《过程控制系统的仪器习题解答》是由王再英编写的一份文档，提供了关于过程控制系统中相关仪器应用与分析的大量练习题及其详细答案。该文档主要面向学习和研究自动控制领域的学生和研究人员，帮助他们加深对过程控制理论的理解，并提高解决实际问题的能力。
过程控制系统是指在工业生产过程中对被控参数（如温度、压力、流量、液位、成分等）的自动控制系统。它主要由检测仪表、操纵仪表以及执行机构组成。
1-1 过程控制有哪些重要特性？为什么说过程控制多属于慢速参数控制？
答案：过程控制的重要特点包括工具复杂多样，操作要求不同；有丰富的控制方案；通常涉及慢速参数调控；定值控制系统是主要的实现方式之一；系统由标准化的过程检测和控制系统组成。
1-2 什么是过程控制系统？典型的过程控制系统包含哪些部分？
答案：过程控制系统是指在工业生产中自动调节温度、压力、流量等变量的一种自动化设备。构成包括参照图中的组件，具体来说是由检测仪表、控制仪表及执行机构所组成的系统。
1-4 解释过程控制系统的分类方法，并列举常用类别。
答案：根据被控参数可以分为温度控制系统、压力控制系统等等；依据处理信号的方式可分为模拟和数字控制系统；按照控制器类型可分传统仪器与计算机控制系统；基于构造和功能，又可划分为串级调控系统等。此外还有比例（P）、比例积分（PI）及PID调节方式的分类。
1-5 什么是定值控制？
答案：在定值控制系统中设定点是恒定不变的，扰动信号导致被控参数变化。
1-6 被控对象静态特性和动态特性是什么？两者有何联系？
答案：当系统处于稳定状态时，其输入输出关系即为静态特性；而在过渡过程中二者的关系则称为动态特性。它们都是描述控制系统行为的重要概念，并且密切相关——动态特性是理解系统在变化中的表现的基础。
1-7 请说明定值控制系统的稳态与暂态含义。为什么分析过程控制系统性能时更注重其动态特征？
答案：对于恒温调节，当设定点和干扰保持不变时，整个系统将达到一种平衡状态称为“稳定”或“静态”。而从外部扰动开始到新的静止状态建立的过程则被称为“过渡期”。在实际操作中由于不断受到各种波动的影响，所以更关注动态特性以设计出更好的控制系统。
1-8 评估控制系统的典型性能指标有哪些？各有什么含义？
答案：常用单个性能评价标准包括衰减比、最大偏差和超调量等。例如，衰减比是指相邻波峰之间的比率；最大静态偏移表示从设定值偏离的最大程度；剩余误差则是指最终稳定后与目标的差距。
1-10 设定温度为900℃的过程控制系统，在最严重的干扰作用下过渡过程曲线如图所示，请计算以下性能指标：最大偏差、衰减比和振荡周期，并判断系统是否满足工艺要求（即偏离设定值不超过80℃）？
答案：
- 最大静态偏移A = 50°C
- 衰减比n = 1.9/1.1 ≈ 1.73 (近似为2:1)
- 振荡周期T ≈ 4分钟
由于最大偏差小于80℃，且衰减比大于一（表明是衰减振荡），因此该系统符合工艺要求。
5星
