奥鹏12秋东大 冶金工程控制与仿真 复习题资料

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一、选择填空
1、下列利用热电效应测温的温度计是（  ）温度计。
: d0 T, F$ B* m4 b$ ZA. 双金属                B. 压力式                C. 热电偶                D. 热电阻
C
下面关于补偿导线说法不正确的有（    ）。
1 G" Q) P0 X4 S7 S4 yA．补偿导线与对应的热电偶在0～100℃ 的温度范围内有相同的热电特性
0 [. j- Y& W, k+ `! z, B* q  EB．补偿导线无极性
" x& r7 @, v5 }C．不同的热电偶用的补偿导线也不同
D．热电偶测温时使用补偿导线是为了将冷端延伸到温度比较恒定的地方
B
3、闭环控制系统是根据___________信号进行控制的。
A、被控量                B、偏差              C、扰动           D、给定值
B  
+ h1 \8 p0 b  O2 e& g$ o4、需要知道对象的动态特性，才能进行参数整定的工程方法是___________。
   A、临界比例带法          B、衰减曲线法         C、响应曲线法      D、广义频率法
C   
5、在选定模糊控制器的语言变量及各个变量所取的语言值后，可分别为各语言变量建立各自的(    )。
7 H& [" x; {8 H/ k    A．控制规则表
- J1 g6 ~( r. ~2 `8 C    B．控制查询表
    C. 语言变量赋值表
3 b& I4 y( b% T, g% V    D．基本论域量化表
+ E+ e' q( v! f8 \5 D3 RC
, ^# G3 Z; M7 t二、判断对错（正确的在括号内填“√” 错误的在括号内填“×”）。（每题2分）
确定调节阀的气开气关作用的依据是生产的安全性（  ）。（ √ ）
; {$ z+ H  c; \2 u2、 调节器的比例带是指当调节机关的位置改变100%时，被调量所应有的改变量。     （     ）（× ）
3、 一般情况下，比例度过小、积分时间过小或微分时间过小，都会使系统的响应曲线出现周期性的激烈振荡。（  ）（ √ ）
串级控制系统的整定都是先整定主环再整定副环（  ）。（× ）
5、 Smith预估补偿方案主体思想就是消去分母中的e 项 。 （     ）（ √ ）
1 v3 K6 Z! o, C0 l1 Q三、试证明：采用复合控制系统时，扰动对输出的影响要比纯前馈时小得多。
　
* s" F+ j) p3 w1 n  x8 R/ h! l　
2 v$ X0 ?2 z% n$ c8 _' c3 s　
证明：
1 D) U- i/ U" b1 E  l纯前馈时：
; x+ z1 [& X+ g, \# C* oY1（s）=[WDZ（s）+WB（s）WD（s）] Z（s）= △（s）Z（s）   
, y9 u+ h- }  ]( p4 j引入反馈：
　　　　　　                        
  U* w7 o9 X& S: T/ w　　因为：1+ WT（s）WD（s）1
  z% T/ r1 q: Z4 W! d因此：          Y1（s）      
四、什么叫串级控制系统？请画出串级控制系统的典型方块图。
0 e5 a8 w0 [4 b1 I# c" o8 U. |　　答：串级控制系统是由其结构上的特征而得名的。它是由主、副两个调节器串接工作的。主调节器的输出作为副调节器的给定值，副调节器的输出去操纵调节阀，以实现对主变量的定值控制。
   串级控制系统的典型方块图如图所示。

) R* p8 q# h* V  E, e+ x2 F- m6 }& x7 Y五、 简要阐述过程数学模型的建模方法和各自特点；
- v! U$ T% S* F建立被控对象的数学校型，一般可采用多种方法，大致可分为机理法和测试法两类。
1 w; u9 |* p/ ?% y$ F  e& i) s' }" S(1)机理法建摸
0 h. R5 J7 O6 |0 v用机理法建模就是根据生产过程中实际发生的变化机理，写出各种有关的平衡方程如：物质平衡方程，能量平衡方程，动量平衡方程以及反映流体流动、传热、传质、化学反应等基本规律的运动方程，特性参数方程和某些设备的特性方程等，从中获得所需的数学模型。
用机理法建模时，有时也会出现模型中某些参数难以确定的情况或用机理法建模太烦琐，这时可以用测试的方法来建模。
(2)测试法建模
' D7 t9 t  w# w9 ^, K. r测试法一般只用于建立输入输出模型。它是根据工业过程的翰人和输出的实测数据进行某种数学处理后得到的模型。它的主要特点是把被研究的工业过程视为一个黑匣子，完全从外特性上测试和描述它的动态性质，因此不需要深入攀握其内部机理。然而，这并不意味着可以对内部机理毫无所知。。丰富的验前知识无疑会有助于成功地用测试法建立数学校型。那些内部机理尚未被人们充分了解的过程，例如复杂的生化过程，也是难以用测试法建立其动态数学模型的。
什么是遗传算法中的适应度函数？
答：进化论中的适应度，是表示某一个体对环境的适应能力，也表示该个体繁殖后代的能力。遗传算法的适应度函数也叫评价函数，是用来判断群体中的个体的优劣程度的指标，它是根据所求问题的目标函数来进行评估的。
　　遗传算法在搜索进化过程中一般不需要其他外部信息，仅用评估函数来评估个体或解的优劣，并作为以后遗传操作的依据。由于遗传算法中，适应度函数要比较排序并在此基础上计算选择概率，所以适应度函数的值要取正值.由此可见，在不少场合，将目标函数映射成求最大值形式且函数值非负的适应度函数是必要的。
2 Q2 P7 ~1 m+ h& Z* c5 @　　适应度函数的设计主要满足以下条件：
　　a）单值、连续、非负、最大化；
　　b) 合理、一致性；
' j; A7 M5 l# s3 N8 n; T. }　　c）计算量小；
( \$ Q& r7 Q) `　　d）通用性强。
2 [8 w5 r! A% q- B8 F* O! y, q  _　　在具体应用中，适应度函数的设计要结合求解问题本身的要求而定。适应度函数设计直接影响到遗传算法的性能。