箱式电阻炉温度自动控制原理是什么

是这样的根据炉温对给定温度的偏差，自动接通或断开供给炉子的热源能量，或连续改变热源能量的大小，炬星窑炉使炉温稳定有给定温度范围，以满足热处理工艺的需要。温度自动控制常用调节规律有二位式、三位式、比例、比例积分和比例积分微分等几种。高温电炉电阻炉炉温控制是这样一个反馈调节过程，比较实际炉温和需要炉温得到偏差，通过对偏差的处理获得控制信号，去调节电阻炉的热功率，从而实现对炉温的控制。按照偏差的比例、积分和微分产生控制作用（PID控制），是过程控制中应用最广泛的一种控制形式。 电炉系统控制程序采用两重中断嵌套方式设计。首先使T0计数器产生定时中断，作为本系统的采样周期。在中断服务程序中启动A/D，读入采样数据，进行数字滤波、上下限报警处理，PID计算，然后输出控制脉冲信号。脉冲宽度由T1计数器溢出中断决定。在等待T1中断时，将本次采样值转换成对应的温度值放入显示缓冲区，然后调用显示子程序。从T1中断返回后，再从T0中断返回主程序并且、继续显示本次采样温度，等待下次T0中断。 根据生产现场的运行情况，这种控温方法，精度比较高，系统性能稳定，满足生产的实际需要。高温电炉 主要设备:热电偶或热电阻,智能PID温控仪,可控硅触发调功器等。 主要的技术特性： 电阻炉消耗电能转换来的热能．一部分由电炉构筑材料及传热的各种因素而散失到空间去了，另一部分则用于对炉内工件的加热，前面的一部分形成了电炉损失功率，后一部分形成了电炉有效功率。 当电炉开始升温时，炉内砌砖体大量地吸收热量，以提高本身温度，在停炉冷下来时又把这一部分热量散失到空间去；这一部分形成炉体蓄热损失。一台先进的电炉应具有低的空炉损失及高的有效功率。较少蓄热相失。空炉损失的大小是衡量电炉效率好坏的重要指标，空炉损失小的电炉，可以得到高的技术生产率及低的单位电能消耗比。一般工业电阻炉的效率。小型电炉较低一些．大型电炉 较高一些，从10—100千瓦的箱式电炉效率约为65-85%，空炉损失约占总功率的35--15％。高温电炉 电炉从室温升到工作温度的时间对电炉的经济指标是有明显影响的，升温时间短则炉子投入正常使用的时间就较长每天的生产率就较高，每公斤工件的电耗量就降低，所以要尽量采用热惯性小的炉衬材料并降低炉体蓄热量来加快电炉的升温速度：炉体的蓄热量对周期作业炉影响很大，尤其是每天一班或二班生产的电炉。 对连续作业炉其影响就不明显。加热能力是一台电炉的主要技术指标，加热能力是指电炉的有效功率，从理论计算上在一个小时内能把指定的材料加热到额定温度的最大重量数，以公斤／小时计算。 洛阳炬星窑炉有限公司生产的箱式电炉都是采用温度自动控制的，非常便捷及安全。

希望采纳

自动控制原理复试常见问题介绍如下：

1 传递函数：传递函数是指在零初始条件下，系统输出量的拉式变换与系统输入量的拉式变换之比。

2 系统校正：给系统加入特定的环节，使系统达到我们的要求，这个过程叫系统校正。

3 主导极点：如果系统闭环极点中有一个极点或一对复数极点据虚轴最近且附近没有其他闭环零点，则它在响应中起主导作用，称为主导极点。

4 香农定理：要求离散频谱各分量不出现重叠,即要求采样角频率满足如下关系：ωs≥2ωmax 。

5 状态转移矩阵：描述系统从某一初始时刻向任一时刻的转移。

6 峰值时间：系统输出超过稳态值达到第一个峰值所需的时间为峰值时间。

7 动态结构图：把系统中所有环节或元件的传递函数填在系统原理方块图的方块中，并把相应的输入、输出信号分别以拉氏变换来表示，从而得到的传递函数方块图就称为动态结构图。

8 根轨迹的渐近线：当开环极点数 n 大于开环零点数 m 时，系统有n-m 条根轨迹终止于 S 平面的无穷远处，且它们交于实轴上的一点，这 n-m 条根轨迹变化趋向的直线叫做根轨迹的渐近线。

9 脉冲传递函数：零初始条件下，输出离散时间信号的z变换与输入离散信号的z变换之比。

10Nyquist判据（或奈氏判据）：当ω由-∞变化到+∞时， Nyquist曲线（极坐标图）逆时针包围（-1，j0）点的圈数N，等于系统G(s)H(s)位于s右半平面的极点数P ，即N=P，则闭环系统稳定；否则（N≠P）闭环系统不稳定，且闭环系统位于s右半平面的极点数Z为：Z=∣P-N∣

11程序控制系统: 输入信号是一个已知的函数，系统的控制过程按预定的程序进行，要求被控量能迅速准确地复现输入，这样的自动控制系统称为程序控制系统。

12稳态误差：对单位负反馈系统，当时间t趋于无穷大时，系统对输入信号响应的实际值与期望值（即输入量）之差的极限值，称为稳态误差，它反映系统复现输入信号的（稳态）精度。

13零阶保持器：零阶保持器是将离散信号恢复到相应的连续信号的环节，它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或外推）到下一采样时刻。

15常见的建立数学模型的方法有哪几种？各有什么特点？

有以下三种：

(1)机理分析法：机理明确，应用面广，但需要对象特性清晰,

(2)实验测试法：不需要对象特性清晰，只要有输入输出数据即可，但适用面受限,

16PD属于什么性质的校正？它具有什么特点？

超前校正。可以提高系统的快速性，改善稳定性

17幅值裕度，相位裕度各是如何定义的？

18 典型的非线性特性有哪些？

饱和特性、回环特性、死区特性、继电器特性

19 简要画出二阶系统特征根的位置与单位阶跃响应曲线之间的关系。

20 减小系统在给定信号或扰动信号作用下的稳态误差的方法主要有那些？

1、适当增加开环增益或增大扰动作用前系统前向通道的增益；

2、适当增加系统前向通道中积分环节的数目；

21 连续控制系统或离散控制系统稳定的充分必要条件是什么？

连续控制系统稳定的充分必要条件是闭环极点都位于S平面左侧；

离散控制系统稳定的充分必要条件系统的特性方程的根都在Z平面上以原点为圆心的单位圆内。

时域内有赫尔维兹判据，劳斯判据

复域内有根轨迹

频域内有奈奎斯特稳定判据，对数判据

非线性系统有描述函数法，相平面法

22 非线性系统有哪些特点

非线性系统的输入和输出之间不存在比例关系，也不适用叠加定理；

非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关，而且也与它的初始信号的大小有关；

非线性系统常常会产生自振荡。

23 自动控制系统的数学模型有哪些

自动控制系统的数学模型有微分方程、传递函数、频率特性、结构图。

24 从元件的功能分类，控制元件主要包括哪些类型的元件？

控制元件主要包括放大元件、执行元件、测量元件、补偿元件。

25 对于最小相位系统而言，若采用频率特性法实现控制系统的动静态校正，静态校正的理论依据是什么？动校正的理论依据是什么？

静态校正的理论依据：通过改变低频特性，提高系统型别和开换增益，以达到满足系统静态性能指标要求的目的。

动态校正的理论依据：通过改变中频段特性，使穿越频率和相角裕量足够大，以达到满足系统动态性能要求的目的。

26 在经典控制理论中用来分析系统性能的常用工程方法有那些？分析内容有那些？

常用的工程方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法；

分析内容：瞬态性能、稳态性能、稳定性。

27 用状态空间分析法和用传递函数描述系统有何不同？

传递函数用于单变量的线性定常系统，属于输入、输出的外部描述，着重于频域分析；

状态空间法可描述多变量、非线性、时变系统，属于内部描述，使用时域分析。

28 系统的 bode 图中低频段、中频段、高频段中可以看出系统的什么信息？

低频段斜率要抖、增益要高，以保证系统的稳态精度。

中频段反应了系统的平稳性和快速性，以-20 的斜率穿越0分贝线，而且这一斜率占有足够的宽度，以保证系统的相对稳定性。

高频段反应了系统对高频干扰的抑制作用，应衰减快，有较大的斜率。

29 Bode 图中，横坐标为什么要用 LOG（频率）表示？

可将高频段的频率刻度压缩，以达到在很宽的频率范围的描述系统的频率特性的目的

30 在自动控制原理中为什么要用拉普拉斯变换？

微分方程是在时域分析系统时的数学模型，它提供了分析系统的全部信息。

在给定外作用和初始作用条件下，求解微分方程，可知系统的输出响应。

但是，当要研究系统的结构或参数变化对输出的影响时，利用这种方法，便要重新列些和求解微分方程，既不方便，又很难求得规律性的结论。

于是提出了另外一种模型——传递函数， 即在用拉氏变换求解微分方程过程中引出来的复域中的数学模型， 它不但能同微分方程反映系统的输入输出特性，而且能间接地反映结构、参数变化对系统输出的影响。

31 滞后超前串联校正改善系统性能的原因。

既利用了超前网络相角超前的特性，又利用了滞后网络幅值衰减的特性。

32 惯性环节在什么条件下可以近似为比例环节。

比例环节的传递函数是K,一个常数

特点：输入输出量成比例，无失真和时间延迟，二者形状相同；

惯性环节的传递函数是K/(Ts+1)，惯性环节当T → 0时可以等效为比例环节；当 T>>1时可等效为积分环节

33 为什么说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同 举例说明。

传递函数是线性定常系统输出的拉氏变换与输入的拉氏变换之比，它通常不能表明系统的物理特性和物理结构，因此说物理性质不同的系统，其传递函数可能相同。

34 一阶惯性系统当输入为单位阶跃函数时，如何用实验方法确定时间常数T ？其调整时间ts和时间常数T有何关系，为什么？

其单位阶跃响应曲线在 0632稳态值处，经过的时间t＝T；

或在 t＝0处曲线斜率 k＝1/T，

ts＝（3~4）T

35 什么是偏差信号？什么是误差信号？它们之间有什么关系

偏差信号：输入信号与反馈信号之差；

误差信号：希望的输出信号与实际的输出信号之差。

36 根轨迹的分支数如何判断？举例说明。

根轨迹S平面止的分支数等于闭环特征方程的阶数，也就是分支数与闭环极点的数目相同。

37 根轨迹与虚轴的交点有什么作用

根轨迹与虚轴相交，表示闭环极点中有极点位于虚轴上，即闭环特征方程有纯虚根，系统处于临界稳定状态，可利用此特性求解稳定临界值。

38 系统闭环零点、极点和性能指标的关系。

1)当控制系统的闭环极点在s平面的左半部时，控制系统稳定；

2)如要求系统快速性好，则闭环极点越是远离虚轴；

如要求系统平稳性好，则复数极点最好设置在s平面中与负实轴成±45°夹角线以内；

3)离虚轴远的闭环极点对瞬态响应影响很小，可忽略不计；

39 方块图变换要遵守什么原则，举例说明。

各前向通路传递函数的乘积保持不变。

各回路传递函数的乘积保持不变。

40 如何减少系统的误差

1)提高反馈通道的精度，避免引入干扰;

2)在保证系统稳定的前提下，对于输入引起的误差，可通过增大系统开环放大倍数和提高系统型次减小误差。对于干扰引起的误差，可通过在系统前向通道干扰点前加积分增大放大倍数来减小;

3）采用复合控制对误差进行补偿。

输入help feedback 就可以知道feedback(sys1,sys2,sign),其中sys1，sys2必须是传递函数，你上面的程序根本就没有传递函数。另外-1表示正反馈，1或者默认（不写）为负反馈。而且feedback返回的是传递函数，而不是一个分母，分子的矩阵，传递函数用tf（）来给出。所以正确程序应该为：

clear

numg=[2];

deng=[1 0 0 0];

G=tf(numg,deng);

numh=[1 2 2];

denh=[1];

H=tf(numh,denh);

G1=feedback(G,H,1)%若为正反馈把1变为-1

运行结果为：

Transfer function:

2

---------------------

s^3 - 2 s^2 - 4 s - 4

正反馈的结果为：

Transfer function:

2

---------------------

s^3 + 2 s^2 + 4 s + 4

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