第一章绪论2.（1）解：图为液位控制系统，由储水箱（被控过程）、液位检测器（测量变送器）、液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过q液位控制器来控制调节阀，从而调节1（流量）来实现液位控制的作用。系统框图如下：控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差et、控制量ut；utqt执行器输入输出分别为：控制量、操作变量1；qtqth被控对象的输入输出为：操作变量1、扰动量2，被控量；所用仪表为：控制器（例如PID控制器）、调节阀、液位测量变送器。2.（4）解：控制系统框图：蒸汽流量变化液位设定实际液位液位控制器上水调节阀汽包液位变送器被控过程：加热器+汽包被控参数：汽包水位控制参数：上水流量干扰参数：蒸汽流量变化第二章过程参数的检测与变送1.（1）答：在过程控制中，过程控制仪表：调节器、电/气转换器、执行器、安全栅等。调节器选电动的因为电源的问题容易解决，作用距离长，一般情况下不受限制；调节精度高，还可以实现微机化。执行器多数是气动的，因为执行器直接与控制介质接触，常常在高温、高压、深冷、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、易爆等恶劣条件下工作，选气动的执行器就没有电压电流信号，不会产生火花，这样可以保证安全生产和避免严重事故的发生。气动仪表的输入输出模拟信号统一使用0.02~0.1MPa的模拟气压信号。电动仪表的输入输出模拟信号有直流电流、直流电压、交流电流和交流电压四种。各国都以直流电流和直流电压作为统一标准信号。过程控制系统的模拟直流电流信号为4~20mADC，负载250；模拟直流电压信号为1~5VDC。1.（2）解：1由式100%可得:K1KCC比例积分作用下u可由下式计算得出：114uKetdt3mAcT2I0uuu(0)3mA6mA9mA经过4min后调节器的输出9mA.2.（5）解：调节器选气开型。当出现故障导致控制信号中断时，执行器处于关闭状态，停止加热，使设备不致因温度过高而发生事故或危险。液位设定值液位实际值PID控制器气动执行器加热器液位变送器2.（6）解：（1）直线流量特性：22.713.010%：100%74.62%13.061.351.750%：100%18.57%51.790.380.680%：100%12.03%80.6线性调节阀在小开度时流量的相对变化量大，灵敏度高，控制作用强，容易产生振荡；而在大开度时流量的相对变化量小，灵敏度低，控制作用较弱。由此可知，当线性调节阀工作在小开度或大开度时，它的控制性能较差，因而不宜用于负荷变化大的过程。（2）对数流量特性6.584.6710%：100%40.90%4.6725.618.350%：100%39.89%18.371.250.880%：100%40.18%50.8K对数流量特性调节阀在小开度时其放大系数v较小，因而控制比较平稳；在大开度工作时放大系数K较大，控制灵敏有效，所以它适用于负荷变化较大的过程。v（3）快开流量特性38.121.710%：100%75.58%21.784.575.850%100%11.48%：75.899.0396.1380%：100%3.02%96.13快开流量特性是指在小开度时候就有较大的流量，随着开度的增大，流量很快达到最大，快开流量特性的调节阀主要用于位式控制。第四章被控过程的数学模型1.(4)解:(1)由题可以列写微分方程组:.dhqqqC123dthq2R2hq3R3(2)过程控制框图Q(S)H(S)11/CS1/R21/R3G(S)H(S)/Q(S)(3)传递函数01G(S)H(S)/Q(S)1/CS(1/R1/R)01232.(1)解:首先由题列写微分方程.dh1qqCdt12qqC23hq2Rh2q23hhh12qq消去