思考题与习题
1.什么叫生产过程自动化？生产过程自动化主要包含了哪些内容？工业生产对过程装备控制的要求有哪些？过程装备控制的任务是什么？
2.自动控制系统主要是由哪几个环节组成的？自动控制系统中常用的术语是哪些？
3.什么是自动控制系统的方框图？它与工艺流程图有什么不同？
4.在自动控制系统中，什么是干扰作用？什么是控制作用？两者有什么关系？
5.什么是闭环控制？什么是开环控制？定值控制系统为什么必须是一个闭环负反馈系统？
6.自动控制系统可以按照哪些指标分类？试列举出两种分类方法及分类内容。
7.在图1-14的换热器出口温度控制系统中，工艺要求热物料出口温度保持为某一设定值。
图1-14 题7图
①试画出该控制系统的方框图；
②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么？整个系统的输入信号和输出信号又是什么？
③系统在遇到干扰作用（例如冷物料流量突然增大ΔqV）时，该系统是如何实现自动控制的？
8.图1-15为储槽液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值。
图1-15 题8图
①试画出该系统的方框图；
②指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、干扰作用各是什么？
9.什么是自动控制系统的过渡过程？在阶跃干扰作用下有哪几种基本形式？其中哪些能满足自动控制的要求，哪些不能？为什么？
10.试画出衰减比分别为n<1、n=1、n>1、n→∞时的过渡过程曲线。
11.表示衰减振荡过程的控制指标有哪些？
12.图1-16给出了一个带有一种进料和两种产品的蒸馏塔。试分析，该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、干扰作用各是什么？
图1-16 题12图
13.下述的各种情况，哪种是对的？
①反馈和前馈控制都需要一个被测变量。
②被控变量在反馈控制中是要测量的。
③前馈控制在理论意义上是完美的，控制器会通过操作量采取控制动作，以使被控量等于期望值。
④前馈控制会提供精确的控制作用。这意味着输出可能维持在设定值，即使过程模型是不准确的。
⑤反馈控制所采取的控制作用与那些已在设计中用过的模型精度无关，也与干扰源无关。
14.考虑由一个天然气加热炉和一个温度控制器组成的家用加热系统，控制对象是一个被加热的内部空间。温度自动控制装置包括了测量元件和控制器。加热炉处于进行加热或停止加热这两种状况。试为此控制系统画出控制方框图，在图中标明被控量、操作量和干扰量，而且一定要包括那些影响室内温度的几种可能的干扰源。
15.安全驾驶汽车需要许多单项技术，即使没有一般的认识，驾驶者也应该有利用前馈和反馈控制方法的这种直觉。
①驾驶汽车的目标一般是要保持车辆行驶在交通路线的车道内，因而被控量是一些距离。在这种情况下，怎样利用反馈控制达到其控制目标？确定其传感器和执行器，怎样决定合适的控制作用并确定哪些是干扰？
②汽车的刹车和加速是一个高度复杂的过程，为了安全驾驶，需要灵活地应用反馈和前馈机制。如果采用反馈控制，驾驶员通常把与前面车辆的距离作为测量参数，其“设定值”往往用那些与速度有关的距离。例如，当车速为每小时35公里的时候，把车距为一个车身的长度作为设定值。如果这个想法是正确的，那么当驾驶员希望用固定时速开车时，怎样将前馈控制应用于刹车/加速过程？换句话说，为了避免与前面的车相撞，除了两车之间的距离以外（显然永远不为零），他还利用哪些其他信息？