暖通空调之自动控制

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1、注册公用设备工程师（暖通空调）自动控制考试基本情况共9道题，18分。大纲要求自动控制与自动控制系统的一般概念控制系统数学模型线性系统的分析与设计控制系统的稳定性与对象的调节性能掌握控制系统的误差分析控制系统的综合和校正一、自动控制与自动控制系统的一般概念“控制工程”基本含义信息的传递反馈及反馈控制开环及闭环控制系统构成控制系统的分类及基本要求1、“控制工程”基本含义（1）控制工程：是一门研究“控制论”在工程中应用的科学。（2）自动控制：在没有人的直接参与的条件下，利用控制器使被控对象（如机器、设备或生产过程）的某些物理量（或工作状态）能自动地按照预定的规律变化（或运行）。例1工作原理

2、：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。被控对象，传感器，调节器，执行器，被控量，给定值，主反馈，偏差，扰动自动控制，控制系统，反馈，反馈控制开环控制，前馈控制，闭环控制，优缺点自动控制系统的组成信息的传递控制系统的分类及基本要求（1）分类从系统结构特点上，分为开环控制系统和闭环控制系

3、统按照分析和设计的方法，通常可分为线性和非线性，时变和非时变系统按照系统参考输入信号变化规律，分为恒值控制系统和随动控制系统。按照系统内部传输信号的性质，分为连续控制系统和离散控制系统。（2）空调自动调节系统的分类按被调参数的给定值不同可以分为：恒值（定值）调节系统：恒值控制系统的参考输入为常量，要求它的被控制量在任何扰动的作用下能尽快地恢复（或接近）到原有的稳态值。由于这类系统能自动的消除或削弱各种扰动对被控制量的影响，又称为自镇定系统。随动调节系统：随动控制系统得参考输入是一个变化的量，一般是随机的。要求系统的被控量能快速、准确地跟随参考输入信号的变化而变化。（2）空调自动调节系统

4、的分类程序调节系统：系统中的给定值是按一定的规律变化的，给定值是时间的函数。系统是输出信号按照一定的精度随输入而变化。如空调中的人工气候室。计算机最佳控制系统：利用计算机控制使系统达到最佳控制。最佳是指空调系统实现给定的评价函数（性能指标）为最佳，既能好最小的控制。（3）基本要求稳定性：稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。如稳定的恒值控制系统，被控量偏离期望的初始偏差应随时间的增长逐渐减小并趋于零。平稳性：如果控制过程中出现被控量围绕给定值的摆动或称振荡，振荡的幅值和频率都不能过大。（3）基本要求快速性：控制过程的总体调节时间应有所限制，应尽快进入稳定状态。准确性（精确性）：控制系

5、统进入稳定状态后，系统的期望输出与实际输出之间的差值，差值越小准确性越好。是系统的稳态性能。例1反馈的概念、反馈控制反馈——将输出量直接或间接送回到系统的输入端，并与输入信号比较的过程称为反馈。反馈控制的实质：按偏差控制。例2选择题1）开环控制系统的输出（BD）。A参与系统的反馈调节C到输入有反馈通道B不参与系统的反馈调节D到输入无反馈通道2)闭环控制系统的输出（AC）。A参与系统的反馈调节C到输入有反馈通道B不参与系统的反馈调节D到输入无反馈通道3)前馈控制系统是（BC）。A闭环控制系统C按干扰信号进行补偿的系统B开环控制系统D能抑制不可测量的扰动的系统例2选择题4)控制系统基本性能

6、的要求（ABCD）。A稳定性B快速性C平稳性D准确性5)按给定信号的特点控制系统可分为（）。A恒值系统C程序控制系统B随动系统D计算机控制系统6）按控制信号的形式控制系统可分为（CD）。A线性控制系统C连续控制系统B非线性控制系统D离散控制系统例2选择题7)闭环控制系统的组成（ABCD）。A被控对象B调节器C执行器D测量变送器下列各式是描述系统的微分方程，其中，r(t)为输入变量，c（t）为输出量二、控制系统数学模型控制系统各环节的特性控制系统微分方程的拟定与求解拉普拉斯变换与反变换传递函数及其方块图被控对象的特性对象的自平衡是指当干扰不大或负荷变化不大时，即使没有调节作用，被调节参数

7、变化到某个新的稳定值，从而恢复平衡状态。对象达到自平衡所经历的过程叫做自平衡过程。有自平衡能力的被控对象输出重新稳定，无自平衡能力的被控对象输出一直增加，无法稳定。下图所示为室温自动调节系统，不考虑室温控制对象的滞后。被控对象：干扰通道的增量微分方程式为调节通道的增量微分方程式为温度对象的增量微分方程假定送风温度稳定，即为阶跃信号，则由于实际的房间对象存在着传递滞后被控对象的特性参数放大系数K：被控对象输出量的增量的稳态值与输入量的增量的比值。