三章_执行器2

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控制工程基础2-第1章(绪论)

方框信号
• 方框 • 信号线
控制装置和被控对象分别用方框表示方框的输入和输出以及它们之间的联接用带
箭头的信号线表示
• 输入信号进入方框的信号 • 输出信号离开方框的信号
7
例子2：恒温系统
• 人工控制恒温箱
测量、比较、判断、操作
[动态过程]
1 2
观测恒温箱内的温度（被控制量）与要求的温度（给定值）进行比较，得到温度偏差的大小和方向
第三节控制系统主要任务与研究内容
控制系统分析：已知系统的结构参数，分析系统的稳定性，求取系统的动态、静态性能指标，并据此评价系统的过程称为控制系统分析。控制系统设计（或综合）：根据控制对象和给定系统的性能指标，合理的确定控制装置的结构参数，称为控制系统设计。
41
课程的主要内容及其相互关系
16
开环例3:直流电机速度开环控制系统
17
• 闭环控制
如果系统的输出量与输入量之间具有
反馈联系，即输出量对系统的控制过程有直接影响，这样的系统称为闭环控制系统。闭环控制系统是按照反馈控制原理工作的，又称为反馈控制系统。这种系统的信号传递路线构成闭合回路（闭环）。优点：具有自动补偿由于系统内部和外部干扰所引起的系统误差（偏差）的能力，因而有效地提高了系统的精度。
恒值控制系统（自动调节系统）程序控制系统随动系统(伺服系统）
恒值系统是指参考输入量保持常值的系统。其任务是消除或减少扰动信号对系统输出的影响，使被控制量（即系统的输出量）保持在给定或希望的数值上。例如蒸汽机离心调速器系统、恒温箱温度控制系统等。随动系统是指参考输入量随时间任意变化的系统。其任务是要求输出量以一定的精度和速度跟踪参考输入量，跟踪的速度和精度是随动系统的两项主要性能指标。

化工仪表及自动化第2章

途径
以换热器建模为例，可以先列写出其热量平衡方程式，而其中的换热系数K值等可以通过实测的试验数据来确定。
27
28
第三节描述对象特性的参数
h K Q1
K h Q1
或
第三节描述对象特性的参数
举例以合成氨的转换炉为例，说明各个量的变化对被控变量K的影响
生产过程要求一氧化碳的转化率要高，蒸汽消耗量要少，触媒寿命要长。通常用变换炉一段反应温度作为被控变量，来间接地控制转换率和其他指标。
Q1 Q12 dt Adh1
20
Q12 Q2 dt Adh2
转到26页
第二节对象数学模型的建立
第二节对象数学模型的建立
机理建模缺点：
消去Q12、Q2、h1
dh1 1 Q1 Q12 dt A dh2 1 Q12 Q2 dt A
①复杂而烦琐、有时机理不清楚,很难得到数学表达式; ②作了许多假定和假设,忽略了很多次要因素。
（1）串联水槽对象假定输入、输出量变化很小的情况下，贮槽的液位与输出流量具有线性关系。
Q2为常数，变化量为0 1 dh Q1dt 其中，A为贮槽横 A 截面积 1 h Q1dt A 说明，所示贮槽具有积分特性。
图2-4 积分对象
19
假定每只贮槽的截面积都为A，则
图2-5 串联水槽对象
三、实验建模
实验方法研究对象特性
整理得
T1T2 d 2 h2 dh T1 T2 2 h2 KQ1 dt 2 dt
式中 T1 AR1为第一只贮槽的时间常数；T2 AR2 为第二只 K R2 为整个对象的放大系数。贮槽的时间常数；
21

第三章数学基础—齐次坐标和齐次变换New2

解1：用画图的简单方法
解2：用分步计算的方法 ① Rot（x, 90°）
1 0 P' 0 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 1 1 2 3 0 0 3 2 1 1 1
（3-1）
o
i
n
a
运动学正逆求解问题
Where is my hand?
运动学正问题
Direct Kinematics HERE!
How do I put my hand here?
运动学逆问题
Inverse Kinematics: Choose these angles!
3.2 位置和姿态的描述
一、位置描述对于直角坐标系 {A} ，空间内任一点 P 的位置可有 3×1 的列 A 向量rP （或位置向量）
中各轴的投影分量，很容易得到在重合时，有：
1 0 0 R 0 1 0 0 0 1
由图2-5可知， jv 在y轴上的投影为
k z cos
j y cos
， jv 在z轴上的投影
为 k z sin , kw 在y轴上的投影为 j y sin ， kw 在z轴上的投影为，所以有：
② Rot（z, 90°）
0 - 1 1 0 P '' 0 0 0 0
0 0 P ''' - 1 0 0 1 0 0
0 0 1 0
1 0 0 0
0 1 3 3 1 0 0 2 2 1 1 1
A B
T
A
B rP A T rP B
A B
T
理解： 1 ）是 {A} 和 {B} 两个坐标系下点或方位齐次坐标的线性映射，一旦这两个坐标系之间的位姿关系确定，它也就确定了。 2）是{B}坐标系相对{A}坐标系的位姿矩阵。

孚创 ESG2000系列电子调速器使用说明书

孚创 ESG2000系列Fortrust ESG2000 Series电子调速器使用说明书Electronic Governor Instruction上海孚创动力电器有限公司SHANGHAI FORTRUST POWER ELECTRIC CO。

， LTDESG2000 SERIES目录CATALOGUE１工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 ２系统组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 ２.１转速控制器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 ２.１.1 基本电气特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 ２.１.2 C2001型转速控制器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3２.１.3 C2002型转速控制器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5２.２电磁执行器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 ２. 2 .1 A1000CW1/A1000CW2电磁执行器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7２. 2 .2 A3A/A3B电磁执行器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8２. 2 .3 A02A电磁执行器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9２. 2 .4 A07A电磁执行器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 10２.３转速传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11 ３安装与调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.１电子调速器的安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．113.2 电子调速器的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123. 2 .1 C2001 转速控制器的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123. 2 .2 C2002 转速控制器的调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14４故障判断与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．161ESG2000 SERIES1电子调速器工作原理发动机调速器是将发动机稳定控制在设定工作转速下运行的精密控制装置。

第七章(2) 汽油机电控燃油喷射系统

1.起动时的同步喷油量控制
2.起动后的同步喷油量控制
3.异步喷油量控制
第七章（第二节）
汽油机电控燃油喷射系统
1.起动时的同步喷油量控制
•
在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA（起动）档时，喷油时
间的确定见左图，ECU根据冷却液传感
器信号（THW信号）和冷却液温度—— 喷油时间确定基本喷油时间，根据进气温度传感器（THA信号）对喷油时间作修正（延长或缩短）。然后在根据蓄电池电压适当延长喷油时间，以实现喷油量的进一步的修正，即电压修正。
第七章（第二节）
汽油机电控燃油喷射系统
返回
二、燃油供给系
功用：供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油。
燃油压力调节器
油箱
电动燃油泵
燃油滤清器
压力调节器
喷油器
工作原理如图
第七章（第二节）
汽油机电控燃油喷射系统
返回
点击观看视频三、控制系统
ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，在根据其他传感器对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间Hale Waihona Puke 喷油器发出指令，使喷油器喷油或断油。
第七章（第二节）
汽油机电控燃油喷射系统
返回
四、燃油泵控制
当点火开关打开或发动机熄灭后，电控燃油喷射系统中
的燃油泵一般预先或延迟工作2～3S，以保证燃油系统必须的
油压。在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保持正常
工作。打开点火开关但不起动发动机，或关闭点火开关后，应适时切断燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作。
返回
（3）同时喷射正时控制
特点：所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。工作原理：喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸

第二章_对象特性和建模

23
第二节机理建模
举例
溶解槽及其反应曲线
纯滞后时间
显然，与皮带输送机的传送速度v和传送距显然，纯滞后时间τ0与皮带输送机的传送速度和传送距 L 有如下关系：离L有如下关系：有如下关系 τ = （2-16））
0
v
24
第二节机理建模
x为输入量为输入量
x (t − τ 0 ), y= 0, t ≥τ0 t ≤τ0
Y (s ) bm s m + bm −1 s m −1 + ⋅ ⋅ ⋅ + b1 s + b0 G (s ) = = X (s ) a n s n + a n−1 s n−1 + ⋅ ⋅ ⋅ + a1 s + a0
（2-8））
13
第一节数学模型及描述方法
对于一阶对象,由式 (2-4)两端取拉氏变换,得对于一阶对象, (2-4)两端取拉氏变换, 两端取拉氏变换
过程的输入、图2-1 过程的输入、输出量
3
？
第一节数学模型及描述方法
过程的数学模型分为静态数学模型和动态数学模型
基础
静态数学模型
特例
动态数学模型
4
第一节数学模型及描述方法
用于控制的数学模型（、）与用于工艺设计与分析工艺设计与分析的数学用于控制的数学模型（a、b）与用于工艺设计与分析的数学控制的数学模型模型（）不完全相同。模型（c）不完全相同。一般是在工艺流程和设备尺寸等都确定的情况，情况，研究过程的输入变量程的输入变量是如何影响输出变量的。出变量的。
对象可以用一阶微分方程式来描述, 对象可以用一阶微分方程式来描述, 但输入变量与输出变量之间有一段时滞τ 输出变量之间有一段时滞 0

《过程流体机械第二版》思考题答案_完整版

《过程流体机械第⼆版》思考题答案_完整版第⼀章控制系统的基本概念1.什么叫⽣产过程⾃动化？⽣产过程⾃动化主要包含了哪些内容？答：利⽤⾃动化装置来管理⽣产过程的⽅法称为⽣产过程⾃动化。

主要包含：①⾃动检测系统②信号联锁系统③⾃动操纵系统④⾃动控制系统。

2.⾃动控制系统主要由哪⼏个环节组成？⾃动控制系统常⽤的术语有哪些？答：⾃动控制系统主要有被控对象,测量元件和变送器，调节器，执⾏器等环节组成。

⾃动控制系统常⽤的术语有：被控变量y；给定值ys；测量值ym；操纵变量m；⼲扰f；偏差信号（e）；控制信号u3.什么是⾃动控制系统的⽅框图？它与⼯艺流程图有什么不同？答：⾃动控制系统的⽅框图上是由传递⽅块、信号线（带有箭头的线段）、综合点、分⽀点构成的表⽰控制系统组成和作⽤的图形。

其中每⼀个分块代表系统中的⼀个组成部分，⽅块内填⼊表⽰其⾃⾝特性的数学表达式；⽅块间⽤带有箭头的线段表⽰相互间的关系及信号的流向。

采⽤⽅块图可直观地显⽰出系统中各组成部分以及它们之间的相互影响和信号的联系，以便对系统特性进⾏分析和研究。

⽽⼯艺流程图则是以形象的图形、符号、代号，表⽰出⼯艺过程选⽤的化⼯设备、管路、附件和仪表⾃控等的排列及连接，借以表达在⼀个化⼯⽣产中物料和能量的变化过程，即原料→成品全过程中物料和能量发⽣的变化及其流向。

4.在⾃动控制系统中，什么是⼲扰作⽤？什么是控制作⽤？两者有什么关系？答：⼲扰作⽤是指除操纵变量以外的各种因素引起被控变量偏离给定值的作⽤；控制作⽤是通过对被控变量的测量得到测量值，使其与给定值⽐较，得出偏差信号。

这个信号按⼀定规律计算出控制信号来改变操纵变变量克服⼲扰作⽤。

两者关系是控制作⽤的⼀部分职能就是减⼩或消除⼲扰对被控变量的影响。

5.什么是闭环控制？什么是开环控制？定值控制系统为什么必须是⼀个闭环负反馈系统？答：闭环控制是控制系统的输出信号的改变回返回影响操纵变量的控制⽅式。

开环控制是控制系统的输出信号不会影响操纵变量的控制⽅式。

自动化选择题附答案

第一章：●1. 智能建筑具有某种“拟人智能”特性及功能。

主要表现在：（1）具有感知、处理、传递所需信号或信息的能力（2）对收集的信息具有综合分析、判断和决策的能力（3）具有发出指令并提供动作响应的能力。

●2.智能建筑的核心技术：现代计算机技术（Computer）、现代控制技术(Control) 、现代通信技术(Communication) 、现代图形显示技术(CRT)。

3.智能建筑的功能：（1）舒适功能（2）安全功能（3）便捷功能。

●4.建筑智能化系统主要由：建筑管理系统BMS、信息网络系统INS、通信网络系统CNS。

5.建筑设备自动化系统BAS定义：将建筑物或建筑群内的电力、照明、空调、电梯、给排水以集中监视、控制和管理为目的而构成的综合系统。

6.建筑管理系统BMS包括：建筑设备自动化系统BAS、安全防范系统SAS、火灾自动报警与消防联动系统FAS。

7.综合布线系统GCS是建筑物或建筑群内部之间的传输网络。

它能使建筑物或建筑群内部的（语音、数据通信设备、信息交换设备、建筑物物业管理）及建筑物自动化管理设备等系统之间等彼此相联，也能使建筑物内通信网络设备与外部的通信网络相联。

8.通信网络系统包括通信系统、计算机网络、接入系统三大部分，是以数字程控交换机PABX和网络中央集控器为核心，通过网络布线将相关的设备和介质组成一体化的系统，并连接（无线通信系统、卫星通信系统）、有线广播系统、电视会议系统、Internet系统、多媒体通信等，通信网络系统也经常称为通信自动化系统CAS。

9. 建筑设备自动化系统的功能：（1）设备监控与管理（2）节能控制。

10. BMS的自动监视指对建筑物中的配电设备、空调、卫生、动力设备，火灾及安全防范设备，照明设备，应急广播设备，电梯设备等进行监视、测量、记录等。

其自动监视内容如下：（1）状态监视（2）故障、异常监视（3）火灾监视（4）暖通空调系统的监视。

●11.BAS的自动控制包括（建筑设备的起停控制、设定值控制、设备（或系统）的节能控制）和机械防排烟控制等。

第2章热工过程自动控制的基本概念

t
发散振荡的品质指标
2.0
过渡时间？？？峰值时间？？？
1.5
1.0
0.5
0.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t
偏差性能指标min
平方误差积分准则 J e2 tdt
0
时间乘误差平方积分准则J te2 t dt
0
误差绝对值积分准则 J e2 t dt
0
时间乘误差绝对值积分准则 J t e2 tdt
衰减振荡(2)的MATLAB模拟
单调过程的MATLAB模拟
汽车ABS刹车时的车速和轮速
三、品质指标
余差（e）：系统过渡过程终了时给定值与被控参数稳定值之差最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给定值的差衰减比（n）：振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比
衰减率（f）：经过一个周期后，波动幅度衰减的百分比过稳渡定过值程的5时%间或（2t%s）范：围系内统所过需渡的过时程间曲线进入新的峰值时间（tp）：系统过渡过程曲线到达第一个峰值所需的时间，反映系统响应的灵敏程度
反应快，按设定的程序控制，必须有模型
人工控制
人在完成一项有目的的任务所经历的过程眼睛观察大脑分析决策、预期目标油门执行汽车受控对象
预期分析决策
目标
观察执行观察
干扰
工作对象被控量
预期目标
设定速度
汽车定速巡航
干
观察
扰
分析决策执行受控对象
调节器
观察测量执行
干扰
受控对象
测量
最大偏差
h(t)
0.8
0.6
0.4

《过程控制与自动化仪表(第2版)》课后答案

数
G0
(s)
=
H
(s)
Q1
(s)。
R1 q1
h
R2
R3
q2
q3
解：假设容器 1 和 2 中的高度分别为 h1 、 h2 ，
根据动态平衡关系，可得如下方程组：
⎧⎪∆q1 ⎪
−
∆q2
=
C
d ∆h1 dt
(1)
⎪⎪∆q2
−
∆q3
=
C
d
∆h2 dt
(2)
⎪⎪⎨∆q2 ⎪
=
∆h R2
(3)
⎪ ⎪∆q3 ⎪
=
∆h2 R3
控制器的外形结构、面板布置、操作方式等保留了模拟调节器的特征。2、与模拟调节器相比具有更丰富的运算控制功能。3、具有数据通信功能，便于系统扩展。4、可靠性高具有自诊断功能，维护方便。
数字式控制器的硬件电路由主机电路，过程输入通道、过程输出通道、人/机联系部件、通信部件等。
1-（9）执行器由哪几部分组成？它在过程控制中起什么作用？常用的电动执行器与气动执行器有何特点？答：执行器由执行机构和调节机构（调节阀）两部分组成。
第一章绪论
2-（1）简述下图所示系统的工作原理，画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。
LC
q1 LT
h
A
q2
解：本图为液位控制系统，由对象水箱、液位检测、反馈控制回路组成，为了达到对液位（h）
控制的目的，对液位进行检测，经过液位控制器来控制调节阀，从而调节 q1 的流量达到液
=
⎛ ⎜⎜ C ⎝
d∆h dt
−
∆q1
+
2
∆h R2

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第三章执行器 ............................................................................................................................................................................................2 第一节继电器和电磁阀..................................................................................................................................................................2

理论知识 ................................................................................................................................................................................2 一、继电器 ............................................................................................................................................................................2 二、电磁阀 ............................................................................................................................................................................4 操作技能 ................................................................................................................................................................................6 三、继电器电磁阀的检测 .....................................................................................................................................................7 第二节电动机 .................................................................................................................................................................................8 理论知识 ................................................................................................................................................................................8 一、普通直流电动机 .............................................................................................................................................................9 二、步进电机 ......................................................................................................................................................................10 操作技能 ..............................................................................................................................................................................13 三、电动机的检测...............................................................................................................................................................13 第三节燃油泵 ...............................................................................................................................................................................13 理论知识 ..............................................................................................................................................................................13 一、燃油泵 ..........................................................................................................................................................................13 操作技能 ..............................................................................................................................................................................15 二、燃油泵的检测...............................................................................................................................................................15 第四节喷油器 ...............................................................................................................................................................................16 理论知识 ..............................................................................................................................................................................16 一、进气歧管喷射式汽油机的喷油器构造及原理 ............................................................................................................16 二、缸内直喷式汽油机的喷油器构造及原理....................................................................................................................18 三、柴油机电控燃油喷射系统喷油器构造及原理 ............................................................................................................19 操作技能 ..............................................................................................................................................................................22 四、歧管式喷油器的检测 ...................................................................................................................................................22 五、直喷式喷油器的检测 ...................................................................................................................................................23 六、柴油机电控燃油喷射系统喷油器的检测....................................................................................................................23 第五节压电驱动器 .......................................................................................................................................................................23 理论知识 ..............................................................................................................................................................................24 一、压电驱动器 ..................................................................................................................................................................24 操作技能 ..............................................................................................................................................................................25 二、典型压电驱动器检测 ...................................................................................................................................................25 第六节电子节气门及旁通空气孔式怠速阀 ................................................................................................................................25 理论知识 ..............................................................................................................................................................................25 一、电子节气门 ..................................................................................................................................................................25 二、旁通空气孔式怠速阀 ...................................................................................................................................................26 操作技能 ..............................................................................................................................................................................27 三、电子节气门的检测 .......................................................................................................................................................27 四、怠速阀的检测...............................................................................................................................................................28 第七节点火线圈、点火放大器（点火模块） ............................................................................................................................28 理论知识 ..............................................................................................................................................................................28 一、点火线圈 ......................................................................................................................................................................28 二、点火放大器 ..................................................................................................................................................................29 操作技能 ............................................................................................................................. 32