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1、第十四章习题与思考题第十四章习题与思考题14-1 执行器的作用是什么？执行器的作用是什么？执行器将控制器或执行器将控制器或DCS运算处理后输出的运算处理后输出的操作指令进行功率放大，并转换为输出轴操作指令进行功率放大，并转换为输出轴相应的转角或直线位移，连续地或断续地相应的转角或直线位移，连续地或断续地去推动各种控制机构，如控制阀门、挡板，去推动各种控制机构，如控制阀门、挡板，控制操纵变量变化，以完成对各种被控参控制操纵变量变化，以完成对各种被控参量的控制。量的控制。14-2自动控制系统中最薄弱的环节是哪一自动控制系统中最薄弱的环节是哪一环节？为什么？环节？为什么？凡是涉及流体的连续自动控制系
2、统，一般凡是涉及流体的连续自动控制系统，一般都是用控制阀作为控制机构，因为这种方都是用控制阀作为控制机构，因为这种方式投资最少而且又简单实用。控制阀直接式投资最少而且又简单实用。控制阀直接与介质接触，常常在高压、高温、深冷、与介质接触，常常在高压、高温、深冷、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、高压差等状况下工作，使用条件恶劣，因此，它是状况下工作，使用条件恶劣，因此，它是控制系统的薄弱环节。控制系统的薄弱环节。14-3 试定性绘出图试定性绘出图14-1的方框图。的方框图。14-3图图14-1所示的带重锤的自力式执行器所示的带重锤的自力式执行器是一个什么环节，试写出
3、动态方程和传递是一个什么环节，试写出动态方程和传递函数。函数。是一个带有迟延的惯性环节；传递函数为是一个带有迟延的惯性环节；传递函数为 14-4 执行机构有哪些分类？执行机构有哪些分类？执行机构根据所使用的能源形式可分成气执行机构根据所使用的能源形式可分成气动、电动和液动三大类；执行机构根据输动、电动和液动三大类；执行机构根据输出位移量的不同，又分为角位移出位移量的不同，又分为角位移(角行程角行程)执执行机构和线位移行机构和线位移(直行程直行程)执行机构；按动态执行机构；按动态特性的不同可分为比例式执行机构和积分特性的不同可分为比例式执行机构和积分式执行机构；按执行机构内有无微处理机式执行机构
4、；按执行机构内有无微处理机可分为模拟执行机构和智能执行机构；按可分为模拟执行机构和智能执行机构；按极性可分为正作用执行机构和反作用执行极性可分为正作用执行机构和反作用执行机构；按执行机构输出轴速度是否可变分机构；按执行机构输出轴速度是否可变分为恒速执行机构和变速执行机构；为恒速执行机构和变速执行机构；14-5 对气动执行结构有哪些技术要求？对气动执行结构有哪些技术要求？对气动执行机构的要求是气源设备运行安对气动执行机构的要求是气源设备运行安全可靠，气压稳定，压缩空气无水、无灰、全可靠，气压稳定，压缩空气无水、无灰、无油，应是干净的气体。无油，应是干净的气体。14-6对电动执行结构有哪些技术要求
5、？对电动执行结构有哪些技术要求？(1)要有足够的转（力）矩；要有足够的转（力）矩；(2) 要有自锁特要有自锁特性；性；(3)能手动操作；能手动操作；(4)应有阀位信号；应有阀位信号；(5)产品系列组合化；产品系列组合化；功能完善且智能化；功能完善且智能化；具有阀位与力（转）矩限制；具有阀位与力（转）矩限制；适应性适应性强且可靠性高。强且可靠性高。14-7 试写出现场总线执行机构的试写出现场总线执行机构的5个产品型个产品型号。号。14-8 对控制阀的主要技术要求是什么？对控制阀的主要技术要求是什么？对控制阀等执行机构要求有更小的死区和对控制阀等执行机构要求有更小的死区和摩擦，有更好的复现性和更短
6、的响应时间，摩擦，有更好的复现性和更短的响应时间，并能够提供补偿对象非线性的流量特性等。并能够提供补偿对象非线性的流量特性等。14-9 简述控制阀的发展方向简述控制阀的发展方向控制阀的发展方向主要为智能化、标准化、控制阀的发展方向主要为智能化、标准化、小型化、旋转化和安全化。小型化、旋转化和安全化。执行器的作用是将操作指令进行执行器的作用是将操作指令进行 ，并，并转换为输出轴相应的转换为输出轴相应的 或或 。执行器主要由执行器主要由 机构和机构和 机构两部分组成机构两部分组成控制机构也称为控制机构也称为 机构或机构或 或或 。带有调节阀的控制机构就是带有调节阀的控制机构就是 。电动执行器主要有
7、电动执行器主要有 式、式、 式和式和 式三种执行器构成。式三种执行器构成。执行机构根据所使用的能源形式可分成执行机构根据所使用的能源形式可分成 、 和和 三大类。三大类。执行机构根据输出位移量的不同，分为执行机构根据输出位移量的不同，分为 执行机构和执行机构和 执行机构。执行机构。按动态特性的不同可分为按动态特性的不同可分为 执行机构和执行机构和 执行机构。执行机构。按有无微处理机可分为按有无微处理机可分为 执行机构和执行机构和 执行机构。执行机构。当执行机构的输入信号（或操作变量）增大，当执行机构的输入信号（或操作变量）增大，被调量增大，为被调量增大，为 。按执行机构输出轴速度是否可变分为按
8、执行机构输出轴速度是否可变分为 执执行机构和行机构和 执行机构。执行机构。用改变给粉机或给煤机的转速来改变进入炉用改变给粉机或给煤机的转速来改变进入炉膛的膛的 。用改变给水泵的转速来改变锅炉的用改变给水泵的转速来改变锅炉的 。用改变给水泵的转速来改变锅炉的用改变给水泵的转速来改变锅炉的 。用改变送风机的转速来改变用改变送风机的转速来改变 。用改变引风机的转速来改变用改变引风机的转速来改变 。当电机不转时，负载的不平衡力当电机不转时，负载的不平衡力(例如闸板例如闸板阀的自重阀的自重)不引起转角或位移的变化的特性不引起转角或位移的变化的特性称为称为 。为了给控制器提供自动跟踪的依据为了给控制器提供
9、自动跟踪的依据(跟踪是跟踪是无扰动切换的需要无扰动切换的需要)，执行机构上应该有，执行机构上应该有 信号。信号。FF执行机构就是执行机构就是 执行机构。执行机构。为了保护阀门及传动机构不致因过大的操作力而损为了保护阀门及传动机构不致因过大的操作力而损坏，执行机构上应有限位、坏，执行机构上应有限位、 限位和限位和 限制装置。限制装置。执行机构上应该有执行机构上应该有 信号。这既是执行机构本信号。这既是执行机构本身位置反馈的需要，也是指示的需要。身位置反馈的需要，也是指示的需要。在火电厂中，风量的控制机构除采用控制阀控制外，在火电厂中，风量的控制机构除采用控制阀控制外，还有还有 控制机构。控制机构
10、。密封会使控制阀密封会使控制阀 增加，控制阀增加，控制阀 死区死区加大。加大。控制阀的部件是造成控制阀的部件是造成“跑跑”、“冒冒”、“滴滴”、“漏漏”的主要原因。的主要原因。控制阀通常与过程介质控制阀通常与过程介质 ，很难采，很难采用隔离的方法与过程介质隔离。用隔离的方法与过程介质隔离。控制阀的控制阀的使能量在控制阀内部被消耗。使能量在控制阀内部被消耗。控制阀对流体进行节流的同时也造成。控制阀对流体进行节流的同时也造成。对控制阀等执行机构要求是有更好的对控制阀等执行机构要求是有更好的和更短的。和更短的。控制阀的发展方向主要为控制阀的发展方向主要为 、 、 、 和安全化。和安全化。控制阀的智能
11、化主要采用控制阀的智能化主要采用 。选择选择是信息传送的终端。是信息传送的终端。A. 传感器；传感器；B.变送器；变送器；C. 控制器；控制器；D. 执行器执行器属于闭环控制的执行器是。属于闭环控制的执行器是。A. 遥控操作式；遥控操作式；B. 积分式；积分式；C. 比例式比例式属于开环控制的执行器是。属于开环控制的执行器是。A. 分体式；分体式；B. 积分式；积分式；C. 电子式；电子式；D. 一体化一体化判断执行器是开环还是闭环主要看有无。判断执行器是开环还是闭环主要看有无。A.操作器；操作器；B. 伺服放大器；伺服放大器；C. 位置发送器；位置发送器；D. 伺服电机伺服电机利用高压液体作
12、为能源的是执行机构。利用高压液体作为能源的是执行机构。A.电力；电力；B. 压缩空气；压缩空气；C. 高压水；高压水；D. 高压油高压油体积最小的执行机构是执行机构。体积最小的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动最节省能源的执行机构是执行机构。最节省能源的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动信息传输最快的执行机构是执行机构。信息传输最快的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动构造最复杂的执行机构是执行机构。构造最复杂的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动安装接线
13、最简单的执行机构是执行机构。安装接线最简单的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动惯性最大的执行机构是执行机构。惯性最大的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动推力最大的执行机构是执行机构。推力最大的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动维护检修最复杂的执行机构是执行机构。维护检修最复杂的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动价格最低的执行机构是执行机构。价格最低的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动最适应防火防爆的执行机构是执行机构
14、。最适应防火防爆的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动不允许频繁动作的执行机构是执行机构。不允许频繁动作的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动易受电磁干扰的执行机构是执行机构。易受电磁干扰的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动受环境温度最小的执行机构是执行机构。受环境温度最小的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动配管配线最复杂的执行机构是执行机构。配管配线最复杂的执行机构是执行机构。A. 电动；电动；B. 气动；气动；C. 液动液动控制应选用部分转角执行机构。
15、控制应选用部分转角执行机构。A.闸板阀闸板阀；B. 蝶阀；蝶阀；C. 截止阀；截止阀；D.刀闸阀刀闸阀控制应选用多转式执行机构。控制应选用多转式执行机构。A. 球阀球阀；B. 蝶阀；蝶阀；C. 截止阀；截止阀；D.旋塞阀旋塞阀部分转角执行机构的输出转角最大为度。部分转角执行机构的输出转角最大为度。A. 90；B. 180；C. 270；D.360多转式执行机构的输出转角要大于度。多转式执行机构的输出转角要大于度。A. 90；B. 180；C. 270；D.360积分式执行机构无。积分式执行机构无。A.操作器；操作器；B. 前置放大器；前置放大器；C. 位置发送器；位置发送器；D. 伺服伺服电机
16、电机电动执行机构外壳防护等级要求达到。电动执行机构外壳防护等级要求达到。 A. IP63 ；B. IP64；C. IP65；D. IP66电动执行机构规定的环境温度范围为电动执行机构规定的环境温度范围为。A. -2020；B. -25 25 ；C. -25 50；D. -25 70 电动执行机构的电动执行机构的MTBF要求大于或等于。要求大于或等于。A. 200；B. 2000；C. 20000；D. 200000 对控制阀等执行机构的要求是有。对控制阀等执行机构的要求是有。A.更小死区和摩擦；更小死区和摩擦；B.更高精度；更高精度；C.更快的响应更快的响应采用是控制阀小型化发展的方向之一。采
17、用是控制阀小型化发展的方向之一。A.电动执行机构；电动执行机构；B. 球阀；球阀；C. 变频技术；变频技术；D. 数字通数字通信信采用是控制阀旋转化发展的方向之一。采用是控制阀旋转化发展的方向之一。A.电动执行机构；电动执行机构；B. 球阀；球阀；C. 变频技术；变频技术；D. 数字通数字通信信采用是控制阀节能化发展的方向之一。采用是控制阀节能化发展的方向之一。A.电动执行机构；电动执行机构；B. 球阀；球阀；C. 变频技术；变频技术；D. 数字通数字通信信采用是控制阀智能化发展的方向之一。采用是控制阀智能化发展的方向之一。A.电动执行机构；电动执行机构；B. 球阀；球阀；C. 变频技术；变频
18、技术；D. 数字通数字通信信采用是控制阀环保化发展的方向之一。采用是控制阀环保化发展的方向之一。A.电动执行机构；电动执行机构；B. 球阀；球阀；C. 变频技术；变频技术；D.消音消音器器采用是控制阀安全化发展的方向之一。采用是控制阀安全化发展的方向之一。A.电动执行机构；电动执行机构；B. 球阀；球阀；C. 变频技术；变频技术；D. SIS采用是控制阀标准化发展的方向之一。采用是控制阀标准化发展的方向之一。A.电动执行机构；电动执行机构；B. 球阀；球阀；C. 变频技术；变频技术；D.互操互操作作试画出试画出14-1系统的方框图，并说明被控量、系统的方框图，并说明被控量、给定值、控制对象、扰
19、动、操纵变量指的给定值、控制对象、扰动、操纵变量指的是什么物理量和设备。是什么物理量和设备。画出遥控操作执行器原理框图。画出遥控操作执行器原理框图。画出积分式执行器原理框图。画出积分式执行器原理框图。画出分体式执行器原理框图。画出分体式执行器原理框图。画出一体化执行器原理框图。画出一体化执行器原理框图。画出电子式执行器原理框图。画出电子式执行器原理框图。试画出试画出14-9系统的方框图，并说明被控量、系统的方框图，并说明被控量、给定值、控制对象、扰动、操纵变量指的给定值、控制对象、扰动、操纵变量指的是什么物理量和设备。是什么物理量和设备。试画出试画出14-9液动执行器的方框图。液动执行器的方框图。试画出积分式执行机构的阶跃响应曲线。试画出积分式执行机构的阶跃响应曲线。
