給排水工程儀表與控制第二版思考題與習(xí)題答案

1、《給排水工程儀表與控制》第二版思考題與習(xí)題答案第一章1.自動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是什么？與人工控制系統(tǒng)有什么共同點(diǎn)？有什么差別？2自動(dòng)控制系統(tǒng)有哪些基本組成部分各部分的作用是什么？答：一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)只要由以下基本見構(gòu)成：①整定文件：也稱給定文件，給出了被控量應(yīng)取的值②測(cè)量元件：檢測(cè)被控量的大?、郾容^文件：用來得到給定值與被控量之間的誤差④放大元件：用來將誤差信號(hào)放大，用以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)⑤執(zhí)行元件：用來執(zhí)行控制命令，推動(dòng)被控對(duì)象⑥校正元件：用來

2、改善系統(tǒng)的動(dòng)靜性能⑦能源元件：用來提供控制系統(tǒng)所需的能量。3自動(dòng)控制系統(tǒng)由哪些形式？答：(1)閉環(huán)控制(2)開環(huán)控制；(3)復(fù)合控制。4方塊圖和傳遞函數(shù)有什么作用？答：方塊圖和傳遞函數(shù)是自動(dòng)化理論的重要基礎(chǔ)。通過方塊圖可以直接看出各環(huán)節(jié)的聯(lián)系，及環(huán)節(jié)對(duì)信號(hào)的傳遞過程；而傳遞函數(shù)可以用來描述環(huán)節(jié)或自動(dòng)控制系統(tǒng)的特性，將輸入輸出關(guān)系一目了然表示出來。5..分析各種典型環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性極其特點(diǎn)。①比例環(huán)節(jié)也稱放大環(huán)節(jié)，特點(diǎn)是當(dāng)輸入信號(hào)變化時(shí)輸出

3、信號(hào)會(huì)同時(shí)以一定的比例復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化。傳遞函數(shù)：G（s）=k（k為放大系數(shù)），Y（s）=KX（s）y(t)=kx(t)。②一階環(huán)節(jié)也稱一階慣性環(huán)節(jié)，當(dāng)輸入信號(hào)做階躍變化后，輸出信號(hào)立刻以最大速度開始變化，曲線斜率最大，而后變化速度開始放慢，并越來越慢，最后達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。傳遞函數(shù)：G(s)=kTs1X(s)=AS(xu=A)。③積分環(huán)節(jié)：只要有輸入信號(hào)存在，輸出信號(hào)就一直等速的增加或減小，隨著時(shí)間而積累變化。傳遞函數(shù)：G（s）

4、=kbsY(s)=kX(s)TiSy(t)=kTi∫x(t)dt。④微分環(huán)節(jié)：微分作用的輸出變化與微分相同和輸入信號(hào)的變化速度成比例而與輸入信號(hào)大小無關(guān)，即輸入信號(hào)變化速度愈快，微分時(shí)間越長(zhǎng)，微分環(huán)節(jié)輸出信號(hào)也愈大。傳遞函數(shù)：G(s)=TdS，Y(s)=TdSX(s)，y(t)=Tddx(t)dt。⑤純滯后環(huán)節(jié)：當(dāng)輸入信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)階躍變化時(shí)，他的輸出信號(hào)即不是立刻反應(yīng)輸入信號(hào)的變化，也不是慢慢的反應(yīng)，而是要經(jīng)過一段純滯后時(shí)間以后才等量的

5、復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化。傳遞函數(shù)：G(s)=e﹣zs，Y（s）=e﹣zsX(s)y(t)=x(tτ)。6評(píng)價(jià)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程有哪些基本指標(biāo)？答：評(píng)價(jià)自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程基本指標(biāo)有：(1)最大偏差A(yù)；(2)過渡時(shí)間ts(3)余差C；(4)衰減比；(5))振蕩周期Tp.7.有哪些常用控制方式？答：常用控制方式有：(1)位式控制；(2)比例控制；(3)比例積分控制；(4)比例積分微分控制。9邏輯代數(shù)有哪些基本運(yùn)算？有哪些基本性質(zhì)？答：邏輯

6、代數(shù)基本運(yùn)算有：(1)單變量運(yùn)算:‘‘非’’函數(shù)，‘‘是’’函數(shù)；(2)雙變量(多變量)運(yùn)算：‘‘與’’函數(shù)，‘‘或’’函數(shù)。基本性質(zhì)為：置換律、結(jié)合律。14智能控制系統(tǒng)的基本功能和特點(diǎn)是什么？答：智能控制系統(tǒng)的基本功能是：(1)容錯(cuò)性；(2)多模態(tài)性；(3)全局性；(4)混合模型和混合計(jì)算；(5)學(xué)習(xí)和聯(lián)想記憶能力；(6)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)性；(7)組織協(xié)調(diào)能力。特點(diǎn)：第二章1、檢測(cè)儀器有哪些基本部分組成？各有什么作用？答：檢測(cè)儀器的基本組成

7、部分有傳感器、變換器、顯示器以及連接它們的傳輸通道。傳感答：基本方法有：重鉻酸鉀法，堿性高錳酸鉀法，酸性高錳酸鉀法重鉻酸鉀法：水在酸性溶液中加熱回流2h，一定量的重鉻酸鉀氧化水中的還原物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。酸性高錳酸鉀法：水樣在酸性條件下，加入高錳酸鉀溶液，使水中有機(jī)物被氧化，剩余的高錳酸鉀以草酸回滴，然后根據(jù)實(shí)際消耗的高猛酸鉀計(jì)算出化學(xué)耗氧量。堿性高錳酸鉀法：在堿性溶液中，高錳酸鉀氧化水中的

8、還原性物質(zhì)，酸化后，加入過量的草酸鈉溶液，再用高錳酸鉀溶液滴定至微紅色。10、紫外（UV）吸收測(cè)量的基本方法和原理是什么？答：測(cè)定方法：分光光度法，原理：選一定波長(zhǎng)的光照射被測(cè)物質(zhì)溶液，測(cè)其吸光度，再依據(jù)吸光度計(jì)算出被測(cè)組份的含量。11流量測(cè)量?jī)x表有哪些類型在給水排水工程中常用的有哪些？答：1.節(jié)流流量計(jì)，2.容積流量計(jì)，3.面積流量計(jì)，4.葉輪流量計(jì)，5.電磁流量計(jì)，6.超聲波流量計(jì)，7.量熱式流量計(jì)，8.畢托管，9.層流流量計(jì)，10

9、.動(dòng)壓流量計(jì)，11.質(zhì)量流量計(jì)，12.流體震動(dòng)流量計(jì)，13.激光多普勒流量計(jì)。在給水排水常用的有壓差流量計(jì)，超聲流量計(jì)，浮子流量計(jì)，明渠流量計(jì)，電磁流量計(jì)。12.超聲波流量計(jì)的基本原理是什么？超聲波流量計(jì)有什么特點(diǎn)？答：原理：超聲波流量計(jì)是通過檢測(cè)流體流動(dòng)時(shí)對(duì)超聲束的作用，以測(cè)量體積流量的的儀表。特點(diǎn)：超聲流量計(jì)可作非接觸測(cè)量。夾裝式換能器超聲流量計(jì)可無需停流截管安裝，只要在即設(shè)管道外部安裝換能器即可。這是超聲流量計(jì)在工業(yè)用流量?jī)x表中具

10、有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此可作移動(dòng)性測(cè)量，適用于管網(wǎng)流動(dòng)狀況評(píng)估測(cè)定超聲波流量計(jì)為無流動(dòng)阻撓測(cè)量，無額外壓力損失。超聲波流量計(jì)適用于大型圓形管道和矩形管道，且原理上不受管徑限制，其造價(jià)基本上與管徑無關(guān)。對(duì)于大型管道帶來方便，在無法實(shí)現(xiàn)實(shí)流試驗(yàn)的情況下是優(yōu)先考慮的選擇方案。超聲流量計(jì)可測(cè)量非導(dǎo)電性液體，在無阻撓流量測(cè)量方面是對(duì)電磁流量計(jì)的一種補(bǔ)充。14可編程控制器的基本組成？答：硬件組成：1.中央處理單元，2.存儲(chǔ)器，3.輸入輸出單元，4.通信接

11、口，5.智能接口模塊，6.編程裝置，7.電源，8.其他外部設(shè)備。軟件組成：系統(tǒng)程序和用戶程序。15PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)比較有什么特點(diǎn)？答：1.可靠性高抗干擾能力強(qiáng)，2.編程簡(jiǎn)單實(shí)用方便，3.功能完善通用性強(qiáng)，4.設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單維護(hù)方便，5.體積小重量輕能耗低。16PLC的性能指標(biāo)是什么有哪些發(fā)展趨勢(shì)？答：PLC的性能指標(biāo)：1.存儲(chǔ)容量，2.IO點(diǎn)數(shù)，3.掃描速度，4.指令的功能與數(shù)量，5.內(nèi)部元件的種類與數(shù)量，6.特殊功能單元，7

12、.課擴(kuò)展能力。發(fā)展趨勢(shì)：1.向高速度、大容量方向發(fā)展，2.向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展，3.PLC大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力，4.增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力，5.編程語言多樣化。17給水排水工程自動(dòng)化常用的執(zhí)行設(shè)備有哪些類？各有什么作用？答：各種泵與各種閥門。泵取水排水，閥門控制流量18往復(fù)泵與離心泵的工作特性、調(diào)節(jié)特性有什么差別？各有什么特點(diǎn)答：（1）往復(fù)泵的瞬時(shí)流量取決于活塞面積與活塞瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)速度之積，由于活塞運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度

13、的不斷變化，使得它的流量不均勻，但是在一段時(shí)間內(nèi)輸送的液體量卻是固定的，僅取決于活塞面積、沖程和往復(fù)頻率。往復(fù)泵可用旁路閥調(diào)節(jié)流量，泵的送液量不變，只是讓部分被壓出的液體返回貯池，使主管中的流量發(fā)生變化。流量調(diào)節(jié)也可以采用改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而改變柱塞往復(fù)運(yùn)行速度的方式或沖程長(zhǎng)度，即調(diào)節(jié)行程百分比的方式進(jìn)行。這兩種方式都易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。（2）離心泵：對(duì)應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速，有不同的水泵特性曲線，各種轉(zhuǎn)速下的水泵特性曲線組成一個(gè)特性曲線族；在不同