过程控制系统试卷集
A试题
一、填空题（共7小题，每空1分，共30分）
1．过程控制系统可以简化为调节器和广义对象两大部分，其中广义对象是_____、_____、_____和_____的组合。
2．过程控制系统按照被控变量的不同，可分为_____控制系统、_____控制系统、______控制系统、_____控制系统和_____控制系统；按照被控变量的多少可分为_____控制系统和_____控制系统。
3．评价过程控制系统性能优劣的指标主要包括_____、_____和_____三个方面。
4．被控过程的数学模型是反映被控过程的输出量和输入量之间的数学表达式，其中，对于参数模型，常用_____、_____、_____、_____等表示。
5. 国产调节阀的流量特性有_____特性、_____特性和_____特性三种。
6. 单回路控制系统是一种基于_____的闭环反馈控制，前馈控制系统是一种按照_____进行补偿的系统，对于减少被控参数____偏差最为有效。
7. 串级控制系统中，主回路是_____系统，副回路是_____系统
8. 比值控制系统的具体实现方案有_____方案和_____方案。
9. 在前馈—反馈系统中，控制系统的_____由闭环控制回路决定，对被调参数影响最显著的主要干扰由_____进行补偿。
二、简答题（共6题，每小题6分，共36分）
1. 衡量过程控制系统性能优劣的综合性能指标中，ITAE的含义是什么，请写出表达式，并指出其特点。
2. 什么是被控过程的静态数学模型和动态数学模型，两者之间有什么联系。
3. 控制参数的选择应当遵守哪些原则？
4. 积分调节有何特点？
5. 什么是不变性原理？根据下图列写不变性原理的表达式，并指出依据不变性原理设计的控制系统是何种控制系统。
6. 前馈控制系统的有何特点？
三、综合分析题（第1题10分，第2,3题各12分，共34分）
1．已知两水槽串联工作，如图所示，输入量为Q 1，流出量为Q 2，Q 3。h 1，h 2为两个水槽的水位。C 1和C 2分别为两个水槽的横截面积即容量系数，三个阀门的液阻分别为R 1，R 2，R 3，液位与流出量具有线性关系。选取2号水槽水位h 2为输出变量，不考虑管道传输延迟，请根据流量平衡关系列写过程的微分方程组，并求取过程的传递函数21()()()
H s G s Q s 。
3
2．精馏塔釜温度与蒸汽流量的串级控制系统如下图所示。生产工艺要求一旦发生事故应立即停止蒸汽的供应。不考虑蒸汽与进料的各种干扰对产品出口温度的影响，要求：①画出控制系统的框图；②确定调节阀的气开、气关形式；③确定主、副调节器的调节规律及正、反作用方式。
3．下图为加热炉控制方案。要求：①画出控制系统的框图；②说明该控制系统的类型；
③该控制系统主要用来消除何种干扰；④如果原油出口温度受其他干扰影响而高于给定值，控制系统如何调节。
过程控制系统试卷A 参考答案
一、填空(每空1分，共30分)：
1.检测元器件变送器执行器被控对象
2.温度压力流量液位成份单变量多变量
3.稳定性准确性快速性
4.微分方程差分方程状态方程传递函数
5.直线等百分比(对数) 快开
6.(被调量的)偏差干扰量(的大小) 动态
7.定值控制 随动控制
8.相乘 相除
9.稳定性 前馈(调节器)
二、简答题(每题6分，共36分)：
1. ITAE 是指时间与偏差绝对值乘积积分；其表达式为：0()min J t e t dt ∞
=→?；该指标对初始误差和随机误差不敏感，可起到限制过度时间的作用。
2. 静态数学模型是过程在稳态时输出变量与输入变量之间的关系；动态数学模型是过程输出变量与输入变量随时间变化时其动态关系的数学描述；静态数学模型是动态数学模型在过程达到平衡时的特例。
3. 所选的控制参数必须是可控的；控制通道的放大放大倍数0K 要适当大些，时间常数0T 要适当小些，纯滞后0τ时间越小越好；干扰通道的放大倍数f K 应尽可能小，时间常数f T 应尽可能大，容量数尽可能多，干扰信号进入系统的位臵尽可能远离被控参数而靠近调节阀；广义被控对象由几个一阶惯性组成，其各时间常数应尽可能错开，使其中一个比其他几个大得多，以提高可控性；考虑工艺的合理性、一般不选生产负荷作为控制参数。
4.积分调节是一种无差调节，采用积分调节可以提高系统的无差度即提高系统的稳态控制精度；与P 相比，积分调节的过渡过程比较缓慢，系统的稳定性变差；减小积分时间，虽然在一定程度上可以提高系统的响应速度，但会加剧系统的不稳定程度。
5.不变性原理就是指控制系统的被调量与扰动量绝对无关或者在一定准确度下无关，也即被调量完全独立或基本独立；当()0i D t ≠时，由()0(1,2,...,)y t i n ==；基于不变性原理设计的控制系统是前馈控制系统。
6.前馈控制比反馈控制及时；前馈控制是一种开环控制；前馈调节器是专用调节器；前馈控制只能抑制可测而不可控的扰动；一种前馈控制作用只能克服一种干扰。
三、综合分析题(第1题10分，第2,3题各12分，共34分)：
1. 解：根据动态流量平衡关系，可以列出如下增量方程：
()1121
1d h Q Q dt C ?=?-? （2分） 122
h Q R ??=
（2分）
()2232
1d h Q Q dt C ?=?-? （2分） 233
h Q R ??= （2分） 消去中间变量，解得过程输入变量与输出变量之间的传递函数为 33221213223122132()1()()11()1
R R H s G s Q s R C s R C s R R C C s R C R C ===+++++ （2分） 2. 解: ①
（4分）
② 根据工艺，故障时，调节阀必须关闭来切断蒸汽供应，因此调节阀选择气开式，其静态放大系数为“+”。（2分）
③由于副被控参数是流量，因此副调节器采用PI 控制律；为了保证主被控参数无误差，且由于控制通道的容量滞后比较大，主调节器采用PID 控制律。（2）对于副环，阀门开度增大，流量增加，因此副对象的放大系数为“+”，流量变送器的放大倍数为“+”。根据副环放大倍数符号位“+”的原则，副调节器符号应为“+”，故选择反作用。对于主环，主调节器的正反作用只取决于主对象放大倍数的符号。主对象的输入信号为蒸汽流量（即副参数），输出信号为温度（即主参数），当流量增大时，热物料出口温度上升，因此，主对象的放大倍数为“+”，因此主调节器应选择反作用。（4）
3 解：
①
（6分）
②该系统为前馈—反馈控制系统。（2分）
③该系统主要用来克服原油流量变化对原油出口温度的影响。（2分）
④如果原油出口温度变化，则反馈控制器TC会减小调节阀的开度进而减小燃料的供给量，以克服这种影响。（2分）
B试卷
一、填空题（共9小题，每空1分，共30分）
1．过程控制系统主要由_____和自动化仪表两部分组成。自动化仪表主要完成对过程参数的_____、_____和_____等任务。
2．被控过程的数学模型有_____数学模型和_____数学模型之分。
3．过程的输入变量至输出变量的信号联系称为通道，_____至_____之间的信号联系成为控制通道，_____到_____之间的信号联系称为干扰通道。
4．被控过程的数学模型是反映被控过程的输出量和输入量之间的数学表达式，其中，对于非参数模型，常用_____、_____等表示。
5．单回路控制系统由_____、_____、_____和_____四个基本环节组成。
6．过程控制系统按照被控变量的给定值是否变化及如何变化可分为_____控制系统、_____控制系统、______控制系统；按照系统的结构特点分为_____控制系统、_____控制系统和_____控制系统。
7. 串级控制系统中，主回路在过程控制中起_____的作用，副回路起_____的作用。
8. 反馈控制的控制作用发生在偏差出现_____，前馈控制的控制作用发生在偏差出现
_____。
9. 比值控制系统中的非线性特性是指_____的非线性特性，其根本解决办法是在_____的输出端加上_____、使最终输出信号与流量之间成_____。
二、简答题（共6题，每小题6分，共36分）
1. 建立被控过程数学模型的方法有哪些？如何根据过程输入、输出测试数据建立被控对象数学模型？
2. 衡量过程控制系统性能优劣的综合性能指标中，IAE的含义是什么，请写出表达式，并指出其特点。
3. 被控参数的选择应当遵守哪些原则？
4. 比例调节有何特点？
5. 什么是比值控制系统，比值控制系统有哪几种类型。
6. 前馈—反馈控制系统的优点是什么？
三、综合分析题（共3题，第1题10分，第2,3题各12分，共34分）
1．已知两水槽并联工作，如图所示，输入量为Q 1，流出量为Q 2，Q 3。h 1，h 2为两个水槽的水位。C 1和C 2分别为两个水槽的横截面积即容量系数，三个阀门的液阻分别为R 1，R 2，R 3，液位与流出量具有线性关系。选取2号水槽水位h 2为输出变量，不考虑管道传输延迟，请根据流量平衡关系列写过程的微分方程组，并求取过程的传递函数21()()()
H s G s Q s 。
3
2．某化学反应过程要求参与反应的两种物料保持F 1：F 2=4:3的比例，两物料的最大流量为F 1max =500m 3/h ，F 2max =210m 3/h ，通过观察发现A 、B 两种物料流量因管道压力波动经常发生变化。根据上述情况，要求：①设计一个合适的比值控制系统；②采用差压式流量计，计算比值系数K ’(选用DDZ-III 型仪表)③选择调节阀的开、闭形式和调节器的正反作用方式。
3.下图为加热炉控制方案。要求：①画出控制系统的框图；②说明该控制系统的类型；③为什么该系统不是串级控制系统；④前馈调节器应该采用何种控制律。
过程控制系统B 参考答案
一、填空(每空1分，共30分)：
1.被控过程 自动检测 自动显示 自动控制
2.静态 动态
3.控制作用 输出变量 干扰作用 输出变量
4.曲线 表格
5.被控对象（被控过程） 测量变送装臵 调节器 调节阀
6.定值 随动 程序 反馈 前馈 前馈—反馈复合
7.细调 粗调
8.后 前
9.测量变送器 差压变送器 开方器 线性关系
二、简答题(每题6分，共36分)：
1.主要有三种，分别是机理法、实验法、机理法和实验法相结合的混合法。首先，根据测试数据或者曲线的形状确定模型的结构（包括形式、方程阶次及时滞情况），称为过程辨识；其次在已知模型结构的基础上，由测试数据或曲线确定模型的参数，称为参数估计。
2. IAE 是指偏差绝对值积分；其表达式为：0()min J e t dt ∞
=→?；该指标可以避免正负偏差相互抵消，使大小偏差都起到相应的积分作用。
3.选择对产品的质量和产量、安全生产、经济运行和环境保护具有决定性作用的、可直接测量的工艺参数为被控参数；当不能用直接参数作为被控参数时，应选择一个与直接参数有单值函数关系的间接参数作为被控参数；被控参数必须具有足够高的灵敏度；被控参数的选取，还需考虑工艺过程的合理性和国内外仪表生产的现状。
4.比例调节动作快，克服干扰能力强，且克服偏差的能力随着偏差的增大而增强；比例调节器是一种有差调节；比例调节系统的静差随比例度的增大而增大；减小比例度，不仅可以减小系统的静差，而且可以降低系统的惯性，加快系统的响应速度。
5．实现两个或两个以上参数符合一定比值关系的控制系统，称为比值控制系统。常见
的比值控制系统有开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统、串级和比值控制组合的系统、具有逻辑关系的比值控制系统。
6.对被调参数影响最显著的主要干扰由前馈进行补偿，而其余次要的干扰可依靠反馈来克服，从而保证被调参数最终等于给定值；由于反馈回路的存在，降低了对前馈控制模型的精度要求，为工程上实现比较简单的通用型模型创造了条件；负荷或工况变化时，模型特性也要变化，可由反馈控制加以补偿，因此具有一定的自适应能力。
三、综合分析题(第1题10分，第2,3题各12分，共34分)：
1. 解：根据动态流量平衡关系，可以列出如下增量方程：
()1121
1d h Q Q dt C ?=?-? （2）分 1222
h h Q R ?-??= （2）分 ()2232
1d h Q Q dt C ?=?-? （2）分 233
h Q R ??= （2）分 消去中间变量，解得过程输入变量与输出变量之间的传递函数为
32212312213231()()()()1
R H s G s Q s R R C C s R C R C R C s ==++++ （2分） 2. 解: ① 由于主、副流量都会发生变化，因此采用双闭环比值控制方案。
（4分）
②选择带开方器的差压式流量计。根据生产工艺要求21K=F F =3/4，折算成仪表的比值系数为：1max 2max F 3500K =K
= 1.79F 4210
'?=（4分）
③根据工艺要求，为了在故障时保证产品质量，应该选择气开式调节阀（静态放大系数为“+”）。同时，对于主、副两个对象，增大调节阀开度，则流量增加，因此主、副对象的放大系数为“+”，流量变送器的放大倍数为“+”。根据主、副环放大倍数符号位“+”的原则，主、副调节器符号应为“+”，故选择反作用。（4分）
3 解：
①
（5分）
②该系统为前馈—反馈控制系统。（2分）
③两个控制器串级工作，但是没有副回路，只有一个反馈回路，执行器的输出并不改变原油的流量，因此不是串级控制系统。（2分）
④该系统相当于将前馈控制器FC移动到了控制回路内，此时，可以采用P控制器，则对原油流量的变化仍能通过FC来改变燃料油的流量，起到静态前馈的作用，但是不能含有积分环节，否则当原油流量变化时，会导致控制阀趋于全开或全关的极限位臵，是系统无法正常运行。（3分）
C试题
一、填空题（共15空，每空2分，共30分）
1. 过程控制系统可以简化为调节器和_____两大部分。
2. 余差为零的过程控制系统称为_____调节系统。
3. 建立被控过程数学模型的方法主要有三种，分别是实验法、_____法和混合法。
4. 如果一个控制过程处于平衡状态，当其受到干扰时，其输出量在无人或者无控制装臵干预下，能够自动恢复到原来或者新的平衡态，则称该过程具有_____特性。
5. 响应曲线法是通过测取过程的_____响应曲线或_____响应曲线来辨识数学模型的。
6. 常用的调节器参数的工程整定方法中，属于开环整定方法的是_____法。
7. 国产调节阀流量特性有直线特性、等百分比特性和_____特性三种。
8. 串级控制系统中，位于副回路的干扰称为_____干扰。
9. 基于_____组成的自动控制系统称为前馈控制系统。
10. 在前馈—反馈控制系统中，系统的稳定性由_____控制来保证，而由_____控制来有效减小因主要干扰所致的被控量的动态偏差。
11. 生产过程中保护性措施有硬保护措施和软保护措施两种，其中选择性控制系统属于_____保护措施。
12. 开关型选择性控制系统一般用于系统的_____保护。
13. 一种结构形式的控制系统能否实现均匀控制主要在于_____的参数整定。
二、简答题（共3题，每小题8分，共24分）
1. 衡量过程控制系统性能优劣的综合性能指标中，ISE 的含义是什么，请写出表达式，并指出其特点。
2. 某个单回路过程控制系统，已知被控过程的静态放大系数Ko 为负，工艺要求采用气开式调节阀，试确定调节器的作用形式，（注：需要给出分析过程，只给出最终结果不得分）。
3. 假设主流量用F 1表示，副流量用F 2，主流量变送器用F 1T 表示，主流量变送器用F 2T 表示，比值控制器用K 表示，主流量控制器用F 1C 表示，副流量控制器用F 2C 表示，主对象用G p1表示，副对象用G p2表示，主调节阀用G V1表示，副调节阀用G V2表示，主流量给定用F 1r 表示，试画出用上述各部件的英文表示所组成的双闭环比值控制系统的等效方块结构图（注意：框图中不允许出现中文说明，否则不得分）。并说明当主流量发生变化时，系统会如何自行调整来保持一定的比值关系？
三、综合分析题（第1题10分，第2,3,4题各12分，共46分）
1．某化学反应器工艺规定的操作温度为（40±2）℃，考虑安全因素，要求控制过程中温度偏离设定值不得超过6℃。现设计的定值温度控制系统，在最大阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如下图，试求最大偏差、衰减比、余差、过渡时间（按被控变量进入±2%新稳态值即达到稳定来确定）和振荡周期。
2．已知单容水槽如图所示，输入量为Q 1，由排水泵控制流出量Q 2保持恒定，h 为水槽的水位。A 为水槽的横截面积即容量系数，阀门的液阻为R 1。选取Q 1为过程的输入变量，水槽水位h 为过程的输出变量，不考虑管道传输延迟，请根据流量平衡关系列写过程的微分方程组，并求取过程的传递函数1()()()
H s G s Q s 。
Q 2
3．下图为加热炉控制方案，原料油在加热炉中被加热到给定温度。要求：①画出控制系统的框图；②说明该控制系统的类型；③工艺要求原料油不允许过热，试确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用方式。
4. 采用夹套水冷却的聚合物反应釜，釜温过高会发生事故，且冷却水温度波动较大，为此设计如下图结构所示的控制系统来满足生产要求。①画出该控制系统的框图；②说明该控制系统的类型，并确定调节阀的气开、气关形式；③确定控制器的正、反作用方式。④当冷却水温度升高时，简述系统的控制过程。
过程控制系统试卷C 参考答案
一、填空(每空2分，共30分)：
1. 广义对象
2. 无差
3. 机理
4. 自衡
5. 阶跃 脉冲
6. 反应曲线
7. 快开8. 二次9. 不变性原理10. 反馈 前馈11. 软12. 限值13. 调节器
二、简答题(每题8分，共24分)：
1. ISE 是指偏差平方积分；其表达式为：20()min J e t dt ∞
=→?；该指标加大了对大偏差的加权系数，是限制大偏差的性能指标。（8分）
2. 由于被控对象的静态放大系数Ko 为“﹣”，气开式调节阀的静态放大系数Kv 为“+”，变送器的静态放大系数Km 为“+”，由Kc ×Kv ×Km ×Ko>0,可知Kc<0,故选用正作用调节器。（8分）
3.
（5分） 当主流量发生变化时，通过比值控制器来改变副流量控制器的给定值，使副流量能随主流量的大小变化而变化，始终保持一定的比值关系。（3分）
三、综合分析题(第1题10分，第2,3,4题各12分，共46分)：
1.解：
最大偏差：A=45-40=5℃（2分）
衰减比：B 4541n=41B 4241
-=='-： （2分） 余差：C=41-40=1℃（2分）
过渡时间：因为被控变量进入新稳态值±2%就可认为过渡过程结束，因此该限制范围是41×（±2%）=±0.82℃，由图可以看出，过渡时间Ts=23min 。（2分）
振荡周期：T=18-5=13min （2分）
2. 解: 根据动态流量平衡关系，可以列出如下增量方程：
()121A
d h Q Q dt ?=?-? （4分） 20Q ?= （4分）
消去中间变量，解得过程输入变量与输出变量之间的传递函数为
1()1()()A H s G s Q s s
== （4分）
3 解：①
（4分）
②该系统为单回路控制系统。（2分）
③根据工艺要求，在故障时调节阀必须关闭来切断燃料油的供应，因此调节阀选择气开式，其静态放大系数为“+”。（3分）主对象的输入为燃料油流量，当阀门开度增大时，燃料油流量增加，出口温度上升，因此主对象的放大系数为“+”，温度变送器的放大倍数为“+”。根据组成系统的各环节的静态放大系数相乘为“+”的原则，调节器的符号应为“+”，故选择反作用。（3）
4.解：
①
3分）
②该系统为串级控制系统。为了在故障时反应釜温度不过高，应该选择气关式调节阀（静态放大系数为“-”）。（3分）
③对于副环，阀门开度增大，夹套温度降低，因此副对象的放大系数为“-”，流量变送器的放大倍数为“+”。根据副环放大倍数符号位“+”的原则，副调节器符号应为“+”，故选择反作用。对于主环，主调节器的正反作用只取决于主对象放大倍数的符号。当夹套温度T 2增加时，反应釜温度上升，因此，主对象的放大倍数为“+”，因此主调节器符号应为“+”，故选择反作用。（3分，注：无分析不得分）
④当冷却水温度升高时，夹套温度T 2升高，副调节器的偏差为正，由于T 2C 为反作用调节器，其输出减小，对于气关型调节阀，其开度增大，冷却水流量增加，及时将夹套温度降低T 2。，进而减少冷却水温度波动对反应釜温度T 1的影响，提高了控制质量。（3分）
过程控制工程试题考试题及其答案
过程控制工程试题 一、填空题（每空1分，共20分）： 的增加，控制作用增强，克服干扰的能力最1．随着控制通道的增益K 大， 系统的余差减小，最大偏差减小。 2．从理论上讲，干扰通道存在纯滞后，不影响系统的控制质量。 3．建立过程对象模型的方法有机理建模和系统辨识与参数估计。4．控制系统对检测变送环节的基本要求是准确、迅速和可靠。 5. 控制阀的选择包括结构材质的选择、口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择。 6．防积分饱和的措施有对控制器的输出限幅、限制控制器积分部分的输出和积分切除法。 7．如果对象扰动通道增益f K增加，扰动作用增强，系统的余差增大，最大偏差增大。 8．在离心泵的控制方案中，机械效率最差的是通过旁路控制。 二、简答题（每题6分，共24分）： 1、电气阀门定位器有哪些作用
答： ①改善阀的静态特性 ②改善阀的动态特性 ③改变阀的流量特性 ④用于分程控制 ⑤用于阀门的反向动作 2.简述串级控制系统的设计原则。 答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。 3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一 个调节器组成。检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换 为标准信号，输出到控制器。控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进 行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执 行器。执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。 4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较 大地改善系统的控制品质？ 答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰 有克服作用.反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较 大地改善系统的控制品质. 三、(10分)一个如图1所示的换热器,用蒸汽将进入其中的冷物料加热到一定温度,生产工艺要求热物料出口温度维持恒定(1 T≤ ?℃).试设计一简单温度控制系统,选择被控量和操纵量，画出其结构原理图，并选择调节器的控制规律。
过程控制系统试卷B
《过程控制系统》（B）卷 一、填空题（每空1.5分）（本题33分） 1、过程控制系统中，有时将、和统称为过程仪表，故过程控制系统 就由过程仪表和两部分组成。 2、仪表的精度等级又称，级数越小，仪表的精度就越。 3、过程控制主要是指连续生产过程，被控参数包括、、、 和成分等变量。 p三种。 4、工业生产中压力常见的表示方法有、和负压(真空度) a 5、调节阀的流量特性有、、和快开流量特性四种。 6、时域法建模是试验建模中的一种，可分为法和法。 7、对于滞后小，干扰作用频繁的系统，PID调节器不应采用作用。 8、分程控制根据调节阀的开闭形式分为两类，即和。 9、DCS的设计思想是分散、集中。 二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、串级控制系统 2、现场总线 3、调节阀的流量特性 三、简答题（每小题8分）（本题32分） 1、简述执行器在过程控制系统中的作用。 2、简述单回路控制系统临界比例度法参数整定的步骤。 3、什么是积分饱和现象？ 4、如图所示的锅炉汽包液位控制系统，为保证锅炉不被烧干： (1)给水阀应该选择气开式还是气关式？请说明原因。 (2)液位控制器(LC)应为正作用还是反作用？请说明原因
四、分析与计算题（第1小题8分，第2小题12分）（本题20分） 1、（本小题8分）如下图所示的管式加热炉出口温度控制系统，主要扰动来自燃料流量的波动，试分析： （1）该系统是一个什么类型的控制系统？画出其方框图； （2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。 2、（本小题12分）如下图所示液位过程，它有两个串联在一起的储罐。来水首先进入储罐1，然后再通过储罐2流出。试建立系统的动态数学模型 ) ()(2s Q s H i 。（1R 、2R 分别是两个阀门的线性液阻）
《过程控制工程》期末考试复习题及参考答案
过程控制工程复习题 （课程代码392217） 一、选择题（请从下列选项中选出正确的一项） 1、下列不属于单回路反馈控制系统的是（） 选项A）被控对象 选项B）被测对象 选项C）测量变送 选项D）控制器和控制阀 答案：B 2、在工业控制中，使用最多的控制系统是（） 选项A）单回路反馈控制系统 选项B）串级控制系统 选项C）比值控制系统 选项D）前馈控制系统 答案：A 3、下列中对干扰通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K f增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T f增加，过渡过程时间减小 选项C）T f增加，振荡幅值减小 选项D）τf增加，余差减小 答案：D 4、下列中对控制对象特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）一般希望放大倍数K0大些好，易于调节 选项A）一般希望控制通道时间常数小些好，但不能过小 选项C）控制通道时间常数越小越好，系统才灵敏 选项D）时间常数大，系统的工作频率低 答案：D 5、下列对操纵变量选择原则描述错误的是（） 选项A）操纵变量必须可控 选项A）选择通道放大倍数相对大的 选项C）选择干扰通道时间常数小一点的 选项D）选择通道的纯滞后尽量小 答案：C 6、下列中对控制通道特性对控制质量影响描述错误的是（） 选项A）K0增加，余差增加，系统稳定性不变 选项B）T0增加，过渡过程时间增加 选项C）T0增加，系统频率变慢 选项D）τ0增加，稳定程度大大降低 答案：A 6、下图的曲线中，哪一条是对数流量特性的是（）
选项A）1 选项B）2 选项C）3 选项D）4 答案：B 7、在控制系统中，能准确、快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属于（）选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：A 8、在过程控制系统中，系统的设定值保持不变的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：B 9、在过程控制系统中，系统的设定值有规律变化的系统属于（） 选项A）随动系统 选项B）定值系统 选项C）程序系统 选项D）以上都不是 答案：C 10、用来表征生产设备或过程运行是否正常而需要加以控制的物理量是（）选项A）被控对象 选项B）被控变量 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：B 11、受控制器的操纵，使被控变量保持在设定值的物理量是（） 选项A）被控对象 选项B）设定值 选项C）操纵变量 选项D）测量值 答案：C 12、一阶环节的传递函数是（） 选项A）K/(Ts+l) 选项B）K/Tis
过程控制工程A-复习题
学号 班级 座位号 过程控制工程A 复习题 一、判断题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分） 1. 过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。（ 1） 2. 扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。（ 1） 4. 对一个系统总是希望能够做到余差小，最大偏差小，调节时间短，回复快。（1 ） 6. 时间常数指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新稳态值的 63.2 %所需要的时间。 （1 ） 8. 放大倍数K 取决于稳态下的数值，是反映静态特性的参数。（1 ） 9. 对于控制通道来说希望τ越大越好，而对扰动通道来说希望τ适度小点好。（ 0） 11. 对纯滞后大的调节对象，为克服其影响，可引入微分调节作用来克服。（0 ） 12. 纯滞后时间长，将使系统超调量增加，干扰通道中纯滞后对调节品质没有影响。（ 1） 13. 测量滞后一般由测量元件特性引起，克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。 （0 ） 15. 积分作用可以消除余差，但要求用在对象时间常数较小，系统负荷变化较小的控制过程中。 （ 1）
学号 班级 座位号 二、填空题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分） 1．随着控制通道的增益K 0的增加，控制作用 增强 ，克服干扰的 能力 增强 ， 系统的余差 小 ，最大偏差 小 。 3．建立过程对象模型的方法有 机理法 和 测试 法 。 4 5. 控制阀的选择包括 结构材质的选择、 、 和 。 7．如果对象扰动通道增益f K 增加，扰动作用 增强 ，系统的余差 增大 ， 最大偏差 增大 。 9. 调节阀的流量特性有 直线流量特性 、 快开流量特性 和 对数流量特性 ，流量特性的选择主要是与 被控对象 相匹配。 10．被调介质流过阀门的相对流量 与阀门相对行程 之间的关系,称为调节阀的 liuliang 特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为 固有流量特性 特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为 工作流量特性 特性。 12．控制系统引入积分作用是为了 消除余差 ,但积分的引入会使系统 ,引入微分作用是为了 克服容量
过程控制系统试卷c卷
过程控制系统试卷c卷 过程控制系统试卷C卷一、填空题(每空1.5分)(本题33分) 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3、压力检测的类型有三种，分别为:弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。 4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭 环比值控制和变比值控制三种。 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长 期存在偏差。 二、名词解释题(每小题5分)(本题15分) 1、过程控制:指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。
2、串级控制系统:值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 3、现场总线:是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三、简答题(每小题8分)(本题32分) 1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制, 答: PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为: (1)比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。 (2)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 (3)微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2、前馈与反馈的区别有哪些, 答:(1)控制依据:反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。 (2)控制作用发生时间方面:反馈控制器的动作总是落后于扰动作用的发生，是一种“不及时”的控制;扰动发生后，前馈控制器及时动作。 (3)控制结构方面:反馈为闭环控制，存在稳定性问题，即使闭环环节中每个系统都是稳定的，但闭环后稳定与否，还需要进一步分析;前馈属于开环控制，各环节稳定，系统必然稳定。 (4)校正范围方面:反馈对各种扰动都有校核作用;前馈，只对被校核的前馈扰动有校正作用，其他则没有。 (5)控制规律方面:反馈通常是P PI PD PID等典型规律;前馈控制规律较为复杂，不好掌握。
《过程控制工程》期末复习题_85961521510003093
《过程控制工程》期末复习题 一、（每空1分）填空题： 1、对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越小则积分作用越；微分时间越小，则微分作用越。 2、三种常用的均匀控制方案包括、、。 3、常规PID控制器中的P指作用、I指作用、 D指作用。 4、用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。 5、工程上常用的几种整定PID控制器参数的方法是、、、 。 6、请举出我们曾经学过的三种复杂控制系统：、、。 7、比值系统控制系统从结构上可分为四种，分别是开环比值控制系统、、 、四种。 8、调节阀的固有流量特性主要有、、、 四种。 9、比值系统控制系统从结构上可分为四种，分别是开环比值控制系统、、 、四种。 10、单回路控制系统一般由、、、四个环节组成 11、常见的传热设备有、、等。 12、要消除系统的稳态误差，通常选用控制器。 13、用来评价控制系统性能优劣的阶跃响应曲线性能指标分别是、、、振荡频率和回复时间等。 14、工程上进行PID控制器参数整定时，随动系统的控制品质要求衰减比为，定值系统中控制品质要求衰减比为。 15、常见的传热设备有、、等。 16、精馏装置一般由、、、等设备组成。精馏塔产品质量指标选择有直接产品质量指标和两类。
二、选择题（10分，每小题2分） 1、成分、温度调节系统的调节规律，通常选用（）。 A. PI B. PD C. PID 2、自动控制系统中控制器正、反作用的确定是根据（）。 A．实现闭环回路的正反馈。 B．实现闭环回路的负反馈。 C．系统放大倍数恰到好处 D．生产的安全性。 3、单纯的前馈调节是一种能对（）进行补偿的调节系统。 A．测量与给定之间的偏差 B．被调量的变化 C．干扰量的变化 4、分程控制系统常要加装（）来达到分程的目的。 A．调节器 B.变送器 C.阀门定位器 5、在某一分离异丁烷与正丁烷的精馏塔中，微小的压力波动也会影响温度的变化，同时压力波动引起的各板上温度变化的方向是一致的，此时应选择（）作为间接质量指标进行控制。 A．灵敏板温度 B.温差 C.双温差 6、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。当比例带的数值完全相同时，甲，乙两系统的振荡程度相比 A. 甲系统振荡程度比乙系统剧烈。 B. 乙系统振荡程度比甲系统剧烈。 C. 甲、乙两系统的振荡程度相同。 7、定值控制系统是（）环调节，单纯的前馈控制系统是（）环调节。 A．开，闭 B．闭，开 C．开，开 D．闭，闭
最新过程控制系统考试试题汇总
精品文档过程控制系统考试试题汇总(预测) 编辑：郭长龙河南工业大学 一：填空题28分 1?过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2.过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3?过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4.过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制 5?工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6?压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测 7?调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀&电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9 ?气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12?PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13?造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。 14?自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15?DCS的基本组成结构形式是三点一线”。 二：名词解释20分 1?过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2?积分饱和：在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。 3?串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 4?比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。6?超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。 7?分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8?阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。 9?集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10?现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三：简答题32分 1?什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用？怎样控制？ 答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： (1 )比例参数KC,作用是加快调节，减小稳态误差。 (2)积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度 精品文档
过程控制系统试卷及答案
过程控制系统试卷C卷 一、填空题（每空1.5分）（本题33分） 1、过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程和测量变送等环组成。 2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。 4、气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 5、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀三大类。 6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混合建模。 7、积分作用的优点是可消除稳态误差(余差)，但引入积分作用会使系统稳定性下降。 8、在工业生产中常见的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭 环比值控制和变比值控制三种。 9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长 期存在偏差。 二、名词解释题（每小题5分）（本题15分） 1、过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2、串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 3、现场总线：是指将现场设备与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。 三、简答题（每小题8分）（本题32分） 1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?怎样控制？ 答：PID是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为：（1）比例参数KC，作用是加快调节，减小稳态误差。（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。 2、前馈与反馈的区别有哪些？ 答：（1）控制依据：反馈控制的本质是“基于偏差来消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对被控量的影响”。
过程控制系统考试试题汇总优选稿
过程控制系统考试试题 汇总 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
过程控制系统考试试题汇总（预测） 编辑：郭长龙河南工业大学 一：填空题 28分 1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2．过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3．过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4．过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制5．工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6．压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测 7．调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀8．电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9．气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12．PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13．造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。 14．自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。15． DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。
二：名词解释 20分 1.过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。 2．积分饱和: 在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。 3.串级控制系统：值采用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操纵调节阀，从而对住被控变量具有更好的控制效果。 4.比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。 5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。 6.超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。 7.分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8.阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。
过程控制工程课后习题参考答案-前三章
过程控制工程课后习题参考答案-前三章
过程控制工程 第一章单回路控制系统 1.1 何谓控制通道？何谓干扰通道？它们的特性对控制系统质量有什么影响？ 控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系； 干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。 （1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面） 控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。 控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。 控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。 （2）干扰通道特性对系统控制质量的影响：
（从K、T、τ三方面） 干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。 干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。 干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个 。 纯滞后时间τ 1.2 如何选择操纵变量？ 1）考虑工艺的合理性和可实现性； 2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数； 3）控制通道时间常数应适当小一些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道 时间常数。干扰动通道时间常数越大 越好，阶数越高越好。 4）控制通道纯滞后越小越好。 1.3 控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响？对控制系统的动态质量有何影响？ 比例度δ越小，系统灵敏度越高，余差越小。
过程控制期末考试试卷
1、什么是比值控制系统它有哪几种类型画出它们的结构原理图。 答：比值控制系统：用来实现两个或者两个以上物料保持一定比例关系的控制系统。四种类型：开环比值控制，单闭环比值，双闭环比值，变比值。 画图 Pic1开环比值控制 Pic2单闭环比值 Pic3双闭环比值 主流量 设定值 主流量 副流量 主测量变送 副测量变送 副控制器副控制阀副流量对象 F M KF M F S K - 主流量对象 主控制阀 主控制器 - 副流量 设定值 Pic4变比值
F M 测量变送 比值控制器 执行器副流量对象 - 主对象 (变换炉) 测量变送 除法器 主控制器 - 主、测量变送 F S 2、如图所示的反应釜进行的是放热反应，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应过程温度控制精度要求很高，单回路控制满足不了要求，需用串级控制。 （1）当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。 （2）当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级画出系统结构图。 （3）对上述两种不同控制方案选择控制阀的气开、闭形式及主、副控制器的正、反作用。 答：（1） （2）
（3 ）选择气闭，上述两种情况均为主控制器反作用，副控制器正作用。 3、某前馈-串级控制系统如图所示。已知： ;1 23)(;1)()(;2)(;9)()(012121+= =====s s G s G s G S G S G S G m m V C C ;1 25 .0)(;123)(02+=+= s s G s s G f 要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。3）假定控制阀为气开式，试确定各控 制器的正/反作用。 答：（1） ) (s G f ) (1s G c ) (s H ) (s R ) (2s G p ) (2s G c ) (s G d ) (1s G p ) (s Y ) (s D (2) )()()() ()(1)()(1)() ()(112222s G s G s H s G s G s G s G s G s D s Y p c p c p c d ++= )()()()()(1)()(1) ()()(1) ()() (11222212 222s G s G s H s G s G s G s G s G s G s G s G s G s G p c p c p c p p c p c ff ++ ++=0 求的，Gff （s ）= （3）主为正作用，副为反作用。 3、有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似. 请问如何区分它们 试分析图3所示的两个系统各属于什么系统 说明其理由.
过程控制系统模拟试题
过程控制系统试题 一、填空题（20'） 1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。 2、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为稳定性、快速性、和准确性。 3、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电动调节阀三大类。 4、扰动通道静态放大系数越大，则系统的稳态误差越大。控制通道的静态放大系数越大，表示控制作用越灵敏，克服扰动能力越强。 5、串级控制系统主回路一般是一个定值控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。 6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偿解耦、反馈解耦法、对角解耦法、单位阵解耦法。 二、单项选择题（10'） 1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C )是衡量系统快速性的质量指标。 A）最大偏差B）衰减比C）振荡周期D）余差 2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C ) A．结构上由两个闭环组成B．对二次扰动有很明显的克服作用C．系统中有两个调节阀D．提高了整个系统的响应速度 3、串级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（B）
A）主回路B）副回路C）主副回路都有D）不能确定 4、下面前馈控制系统中对过程的控制质量没有影响的是（D） A）控制通道放大倍数Ko B）扰动通道放大倍数Kf C）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间 5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择( A )特性的调节阀。 A、快开特性 B、等百分比特性 C、线性 D、抛物线特性 三、判断题（10'） 1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。（√） 2、过程控制系统的偏差是指设定值与测量值之差。（√） 3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。 4、对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。（×） 答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易 5、串级控制系统中主调节器以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。（×）答案：串级控制系统中主调节器以“慢调”、“细调”作用，使主参数稳定在设定值上，副调节器则以“先调”、“快调”、“粗调”克服干扰。 6、测量滞后一般由测量元件特性引起，克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。（×） 答案：微分作用能起到超前调节的作用，因此能克服纯滞后；积分作用能克服余差。
过程控制期末复习题
2-11简述积分控制规律 答：积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。2-12比例调节器和积分调节器有何不同 答：比例调节器的输出只取决于（输入偏差的现状），而积分调节器的输出则包含了（输入偏差量的全部历史） 2-13简述比例积分控制规律。答：比例部分能（迅速响应控制作用），积分部分则（最终消除稳态偏差）。 2-14微机控制的调速系统有什么特点答：（信号离散化，信息数字化）。 2-15旋转编码器分为哪几种各有什么特点答：绝对式编码器：常用语检测转角信号，若需要转速信号，应对转角微分。增量式编码器：可直接检测转速信号。2-16数字测速方法有哪些精度指标答：（分辨率，测速误差率）。 2-17采用旋转编码器的数字测速方法有（M，T，M/T）。高低全 2-18为什么积分需限幅答：若没有积分限幅，积分项可能很大，将产生较大的退饱和超调。 2-19简述带电流截止负反馈环节转速反馈调速系统机械特性的特点。 答：电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻KpKsR，导致当Id=Idcr 时，机械特性急剧下垂；比较电压Ucom与给定电压Un*作用一致，相当于把理想空载转速提高到n0`=(KpKs(Un*+Ucom))/(Ce(1+K))。 3-2由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工作状态。（未验证） 答：电动机堵转则转速恒为零，在一定的给定下，偏差电压相当大，从而使ASR 迅速达到饱和，又电动机转速由于转轴堵死无法提升，故ACR无法退饱和，因此系统处于ASR饱和状态。 3-3双闭环直流调速系统中，给定电压Un*不变，增加转速负反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压Un和实际转速n是增加、减小还是不变（已验证）答：转速反馈系数α增加，则转速反馈电压Un增加，给定电压Un*，则转速偏差电压减小，则ASR给定电压Ui*减小，则控制电压Uc减小，则转速n减小；转速n 减小，则转速反馈电压Un减小，直到转速偏差电压为零；故稳态时转速反馈电压Un不变，且实际转速n减小。 3-4双闭环直流调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象（未通过验证，求姐）（1）电流反馈极性接反。（2）转速极性接反。 答：（1）由于电流环的正反馈作用，电枢电流将持续上升，转速上升飞快，电动机飞车。（2）由于转速环的正反馈作用，ACR无法退饱和，电动机转速持续恒流上升。 3-5某双闭环调速系统，ASR、均采用PI调节器，ACR调试中怎样才能做到Uim*=6V 时，Idm=20A；如欲使Un*=10V时，n=1000rpm，应调什么参数答：（1）调节电流反馈系数β=；（2）调节转速反馈系数α=。 3-6在转速、电流双闭环直流调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数改变转速调节器的放大倍数Kn行不行（==|||）改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行改变转速反馈系数α行不行若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数 答：通常可以调节给定电压。改变Kn和Ks都不行，因为转速电流双闭环直流调速系统对前向通道内的阶跃扰动均有能力克服。也可以改变α，但目的通常是为了获得更理想的机械特性。若要改变堵转电流，应调节电流反馈系数β。
过程控制仪表和装置考试试卷
一、填空题（每题2分，共20分） （1）控制仪表防爆措施主要有隔爆型和本质安全性。 （2）智能仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA 。电Ⅲ仪表的能源信号是24V ，标准传输信号是4~20mA （3）电气转换器是将4~20MA 信号转换为0.02~0.1MP 信号的设备。 （4）在PID控制器中，比例度越大系统越稳定；积分时间越短，积分作用越强；微分时间越长，微分作用越强。 （5）手动操作是由手动操作电路实现的，手动操作电路是在比例积分电路的基础上附加软手动操作电路和硬手动操作电路来实现的。 （6）DDZ-Ⅲ型控制器有自动（A）、软手动（M）、硬手动(H) 三种工作状态。 （7）执行器按所驱动的能源来分，有电动执行器、气动执行器、液动执行器三大类。 （8）常用的安全栅有：齐纳式安全栅和变压器隔离式安全栅。 （9）气动阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，具有精确定位的功能的作用。 （10）电气阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，即具有电器转换器的作用，又具有精确定位的功能的作用。 二、名词解释(每题4分，共20分) （1）流量系数C 流量系数C：流量系数C的定义为:在控制阀全开, 阀两端压差为100kPa, 流体密度为1g/cm3时，流经控制阀的流体流量(以m3/h 表示)。 （2）“虚短” “虚短”；差模输入电压为零，即Ud＝0； （3）“虚断” “虚断”；输入端输入电流为零，即ii＝0。 （4）控制规律： 控制规律，就是指控制器的输出信号与输入信号之间随时间变化的规律 （5）反作用执行机构 反作用执行机构:当来自控制器或阀门定位器的信号压力增大时，阀杆向下动作的叫正作用执行机构(ZMA 型)；当信号压力增大时，阀杆向上动作的叫反作用执行机构(ZMB 型)。 三、简答题(每题8分，共40分) 1、试述热电偶温度变送器的工作原理。 热电偶温度变送器与热电偶配合使用，可以把温度信号转换为4～20mA、1～5V的标准信号。它由量程单元和放大单元两部分组成，如图2.30所示。 热电偶温度变送器的放大单元包括放大器和直流/交流/直流变换器两部分，放大器由集成运算放大器，功率放大器、隔离输出和隔离反馈电路组成，后者有变换器和整流、滤波、稳压电路组成。放大单元的作用是将量程单元送来的毫伏信号进行电压放大和功率放大，输出统一的直流电流信号Io（4～20mA）和直流电压信号VO（1～5V）。同时，输出电流又经隔离反馈转换成反馈电压信号Vf，送至量程单元。热电偶温度变送器的量程单元原理电路如图2.34所示，它由信号输入回路①，零点调整及冷端补偿回路②，以及非线性反馈回路③等部分组成。
过程控制工程A复习题答案
《过程控制工程》A复习题答案 一、判断题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分） 1.（√） 2.（×） 4.（√） 6. （√） 8.（√） 9.（×） 11.（×） 12.（√） 13. （×） 15.（√） 二、填空题（本大题共20个小题，每小题1分，共20分）1．增强，最大，减小，减小。 3．机理建模和系统辨识与参数估计 4．准确、迅速和可靠 5. 口径的选择、流量特性的选择和正反作用的选择7．增强，增大，增大 9. 快开、等百分比和线性，广义对象特性10．Q/Qma x l/L 流量理想工作
12．消除余差产生振荡现象克服容量滞后 13．减小调节器的放大倍数 14．经验法衰减曲线法临界比例度法反应曲线法15．气动, 电动, 液动 16．执行机构和调节机构 17．增益增大，增益减小 19. 克服容量滞后 20 . 大于减小不变缩短提高。 三、选择题（本大题共10个小题，每小题1分，共10分） 1. （A ） 2. （A ）。 3. （C ）。 4. （D ）。 5. （C ）。 6. （B ） 7. （B ）。 8. （A ）。 9. （B ） 10．（B ）。 四、简答题（本大题共4个小题，每小题5分，共20分） 1、电气阀门定位器有哪些作用
答： ①改善阀的静态特性1分 ②改善阀的动态特性1分 ③改变阀的流量特性1分 ④用于分程控制1分 ⑤用于阀门的反向动作1分 4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质？ 答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰有克服作用. 2分 反馈的特点作用依据是偏差; 不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质.3分 五、综合分析题（本大题共3个小题，第1题15分第2第3题10分共35分） 1. 如图示加热炉，采用控制燃料气流量来保证加热炉出口温度恒定。 1.若进料量是主要扰动且不可控制时，设计合理的控制方案，并作简要说明。 2.当燃料气阀前压力是是主要扰动且不可控时，设计合理的控制方案，并作简要说明。 答：当总进料量是主要扰动时，控制方案如图1所示。该方案为前馈－反馈控制系统方案。
过程控制系统试题10套第一套答案
过程控制系统试题10套第一套答案 过程控制系统试题一 —、选择题（10X3分） 1、过程控制系统由儿大部分组成，它们是：（） A.传感器、变送器、执行器 B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门 C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象 D.控制器、检测装置、执行器2、在过程控制系统过渡过程的质量指标中，（）反映控制系统稳定程度的指标 A.超调量 B.衰减比 C.最大偏差 D.振荡周期3、下面对过程的控制质量没有影响的是：（） A .控制通道放大倍数K B.扰动通道放大倍数K OfC.扰动通道时间常数D.扰动通道纯滞后时间4、在对象特性中，（）是静特性。 A.放大系数K B.时间常数T C.滞后时间T D.传递函数5、选择调节参数应尽量使调节通道的（） A.功率比较大 B.放大系数适当大 C.时间常数适当小 D.滞后时间尽量小6、在简单控制系统中，接受偏差信号的环节是（）。 A .变送器B.控制器C.控制阀D.被控对象7、下列说法正确的是（）。 A.微分时间越长，微分作用越弱； B.微分时间越长，微分作用越强； C.积分时间越长，积分时间越弱； D.积分时间越长，积分时间越强。8、调节阀按其使用能源不同可分为（）三种。 A（电动B（液动C（气动D（压动9、打开与控制阀并联的旁路阀，会使可调比⑷。 A.变小 B.变大 C.不变 D.为零10、串级控制系统主、副对象的时间常数之
比，T/T,（）为好，主、副回0102 路恰能发挥其优越性，确保系统高质量的运行。 A. 3, 10 B. 2,8 C. 1,4 D. 1,2 二、判断题(10X2分) 1、过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。(Y) 2、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。(N) 3、当生产不允许被调参数波动时，选用衰减振荡形式过渡过程为宜。(N) 4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。通过试验，得到临界比例度§和临K界周期T,然后根据经验总结出来的关系，求出调节器各参数值。(Y) K 5、一般来说，测量变送环节的作用方向总是正的。(Y) 6、均匀控制系统单从结构上看与简单控制是不同的。(N) 7、采取分程控制通常可以提高控制阀的可调比。(Y) 8、积分饱和通常不影响控制系统品质。(N) 9、干扰进入调节系统的位置离调节阀越近，离测量元件越远，调节质量越好。(Y) 10、串级调节系统要求对主参数和副参数均应保证实现无差控制。(N) 三、简答题(4X5分) 1、按照设定值的不同形式，过程控制系统可分为哪儿类， 解答，按照设定值的不同形式乂可分为： ,1,.定值控制系统定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统.定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响，使被控变量最终回到设定值或 其附近.以后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言.，2, ?随动控制系统
期末考试过程控制计算题
计算及问答题 1．某换热器温度控制系统（设定值为100℃），在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。分别求出衰减比、最大偏差、余差、过渡时间和振荡周期（按±3％稳态值来确定过渡时间）。 温度℃ 解：衰减比ψ= 8 .011)105110()105130(12 =-=---B B 最大偏差A ，即超调量σ= %8.23%100%100105 105 130) () ()(=?=?-∞∞-y y t y p 余差C=│y ﹙∞﹚－y ﹙0﹚│=105－100=5 过渡时间ts=27min ，（计算稳态值的±3％，即102或108，用尺子量后估算出时间） 振荡周期，时间作衰减振荡，所以振荡周期T=20－8=12min ，（两个波峰的时间差） 2．已知某被控过程的数学模型为 1)()(+= Ts K s E s U 应用前向差分法，求关于u(k)和e(k)的差分方程。 参考计算控制课本p129 解：)() 1()(s E K Ts s U ?=+? )()()(s E K s U s U Ts ?=+? )()()(t Ke t u T dt t du =+ 设采样周期为T S ，代入S T k u k u dt t du ) ()1() (-+= )()())()1((k Ke k u k u k u S T T =+-+ )()1()(k Ke k u k u T T T T T T S S S --++= 3．一台仪表的测温范围为100～550℃，绝对误差的最大值为2℃，求这台仪表的相对误差。 解：δ= % 44.0%100100 5502=?- 第 页
4．某一标尺为0～500℃的温度计出厂前经校验，其刻度标尺各点测量结果值分别为： （1）求出仪表最大绝对误差值； （2）确定仪表的允许误差及精确度等级； （3）仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为±8℃，问该仪表是否还符合出厂时的精确度等级。 解：(1)最大绝对误差值为 6 。 (2)仪表精度δ= % 5.1%2.1%1000 5006≤=?- 所以允许误差为±%，仪表精度等级为级。 (3)使用一段时间后的精度为δ= % 5.1% 6.1%1000 5008≥=?- 所以不符合出厂时的精确度等级。 5．如下图所示液位控制系统中，被控过程物料的输入量和输出量是什么控制系统的（1）被控变量、（2）操纵变量、（3）主要扰动、（4）输入信号、（5）输出信号各是什么 Q 2 6．图所示液位过程的输入量为q 1，流出量为q 2、q 3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，设R 1、R 2、R 3为线性液阻，求： （1）列出液位过程的微分方程组； （2）画出液位过程的框图； （3）求液位过程的传递函数W 0(s )=H (s )/Q 1(s ) q 2 q 3 (2)
过程控制系统试题10套
过程控制系统试题10套 过程控制系统试题一 一、选择题,10×3分, 1、过程控制系统由几大部分组成,它们是,( ) A.传感器、变送器、执行器 B.控制器、检测装置、执行机构、调节阀门 C. 控制器、检测装置、执行器、被控对象 D. 控制器、检测装置、执行器 2、在过程控制系统过渡过程的质量指标中, ( )反映控制系统稳定程度的指标 A.超调量 B.衰减比 C.最大偏差 D.振荡周期 3、下面对过程的控制质量没有影响的是: ( ) A .控制通道放大倍数K B.扰动通道放大倍数K Of C.扰动通道时间常数 D.扰动通道纯滞后时间 4、在对象特性中,( )是静特性。 A. 放大系数Κ B. 时间常数T C.滞后时间τ D.传递函数 5、选择调节参数应尽量使调节通道的( ) A.功率比较大 B.放大系数适当大 C.时间常数适当小 D.滞后时间尽量小 6、在简单控制系统中,接受偏差信号的环节是( )。 A .变送器 B. 控制器, C. 控制阀 D. 被控对象 7、下列说法正确的是( )。 A. 微分时间越长,微分作用越弱, B. 微分时间越长,微分作用越强, C. 积分时间越长,积分时间越弱, D. 积分时间越长,积分时间越强。 8、调节阀按其使用能源不同可分为( )三种。 A,电动 B,液动 C,气动 D,压动 9、打开与控制阀并联的旁路阀,会使可调比(A)。
A.变小 B.变大 C.不变 D. 为零 10、串级控制系统主、副对象的时间常数之比,T/T,( )为好,主、副0102 回路恰能发挥其优越性,确保系统高质量的运行。 A. 3,10 B. 2,8 C. 1,4 D. 1,2 二、判断题,10×2分, 1、过程控制系统中,需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。( ) 2、调节阀的结构形式的选择首先要考虑价格因素。( ) 3、当生产不允许被调参数波动时,选用衰减振荡形式过渡过程为宜。( ) 4、临界比例度法是在纯比例运行下进行的。通过试验,得到临界比例度δ和临K界周期T,然后根据经验总结出来的关系,求出调节器各参数值。( ) K 5、一般来说,测量变送环节的作用方向总是正的。( ) 6、均匀控制系统单从结构上看与简单控制是不同的。( ) 7、采取分程控制通常可以提高控制阀的可调比。( ) 8、积分饱和通常不影响控制系统品质。( ) 9、干扰进入调节系统的位置离调节阀越近,离测量元件越远,调节质量越好。( ) 10、串级调节系统要求对主参数和副参数均应保证实现无差控制。( ) 三、简答题,4×5分, 1、按照设定值的不同形式, 过程控制系统可分为哪几类, 2、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性,常用的调节阀理想流量特性有 哪些, 3、前馈控制与反馈控制的区别有哪些,