5-8 什么是过程的滞后特性？滞后又哪几种？产生的原因是什么？ 解答：
1）滞后特性：过程对于扰动的响应在时间上的滞后。
2）容量滞后：多容过程对于扰动的响应在时间上的这种延迟被称为容量滞后。 纯滞后：在生产过程中还经常遇到由（物料、能量、信号）传输延迟引起的纯
滞后。
5-9 对图5-40所示的液位过程，输入量为Q1，流出量为Q2、Q3，液位h为被控参数，水箱截面为A，并设R2、R3为线性液阻。 （1）列写液位过程的微分方程组； （2）画出液位过程的框图；
（3）求出传递函数H(s)Q1(s)，并写出放大倍数K和时间常数T的表达式。
解答：
d?hdt?h?Q2?
R2?Q3??hR3?Q1??Q2??Q3?A（1）
（2）框图如图：
（3）
H(s)R2R3? Q1(s)AR2R3s?R2?R3
5-10 以Q1为输入、h2为输出列写图5-10串联双容液位过程的微分方程组，并求出传
递函数H2(s)Q1(s)。
d?h1dt?h1?h2?Q2??R2R2解答：
?Q1??Q2?A11）方程组：
d?h2?Q2??Q3?Adt?h2?Q3?R3
2）传递函数：
H2(s)R3? 2Q11(s)T1T2s?(T1?T2?T12)s?13式中：T1?A1R2,T2?A2R3,T12?A1R3
3）过程框图：
5-12 何为测试法建模？它有什么特点？
解答：
1）是根据工业过程输入、输出的实测数据进行某种数学处理后得到数学模型。 2）可以在不十分清楚内部机理的情况下，把被研究的对象视为一个黑匣子，完全通过外部测试来描述它的特性。
5-13 应用直接法测定阶跃响应曲线时应注意那些问题？
解答：P139
（1）合理地选择阶跃输入信号的幅度 （2）试验时被控过程应处于相对稳定的工况
（3）要仔细记录阶跃曲线的起始部分 （4）多次测试，消除非线性
5-14 简述将矩形脉冲响应曲线转换为阶跃响应曲线的方法；矩形脉冲法测定被控过程的阶跃响应曲线的优点是什么？
解答：P139～P140 1） 2）
5-15 实验测得某液位过程的阶跃响应数据如下：
ts 0 10 20 40 60 80 100 140 180 250 300 400 500 600 … hcm 0 0 …
当阶跃扰动为???20%时： （1）画出液位的阶跃响应曲线；
（2）用一阶惯性环节加滞后近似描述该过程的动态特性，确定K、T、?。
解答： （1） （2）
第6章 思考题与习题
6-1 简单控制系统由几个环节组成？
解答：
测量变送器、调节器、调节阀、被控过程四个环节组成。
6-2 简述控制方案设计的基本要求。
解答：
安全性、稳定性、经济性。
6-3 简单归纳控制系统设计的主要内容。
解答：
1）控制系统方案设计； 2）工程设计；
3）工程安装和仪表调校； 4）调节器参数整定。
6-4 过程控制系统设计包括哪些步骤？
解答：P174
（1）熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标 （2）建立被控过程的数学模型 （3）控制方案的确定 （4）控制设备选型 （5）实验（或仿真）验证
6-5 选择被控参数应遵循哪些基本原则？什么是直接参数？什么是间接参数？两者有何关系？
解答：
1）原则：必须根据工艺要求，深入分析、生产过程，找出对产品的产量和质量、生产安全、经济运行、环境保护、节能降耗等具有决定性作用，能较好反映生产工艺状态及变化的参数作为被控参数。
2）直接参数：能直接反映生产过程中产品产量和质量，又易于测量的参数 3）间接参数：与质量指标有单值对应关系、易于测量的变量，间接反映产品质量、生产过程的实际情况。
4）两者关系：间接参数是直接参数的单值函数。
6-6 选择控制变量时，为什么要分析被控过程的特性？为什么希望控制通道放大系数
Ko要大、时间常数To小、纯滞后时间?o越小越好？而干扰通道的放大系数Kf尽可能小、
时间常数Tf尽可能大？
解答：
1）控制变量和干扰变量对被控参数的影响都于过程的特性密切相关。
2）控制通道的静态放大系数K0越大，系统的静态偏差越小，表明控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强，控制效果越好。
时间常数T0小，被控参数对控制变量的反应灵敏、控制及时，从而获得良好的控制品质。
纯滞后?0的存在会使系统的稳定性降低。?0值越大，对系统的影响越大。 3）扰动通道的静态放大系数Kf越小，表明外部扰动对被控参数的影响越小。时间常数Tf越大，外部干扰f（t）对被控参数y（t）的影响越小，系统的控制品质越好。
6-7 当被控过程存在多个时间常数时，为什么应尽量使时间常数错开？
解答：P182
由自控理论知识可知，开环传递函数中几个时间常数值错开，可提高系统的工作频率，减小过渡过程时间和最大偏差等，改善控制质量。
6-8 选择检测变送装置时要注意哪些问题？怎样克服或减小纯滞后？
解答：
1）P184-1、2、3、4 2）合理选择检测点。
6-9 调节阀口径选择不当，过大或过小会带来什么问题？正常工况下，调节阀的开度在什么范围比较合适？
解答：
1）调节阀口径选得过大，阀门调节灵敏度低，工作特性差，甚至会产生振荡或调节失灵的情况。
调节阀口径选得过小，当系统受到较大的扰动时，调节阀工作在全开或全关的饱和状态，使系统暂时处于失控工况，这对扰动偏差的消除不利。
2）正常工况下要求调节阀的开度在15%-85%之间。