为基础将温度变化转换为（热电势）进行温度测量的测温仪 表。 8.热电阻是利用导体在温度变化时本身（电阻）也随着发生相应变化的特性来测量温度的。 9.涡轮式流量计是一种（速度）式流量计。 10.管道凸出物和弯道的局部阻力对液体流动稳定性影响很大，所以，在流量计节流孔板前 后必须留有适当长度（直管段） 11.转子流量计是属于（恒压）降流量计。 12.在使用过程中，当DBB阀门出现过扭矩时作为输油站的操作人员处理的基本方法是：(进 行排污处理)。 13.开关型球阀在使用时，要么（全开），要么（全关），不能打在（中间位），否则会损坏球 面，造成阀体内漏。 14.使用压力开关的目的主要是为了进行实现（联锁报警） 15.流量计的种类很多，有容积式流量计、节流式流量计、动压式流量计、变面积式流量计、 （叶轮式流量计）、（振动式流量计）、（电磁流量计）、（超声波流量计）、（量热式流量计）、（质量流量计）等。 16.密度计的测量原理多种多样，其中智能化程度较高、测量精度较高、测量方式较先进、 运行较稳定的密度计主要有：(在线同位素密度计)、(振动式密度计)等。 17.为了保证仪表的安全运行和仪表精度，仪表系统的接地电阻必须小于( 4 )欧姆。 18.在自控系统中，仪表位号首位为F代表(流量)，D代表 (密度) 19.磁致伸缩液位计要调试的主要参数有：(量程上线)、(量程下线)、(偏差值)。 20.超声波液位计检测时存在500mm左右的死区，调试超声波液位计时，必须把量程上限设 定值比被测罐或池的高度少500 mm，这样才能准确的检测液位。 21.超声波流量计油一对或多对传感器，为了能够准确的测试流量，每一个传感器的发射部 位需要加上（偶合剂）。 22.涡轮流量变送器应（水平）安装。 23.超声波流量计的检测精度与介质的（粘度）有关。 24.按照工作原理压力开关可分为（位移式）（力平衡式） 25.管道上常用的液位计有（差压式液位计）、（伺服液位计）、（磁致伸缩液位计）、（超声波 液位计） 26.利用超声波测量流量计的原理主要有（时差法）、（多普勒法）。 习题三 双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器，设系统最大给定电压* nm U =15V ， 转速调节器限幅值为=15V ， n N 1500r/min ，N I =20A ，电流过载倍数为2，电枢回 路总电阻R =2Ω，s K =20，e C =·min/r ，求：（1）当系统稳定运行在* n U =5V ， dL I =10A 时，系统的n 、n U 、*i U 、i U 和c U 各为多少（2）当电动机负载过大而堵转时， *i U 和c U 各为多少 解： （1） （2）堵转时，V I U dm i 15*==β， 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。已知参数：电动机：N P =，N U =220V ，N I =20A ，N n =1000 r/min ,电枢回路总 电阻R =Ω,设cm im nm U U U ==* * =8V ，电枢回路最大电流dm I =40A,电力电子变换器的放大系数s K =40。试求： （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。 （2）当电动机在最高转速发生堵转时的,0d U c i i U U U ,,*值。 解:1） 2) 这时： * 8,0n n U V U ==，ASR 处于饱和，输出最大电流给定。 *8,8,i i U V U V == 在转速、电流双闭环调速系统中，调节器ASR ，ACR 均采用PI 调节器。当 ASR 输出达到* im U =8V 时， 主电路电流达到最大电流80A 。当负载电流由40A 增加到70A 时，试问：（1）*i U 应如何变化（2）c U 应如何变化（3）c U 值由哪些条件 自动化培训考试试题姓名： 一、填空： 1、请写出STEP7中M区位、字节、字、双字表示形式 。 2、十六进制的1A,转变为十进制是。二进制数111101等于十进制数的。 3、请写出SIEMENS PLC在工业中的三种网络通讯方式：、 、。 4、PLC机的主要特点是、、。 5基本逻辑门电路有、、、、、利用此几种基本逻辑门电路的不同组合，可以构成各种复杂的逻辑门电路。 6、机电一体化’的英文单词。 7、STEP7基本软件提供、、等标准化的PLC编程语言。 8、ET200M系统中的主要接口通讯模块有________、_______________、_____________三种，ET200M与控制站采用通讯。 9、在用PROFIBUS通讯时，其两端的通讯连接器开关应拨到_____。 10、在用PROFIBUS—DP通讯时，当硬件下装后发现ET200M上的通讯模块与CPU上DP的同时闪亮，其可能的故障为____。 11、I/O变量的类型：OUTPUT为______型，INPUT______型，BOTH_________型。 12、要组态并生成趋势曲线，必须首先在__________________将你想显示的数据进行存档。 13、SIEMENS控制系统上位机组态软件为__________________，下位编程组态软件为 __________________。 14、控制系统一般由_______________、_______________、_____________构成。 15、WINCC主要功能有__________________、__________________、__________________、__________________、__________________等 简述智能建筑发展的技术基础？ 答：智能建筑的发展，是现代建筑技术与信息技术相结合的产物，并随着科学技术的进步而逐渐发展和充实，现代建筑技术、现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术，简称“4C+A”技术一起构成了智能建筑发展的技术基础。 智能建筑系统由哪些部分组成？基本内容是什么？ 答：由大楼自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统、综合布线系统、建筑物管理系统组成；1. 通信自动化系统(CAS)是为了满足另两个系统的需要提供的新型业务，如可视图文、数据检索、会议电视等。2. 建筑自动化系统（BAS）是为了提供给用户安全、舒适、高效的生活与工作环境囊括了建筑电气、给排水、暖通专业的内容，包括建筑设备监控系统、消防自动化系统和安防自动化系统。3.办公自动化系统（OAS）是指办公人员利用网络通信技术借助先进的办公设备所形成的方便办公人员处理日常事务的网络通信系统，以提高办公效率、减少差错、提高管理水平，实现办公的科学化、自动化。 3A：大楼自动化系统（BAS）办公自动化系统（OAS）通信自动化系统（CAS） 5A：管理自动化（BA）安全自动化（SA）消防自动化（FA） 第二章 试分析集散型控制系统相对于集中控制系统的优越性。 集中控制基本上在系统的可靠性、运算负荷及网络负荷等方面存在较大的不足。集散控制系统通过分散控制功能，使得整个系统运算负荷、网络数据通信和故障影响范围均得到分散，同时控制功能直接在现场得以实现，也增强了系统的实时响应性。集散控制系统的主要特性是集中管理和分散控制，它是利用计算机、网络技术对整个系统进行集中监视、操作、管理和分散控制的技术。 试分析集散控制系统的层次结构及各层的作用 递阶控制结构：各子系统之间总体上形成金字塔式的结构，某一级决策子系统可同时对下级施加作用，同时又受上级的干预。 分散控制结构：针对集中控制可靠性与安全性差的缺点提出来的。 冗余化结构：为了提高系统的可靠性，集散控制系统在重要设备与对全系统有重大影响的公共设备上采用。 为什么说BA系统是“一种低成本的集散型控制系统”？ 集散控制系统的许多备份、冗余项措施在楼宇控制中都取消了，系统结构及控制器、工作站的功能也有不同程度的简化和削弱，但整体系统的组成和构架还是相同的。因此有人称BA 系统是“一种低成本的集散型控制系统”。 试列举BA系统中的层次结构及各层所实现的功能。？？？？？ （1）递阶控制结构：各子系统之间总体上形成金字塔式的结构，某一级决策子系统可同时对下级施加作用，同时又受上级的干预。（2）分散控制结构：针对集中控制可靠性与安全性差的缺点提出来的。（3）冗余化结构：为了提高系统的可靠性，集散控制系统在重要设备与对全系统有重大影响的公共设备上采用。 第一次作业 2-1试分析有制动电流通路的不可逆PWM 变化器-直流电动机系统进行制动时，两个VT 是如何工作的 解：在制动状态时，由于要先减小控制电压，使得1g U 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电降低。但是由于机电惯性，转速和反电动势来不及变化，造成E>d U 的局面，很快电流d i 反向，2VD 截止，在on t t 一、选择题 1.Excel2010 是( B ) 软件。 A、图像处理 B、电子表格 C、声音播放 D、文字排版 2.Excel 基本数据单元是 ( B ) 。 A、工作簿 C、工作表 D、数据值 3.Excel 2010 除了能进行一般表格处理功能外，还具有强大的 ( A)功能 A、数据计算 B、数据检查 C、图表处理 D、复制 4.初次打 Excel 时，系统自动打开一个名为 ( B ) 的表格 A 、文档 1 C、未命名 D 、 Sheet1 5.EXECL 表格中，选中单元格后按 DEL 键将执行何种操作 ( B ) A、删除单元格 C、删除行 D、删除列 6.关闭 EXCEL窗口的方法之一是选择 "文件"菜单中的 ( B )命令 C、新建 D、打印 7.Excel 2010 中，文字的默认对齐方式为 ( A ) A、左对齐 B、居中 C、右对齐 D、两端对齐 8.在 Excel 2010 中，若对一组数据求平均值，应使 ( C ) 函数用 A、Sum B、Count C、Average D、Max 9.在 Excel 中，输入分数 1/2 的方法是 ( C ) B、01/2 D、0.5 10.对于单元格中数字保留 1 位小数 ,输入数字 5.467 后将显示 ( A ). B、5 C、5.47 D、5.4 11.输入 1/2, 则会在单元格内显示 ( B ). A、1/2 B、 1 月 2 日 C、0.5 D、1/2 12.删除单元格后，其余单元格将发生如下变化， ( B ) A、左侧单元格右移或上方单元格下移 B、右侧单元格左移或下方单元格下移 C、右侧单元格左移或下方单元格上移 D、左侧单元格右移或上方单元格上移 13.输入 0 1/2 ，在单元格内显示 ( B ) A、1 月 2 日 C、0.5 D、无 14 、在 Excel2010 中，若要计算表格中某行数值的总和，可使用的统计函数是 ( A ) B)Tohal() C)Count() D)AVerage() 楼宇智能化技术答案 1、楼宇设备自动监控按功能划分为哪七个子系统？按其自动化程度又可以分为哪三种情况？ （1）电力供应与管理监控子系统；(2)照明控制与管理子系统；(3)环境控制与管理子系统； (4)消防报警与控制子系统；(5)安保监控子系统；(6)交通运输监控子系统；(7)公用广播子系统。 （1）单机自动化；（2）分系统自动化；（3）综合自动化。 2、干线子系统的概念 由主设备间和楼层配线间之间的连接线缆组成，是建筑物中的主电缆 包括建筑物干线电缆、光缆及其在建筑物配线架和楼层配线架上的机械终端及建筑物配线架上的接插线和跳线。 3．简述智能建筑系统集成的必要性。 智能建筑系统集成的必要性体现在，它是实现建筑的“智能化功能”的唯一技术手段，或者说，不应用系统集成技术，就不能实现许多的“智能化功能”。可以从以下几个方面来理解：(1) 系统集成技术能实现许多的联动功能系统集成技术实现的许多联动功能使建筑对环境、应用等的响应具备智能化的特征。(2) 系统集成技术能实现许多的测控管一体化的功能。(3) 系统集成技术能实现集中管理的功能，提高了效率. (4) 系统集成技术能够在软件层面上进行功能开发，不但可能新增功能，也可以“硬件软化”，优化系统方案，减少投资成本。4．简述智能建筑系统集成的设计原则。 实现集成化的智能建筑系统，必须包括以下几个方面： 1）集中监控管理2）统一操作界面3）报表生成4）计算机辅助维护管理5）提高资源利用率6）提高系统的智能化程度7）提高系统可靠性8）解决开放型网络连接9）减少运行成本。智能楼宇管理师 5、楼宇机电设备控制采用什么控制系统？由哪几部分组成？其特点是什么？楼宇机电设备控制采用集散型计算机控制系统，集散型计算机控制系统又名分布式计算机控制系统，简称集散控制系统。它利用计算机技术对生产过程进行集中监视、管理和在设备现场进行分散控制的一种新型控制技术。它的出现大大降低了计算机集中控制的高度风险性。集散型控制系统由集中管理、分散控制和通信三部分组成。 6．综合布线系统优势是什么？ 1)经济性使用综合布线系统意味着用初期的安装花费来降低整个建筑永久的运行花费，从而取得良好的远期经济效益。 2)高效性不断增长的建筑物运行花费是各种楼宇管理系统的主要关注点。安装综合布线系统可以降低这种花费。这是因为综合布线系统的高效性使对用户的需要快速做出反应成为可能，同时花费较少。 3)便于重新安装综合布线系统既可以安装在全新的建筑物中，又可用于对现存建筑的网络更新。如果选用了综合布线系统，那么不管是现在还是将来，它都能对建筑物内的环境提供完全的兼容支持。 4)低廉的运行花费利用综合布线系统工程化建筑的模块化与灵活性可以大大降低运行花费。综合布线系统是一种节省运行花费的系统，这些运行花费包括楼宇或建筑群中人员与设备的增加与重新安置，以及占用者不断变化的需求等方面所带来的开销。 7．安保自动化系统由以下哪几个系统组成？ A 监视电视系统 第一章，自动控制系统 1、化工自动化主要包括哪些内容。自动检测，自动保护，自动操纵和自动控制等。 2、闭环控制系统与开环控制系统的区别。闭环控制系统有负反馈，开环系统中被控变量是不反馈到输入端的。 3、自动控制系统主要有哪些环节组成。 自动化装置及被控对象。 4、什么是负反馈，负反馈在自动控制系统中的意义。这种把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈，当反馈信号取负值时叫负反馈。 5、自动控制系统分类。定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统 6、自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有及影响因素。最大偏差，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期对象的性质，主要包括换热器的负荷大小，换热器的结构、尺寸、材质等，换热器内的换热情况、散热情况及结垢程度等。 7、什么是静态和动态。当进入被控对象的量和流出对象的量相等时处于静态。从干扰发生开始，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，所以这种状态叫做动态。 第二章，过程特性及其数学模型 1、什么是对象特征，为什么要研究它。对象输入量与输出量之间的关系系统的控制质量与组成系统的每一个环节的特性都有密切的关系。特别是被控对象的特性对控制质量的影响很大。 2、建立对象的数学模型有哪两类 机理建模：根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，从而获取对象的数学模型。 实验建模：用实验的方法来研究对象的特性，对实验得到的数据或曲线再加以必要的数据处理，使之转化为描述对象特性的数学模型。 混合建模：将机理建模和实验建模结合起来的，先由机理分析的方法提供数学模型的结构形式，然后对其中某些未知的或不确定的参数利用实测的方法给予确定。 3、反映对象特性的参数有哪些。各有什么物理意义。它们对自动控制系统有什么影响。 放大系数K:对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。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。 时间常数T:对象受到干扰作用后，被控变量到达新的稳定值所需的时间。时间常数越大，表示对象受到干扰作用后，被控变量变化的越慢，到达新的稳定值所需的时间越长。滞后时间: 在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速地变化，这样造成了滞后所需的时间。滞后的存在不利于控制，系统受到干扰作用后，由于存在滞后，被控变量不能立即反映出来，于是就不能及时产生控制作用，整个系统的控制质量就会受到严重的影响，所以应当尽量把滞后时间减到最小。 4、对象的纯滞后和容量滞后各是什么原因造成的对控制过程有什么影响。传递滞后一般由于介质的输送需要一段时间而引起的，或是测量点选择不当，测量元件安装不合适造成的。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。滞后的存在不利于控制，系统受到干扰作用后，由于存在滞后，被控变量不能立即反映出来，于是就不能及时产生控制作用，整个系统的控制质量就会受到严重的影响。 第三章，检测仪表 1、测量过程将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。 2、何谓测量误差，测量误差的表示方法主要有哪两种，各是什么意义。由仪表读得的被测值与被测真值之间总是存在一定的差距，这一差距就是测量误差。绝对误差：仪表指示值和被测量读得真值之间的差值。 相对误差：某一点的绝对误差与标准表在这一点的指示值之比。 第2章 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？ 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？ 答：脉动直流电压。 2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？ 答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？ 答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。2-8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。泵升电压过大将导致电力电子开关器件被击穿。应合理选择滤波电容的容量，或采用泵升电压限制电路。 2-9 在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中，为什么转速随负载增加而降低？答：负载增加意味着负载转矩变大，电机减速，并且在减速过程中，反电动势减小，于是电枢电流增大，从而使电磁转矩增加，达到与负载转矩平衡，电机不再减速，保持稳定。故负载增加，稳态时，电机转速会较增加之前降低。 2-10 静差率和调速范围有何关系？静差率和机械特性硬度是一回事吗？举个例子。 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的，）而机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。 2-11 调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系？为什么必须同时提才有意义？ 答：D=（nN/△n）（s/（1-s）。因为若只考虑减小最小静差率，则在一定静态速降下，允许）的调速范围就小得不能满足要求；而若只考虑增大调速范围，则在一定静态速降下，允许的最小转差率又大得不能满足要求。因此必须同时提才有意义。 2-12 转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节转速反馈系数是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁 专业电气工程及其自动化 注意事项： 1.满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2.考生必须将“学生姓名”和“学号”完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。 3.考生必须在签到表上签到，否则若出现遗漏，后果自负。 （共 25 题，每题 2 分，共 50 分） 1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差（）度。 A、180°， B、60°， c、360°， D、120° 2、α为（）度时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。 A，0度， B，60度， C，30度， D，120度， 3、晶闸管触发电路中，若改变（）的大小，则输出脉冲产生相位移动，达到移相控制的目的。 A、同步电压， B、控制电压， C、脉冲变压器变比。 4、可实现有源逆变的电路为（）。 A、三相半波可控整流电路， B、三相半控桥整流桥电路， C、单相全控桥接续流二极管电路， D、单相半控桥整流电路。 5、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin选在下面那一种范围合理（）。 A、30o-35o， B、10o-15o， C、0o-10o， D、0o。 6、在有源逆变电路中，逆变角β的移相范围应选（）为最好。 A、β=90o∽180o， B、β=35o∽90o， C、β=0o∽90o， 7、下面哪种功能不属于变流的功能（） A、有源逆变 B、交流调压 C、变压器降压 D、直流斩波 8、三相半波可控整流电路的自然换相点是( ) A、交流相电压的过零点； B、本相相电压与相邻相电压正、负半周的交点处； C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°； D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。 9、如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压应为（） A、700V B、750V C、800V D、850V 10、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( ) A、0o-90° B、0o-120° C、0o-150° D、0o-180° 11、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差（）度。 A 、180度； B、60度； C、360度； D、120度； 12、可实现有源逆变的电路为（）。 A、单相全控桥可控整流电路 B、三相半控桥可控整流电路 C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路 13、由晶闸管构成的可逆调速系统中，逆变角βmin选（）时系统工作才可靠。 A、300~350 B、100~150 C、00~100 D、00 14、α= （）度时，三相全控桥式整流电路带电阻负载电路，输出负载电压波形 处于连续和断续的临界状态。 A、0度； B、60度； C、30度； D、120度； 15、变流装置的功率因数总是（）。 A、大于1； B、等于1； C、小于1； 16、变流器工作在逆变状态时，控制角α必须在（）度。 A、0°-90°； B、30°-120°； C、60°-150°； D、90°-150°； 17、三相半波可控整流电阻性负载电路，如果三个晶闸管采用同一相触发脉冲，α的移相 范围（）。 A、0o--60o； B、0o--90o； C、0o--120o； D、0o--150o； 18、在单相桥式全控整流电路中，大电感负载时，控制角α的有效移相范围是（）。 A、0°～90° B、0°～180° C、90°～180° 19、三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0o时，输出的负载电压平均值为 （）。 一、单项选择题 运动控制系统 课后习题答案 2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？ 解：10000.02(100.98) 2.04(1) n n s n rpm D s ?==??=- 系统允许的静态速降为2.04rpm 2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ?=，且在不同转速下额定速降 不变， 试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？？ 解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =?-=??-= 第一类：填空题 一．填空题 1．自动化控制系统按被控量的时间特性分为（连续量）和（离散量）。 2．PLC 全称为（可编程序逻辑控制器），DCS全称为( 集散控制系统)。 3．输入输出单元是（PLC）与工业过程控制现场之间的连接部件。 4．PLC的工作方式是（周期扫描方式）。 5. 冗余设计可采用（热备份）或（冷备份）。 6．MPI 接口一般的默认传输速率（187.5 ）kbps,PROFIBUS-DP接口主要用于连接（分布式）I/O,传输速率（12）Mbps. 7.（授权）是使用软件的“钥匙”，只用将他安装好，软件才能正常使用。 8. 自动控制系统按照系统按结构分类，有（闭环）控制系统（开环）控制系统（复 合）控制系统。 ９. 自动控制系统按照闭环数目分类（单回路）控制系统（多回路 ）控制系统。 10. 自动控制系统的方块图由串联、（并联）、（反馈）三种基本形式组成。 11. 串行数据通信的方向性结构有三种，即( 单工)、（半双工）和（全双工）。 12. 最常用的两种多路复用技术为（频分多路复用）和（时分多路复用），其中，前者 是同一时间同时传送多路信号，而后者是将一条物理信道按时间分成若干个时间片 轮流分配给多个信号使用。 13. 在TCP/IP层次模型中与OSI参考模型第四层(运输层)相对应的主要协议有（TCP） 和（UDP），其中后者提供无连接的不可靠传输服务。 14．局域网使用的三种典型拓朴结构是（总线型）、（环形网）、（星型网）。 15．开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，其中最下面的三个层次从下到上分别是（物理层）、（数据链路层）、（网络层）。 16、每台PLC至少有一个（CPU ），它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程 序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄 存器中。 17、PLC的对外功能，主要是通过各种（I/O接口模块）与外界联系的。 18、PLC具有通信联网的功能，它使（PLC与PLC）之间、PLC与上位计算机以及其他 . 楼宇自动化练习题 一、单项选择题(每题3分,共15题45分) 1．楼宇自动化系统，或称建筑设备自动化系统的英文缩写C A、SCC B、BAC C、BAS D、AGC 2．执行机构一般有几部分组成。D A、五部分 B、四部分 C、三部分 D、二部分 3．现场控制器采用模块化结构，在电源模块中，为控制器提供的工作电压为多少。D A、9VDC B、18VDC C、24VAC D、24VDC 4. 变风量系统有几部分组成。A A、2 B、3 C、4 D、5 5. 楼宇自动化系统主要是针对哪种空调系统进行监控。A A、集中式中央控制系统 B、窗式空调 C、局部空调 D、柜式空调 6. 过滤器维护报警采用哪种传感器。B A、温度传感器 B、压差传感器 C、冷冻开关 D、流量传感器 7. 电气符号图表示消防泵、喷淋泵。B A. B. C. D. 8. 火灾监控系统应在消防控制室设置专用接地板，当采用公用接地装置时，接地电阻是多少。D A. 大于4欧姆 B. 小于4欧姆 C.大于1欧姆 D. 小于1欧姆 9. 木材、棉、毛麻、纸张等引起的火灾，属于哪类火灾。D 类火灾类火灾C. D类火灾类火灾 10. 没有阴燃阶段的火灾场所宜选用那种探测器。D A. 感温 B.可燃气体 C.感烟 D.感光 11. 可视对讲系统易采用哪种摄像机镜头。C A. 手动光圈定焦镜头 B.三可变镜头 C.自动光圈广角镜头 D.自动光圈电动变焦镜头 12. 按照国家标准，JB-QB-100型，属于那种报警控制器。A A.集中型 B.通用型 C.区域型 D.混合型 13. 探测器至空调送风口边的水平距离是多少。D A、小于 B、大于 C、小于1 D、大于 14. 手动火灾报警按钮应设置在明显和便于操作的部位，安装在墙上距地面的高度多少米处，且应有明显的标志。A A. 1.5 B．C．D． 15. 消防电梯的行驶速度应按从首层到顶层的运行时间不超过多少秒计算确定。C A．120 B．80 C. 60 D．30 二、多项选择题(每题3分,共10题30分) 1.在楼宇自动化系统中，一般需要进行检测和控制的参量包括那些。ABCD A.压力 B.流量 C.温度 D.湿度 2.楼宇自动化系统可分为广义和狭义两种，其狭义的内容包括那些子系统。ABCD A.变配电子系统 B.照明子系统 C.空调与冷热源系统 D.给排水子系统 3. 控制系统也称为调节系统，其中三位调节系统由哪几种状态。ABC A.全开 B.中间 C.全闭 D.任意 4.常见的制冷站，冷水机组的冷水温度检测包括那些温度检测。CD A.机组进水口温度 B.机组出水口温度 C.集水器温度 D.分水器温度 第1章自动控制系统基本概念P16 1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 2、一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 4、自动控制系统主要由哪些环节组成？ 自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 5、p7 6、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。 8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。 9、被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。 给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。 操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。或实现控制作用的变量。 操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。 10、控制作用是对在受到外界干扰影响偏离正常状态后，回复到规定范围内。干扰作用是引起被控变量偏离给定值，除操控变量以外的各种因素。 11、该温度控制系统的方块图楼宇自动化考试复习题
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