C1-1.反馈环节系统必须包括哪几个基本环节？各有哪些具体含义？画出其传递方框图控制对象：是指所要控制的机器、设备或装置测量单元：检测被控量的实际值，并把它转换成统一的标准信号，该信号称为被控量的测量值调节单元：指具有某种调节作用规律的调节器执行机构：接受调节单元输出的控制信号，并将该信号转换为作用到控制对象的实际控制作用。

C1-2自动控制系统有哪些分类方法？1按被控参数的名称分类2按所用能源分类3按设定值的变化规律分类4按信号特征分类C1-3自动控制系统的3种给定信号,4种动态过程各自含义及曲线。

3种信号：跃阶信号，斜坡信号，任意变化信号4个动态：a)发散振荡过程（振幅不断增加的发散振荡过程）b)等幅振荡过程（振幅相同的等幅振荡过程）c)衰减振荡过程（振幅不断减少的衰减振荡过程）d)非周期过程（波峰不断减少的非周期过程）C1-4自动控制系统动态过程的评定指标有哪些？稳定性指标：衰减率φ和振荡次数N精确性指标：最大动态偏差emax 、静态偏差ε和超调量σp快速性指标：过渡过程时间ts 、上升时间tr和峰值时间tpC1-5定值控制系统及随动控制系统的动态过程评定指标的相同和不同点相同：都是通过反馈调节不同：随动系统不是稳态的，定值系统是稳态的C1-6通常调节器有哪几类？船舶机舱常用的调节器作用规律有哪些？（双位作用规律的特点）调节器可分为两类：一正作用式调节器：随着测量值的增加，调节器的输出也增加二反作用式调节器：随着测量值的增加，调节器的输出也减小船舶常用的调节器作用规律：1.双位作用规律，2.比例（P）作用规律，3.比例积分(PI)作用规律，4.比例微分(PD)作用规律，5.比例积分微分(PID)作用规律双位作用规律的特点是对应被控量的下限值emin 和上限值emax，调节器只有两个输出状态（逻辑0和逻辑1）C1-7. 以P10图1-2-2为例，说明如何实现锅炉设定水位的自动控制调节？当水位上升至上限水位时，浮子杆和上限销钉接触，浮子杆带动调节板框架和永久磁铁绕轴顺时针转动，当永久磁铁和同极永久磁铁同高度时，永久磁铁被向上弹开，动触头和静触头断开，电机断电，停止供水。

当水位在上限水位和下限水位之间时，正常工作，水位会不短下降，但调节板暂时不动。

当水位下降至下限水位时，浮子杆和下限销钉接触，浮子杆带动调节板框架和永久磁铁绕轴逆时针转动，两同极性的永久磁铁相遇并且相互排斥，动触头和静触头接触，电机得电，带动水泵向锅炉供水。

随着水位上升，浮子连同浮子杆顺时针转动，重复上述过程。

C1-8.以P11图1-2-3为例说明如何实现压力调节器设定压力的自动控制调节在比较杠杆上，对支点作用三个力矩并互相平衡。

它们分别是，由波纹管转化压力信号作用在比较杠杆上的的测量力矩;由给定弹簧产生的给定力矩，由幅差弹簧产生的幅差力矩。

当输入信号P，达到压力下限值时，比较杠杆处于水平位置。

这时动触点离开静触点1而紧压在静触点2上。

同时，作用螺钉与幅差弹簧有一段距离，幅差弹簧对比较杠杆起作用，当P增大时，比较杠杆绕支点逆时针转动，通过拨臂使舌形片的下边框左移，跳簧被压缩，贮存弹性能。

且，作用螺钉逐渐与幅差弹簧盘接触，比较杠杆再转动时，不仅要克服给定力矩，还要克服幅差力矩。

当杠杆转过某一个角，即P达到压力上限值时，舌形片正好与簧片在同一平面，跳簧有了释放所贮存弹性能的机会，迅速把簧片弹开，使动触点离开静触点2而与静触点1闭合。

当P降低时，杠杆绕支点顺时针转动，当比较杠杆转到水平位置，舌形片，与簧片又处于同一平面，跳簧再次把簧片弹开，使动触点离开静触点1与静触点2闭合。

P在上、下值之间变化时，跳簧保持原状态不变，也就是调节器输出状态不变。

调整给定弹簧的预紧力，可调整触点动作的下限压力值。

C1-9写出PID调节器的输入输出关系式，并说明各部分的具体含义式中，K为比例系数,Ti=K/So称为积分时间,Td=Sd/K称为微分时间。

K、Ti 和Td的大小与相应的作用强度之间的关系与PI和PD调节器相同。

PID调节规律仍以比例调节规律为主，吸取积分调节规律能消除余差，微分调节规律能实现超前控制的特点，是当前最完善的调节规律。

C1-10.说明以P30图1-3-1与P31图1-3-2为例，说明两图的工作原理及其相同和不同点。

气动薄膜调节阀：主要由3膜片，弹簧6，推杆5，阀杆10，阀芯组成，它由气动执行部分和调节阀两部分组成。

当压力信号作用于膜片3上部空间时，膜片搜到压力向下弯曲带动弹簧使推杆5推动阀芯一起下移，阀杆的位移与所输入控制信号的变化成比例。

反之，压力信号作用于膜片下部时，膜片向上弯曲，使阀杆10带动阀芯一起上移。

带阀门定位器的气动薄膜调节阀：主要由膜片，阀杆，膜盒，弹簧，测量气室，挡板，喷嘴，比较气室，反馈弹簧，杠杆，旋钮组成。

压力信号作用于定位器的输入端E，并作用在测量气室9的膜片10上，膜片收到压力向下弯曲带动挡板11向下移动，靠近喷嘴12，远离喷嘴13，喷嘴12背压升高，喷嘴13背压降低，这两个背压通过导管送到比较气室16，分别作用于膜片17的上下两面，膜片向下形变带动可动进气阀20向下移动，推动进气阀19下移离开固定阀座21，让压缩空气由C室进入到D室。

D室压力升高并输出压力信号，通过导管传输到调节阀的膜盒4，作用于膜片5，膜片向下弯曲，推动阀杆2下移，带动阀门位移，减小给水量。

同时阀杆2下移时，反馈弹簧23被拉长，使杠杆24绕F 点逆时针转动，推动挡板11向上移动，停在一个新的平衡位置，这样阀门定位器有一个稳定的输出。

相同点：1、采用启动控制，将气动控制信号转换为机械位移。

2、用阀杆和弹簧实现流量的调节和保持不同点：1、一个是气动控制，另一个是气动反馈控制。

一个是只能气动控制，另一个不仅可以气动控制，还可以通过手轮进行手动控制。

C2-1通常传感器是如何分类的？传感器静态参数有哪些？传感器的分类方法：（1）.按工作原理分类（2）.按能量的传递方式分类（3）.按被测物理量分类传感器的静态参数：传感器的静态参数有线性度、灵敏度、分辨率、重复性、迟滞(回差滞环)现象、准确度、正确度、精密度。

C2-2何谓变送器？标准信号是如何规定的？传感器输出的电信号的形式、大小是各种各样的，通常不便于显示和处理，因此广义上的传感器还包含信号调节（调理）电路，使之输出为规定的标准信号，这种包含了传感器和调节电路能输出标准信号的装置称为变送器。

根据国家标准，有以下两种标准电信号直流电流信号：4~20mA直流电压信号：0~5V,0~10V，1~5V，-10~+10VC2-3船舶机舱常用的传感器有哪些？1.温度传感器（1）热电阻式温度传感器，（2）热电偶式温度传感器，（3）热敏电阻式温度传感器2.压力传感器（1）滑动电阻式压力传感器，（2）金属应变片式压力传感器，（3）电磁感应式压力检测器（4）霍尔式压力传感器3.液位传感器（1）变浮力式液位传感器，（2）吹气式液位传感器4.流量传感器（1）容量式流量传感器，（2）电磁式流量传感器，（3）差压式流量传感器5.转速传感器（1）测速发电机，（2）磁脉冲式转速传感器，C2-4热电阻和热电偶测量温度在基本原理和优缺点上有哪些相同点和不同点？相同点：1.两者均属于温度测量中的接触式测温。

2.两者都是将温度量转化成电量进行测量。

3.两者精度都较高，温度测量范围较宽，且性能稳定。

不同点：1.两者的测温原理和信号性质不同。

2.热电偶可测量的温度上限高于热电阻3.热电阻是通过电阻值的大小来反映温度的变化；热电偶是通过电动势的大小来反映温度的变化。

4.热电阻属于有源感应器件；热电偶属于无源感应器件。

5.热电阻多用于常温或中低温感应电路；热电偶则多用于高温检测和控制电路C2-5.参见P46图2-1-18、P47图2-1-19及P338-340，说明柴油主机转速的测速原理。

柴油主机的测速主要运用了磁脉冲式转速传感器进行测速，磁脉冲式转速传感器是由永久磁铁、软磁铁、线圈、非导磁性外壳及齿轮组成。

传感器靠近一个安装在主机主轴上的铁磁材料齿轮，齿顶之间保持一个较小的间隙。

主机转动时，齿峰和齿谷交替经过，引起线圈内的磁通量交替变化，使线圈感应出一系列脉冲信号。

脉冲频率取决于齿轮和转速，即f=Z·n/60（Hz）当主机转动时，5齿轮和齿峰交替经过传感器，通过切割3线圈里1磁铁产生的磁力线，产生感应电势脉冲信号，经过整形放大电路转换成同频率有较大幅值的矩形波，通过频率/电压转换电路转换变成电压信号，通过电压信号的大小反应转速的高低。

正车倒车原理。

产生脉冲原理同上，在传感器中装有两个磁头，他们之间相差1/4个齿距，这样产生的两个脉冲信号就相差1/4个周期。

即当齿轮正车方向转动的时候，D 触发器的D端的正脉冲总比CP端超前1/4个周期，当CP端在脉冲上升沿的时候，D端是1信号。

所以输出Q保持1信号输出，表示正车。

当倒车转动时，D触发器的CP端的正脉冲总比D端超前1/4个周期，当CP 端在脉冲上升沿的时候，D端是0信号。

所以输出（Q非）保持0信号输出，表示倒车。

C2-6常用变送器是如何分类的？○1根据运行参数性质的不同变送器可分为：温度变送器、压力变送器、差压变送器等v v○2按输出信号类型可分为：电流输出变送器和电压输出变送器○3根据使用能源不同可分为：气动变送器和电动变送器C2-7.参见48页图2-2-3，说明气动放大功率放大器原理及如何实现49页图2-2-4的曲线关系？气动功率放大器是由锥阀，金属膜片，弹簧片，球阀组成，锥阀控制排气量，球阀控制进气量，阀杆的位移决定了放大器输出压力的大小，（当输入的压力信号增大到足以克服金属膜片和弹簧片的张力，使阀杆下移，开大球阀减小锥阀，由A室进入B室的空气量增加，而从锥阀进入大气的空气流量减少，放大器的输出压力增加。

反之，输入压力降低时阀杆上移A室进入B室的空气量减少，放大器的输出压力降低）。

当输入信号的输入压力等于大气压力时，金属膜片与阀杆之间的间隙Sb，输入信号增大时金属膜片的位移使Sb逐渐减小，当输入压力增加到P0的时候Sb为0，是图中第一段的情况。

当输入压力继续增大时，金属膜片受到的推力不足以使弹簧片及球阀产生位移，当输入压力继续增大到Pa（启动电压）时，阀杆开始有位移，放大器开始有输出，是图中第二段的情况。

当输入压力由Pa继续增大，放大器工作在第三段的情况。

C3-1.参见P57图3-1-1，说明如何实现把柴油主机缸套冷却水温控制在设定范围内。

组成部分:T802型热敏电阻:用来读取水温指示仪表的读数：实测值给定值电位器：设定值比较器：电机正转，回水少流向冷端；电机反转，回水多流向热端过程：T802的温度变化经分压器分压转换成测量信号与给定值给定值的点位信号在比较器中作比较，得出偏差量。