F20081113北京科技大学本科大型机械设备自.doc

北京科技大学 2008-2009学年 第 1学期大型机械设备自动化控制试卷装 订 线 内 不 得 答 题自 觉 遵 守 考 试 规 则，诚 信 考 试，绝 不 作 弊院(系) 班级 学号 姓名 试卷卷面成绩占课程考核成绩 %平时 成绩占 %课程考核成绩题号一二三四五六七八九十小计得分1000得 分一、填空题（30分）.简单控制系统，也称 ，是指那些一个 、一个 且只有一个 、一个 所组成的控制回路。.过程控制系统在运行中有两种状态： 和 ,评价控制系统的性能指标可概括为 、 和 ，具体指标如 、 和 等。.在控制系统的设计中，各种控制算法无不要求过程模型以某种特定形式表达出来, 例如PID控制、二次型最优控制、基于参数估计的自适应控制、预测控制等通常分别采用 、 、 和 形式的过程数学模型。.计算机过程控制系统主要由 、 、 和 四部分组成，其控制功能主要可分为 、 、 和 。 5.板形自动控制一般包括 控制和 控制以及 控制，它们的实质都是对承载辊缝 的调控；而厚度控制的实质是对承载辊缝 的调控 。得 分二、简答题（25分）.近20年来，随着计算机技术和网络通讯技术的发展，计算机过程控制是当代大型机械设备自动化控制的基本形式。由于计算机装置涌现了多种类型的体系结构，由它们分别实施的计算机过程控制系统各有其特点。计算机过程控制系统分别按控制装置结构类型和设定值形式可具体分为哪些类型？（10分）.在现代化工业生产中,一个生产装置中要求控制的参数越来越多，对控制的要求也越来越高，往往需要设置多个控制回路来稳定各个被控量。分析多输入多输出的耦合控制系统时，需要认真分析的首要问题就是耦合系统各变量之间的耦合程度。按照Bristol-Shinskey的定义，请问相对增益如何反应系统的耦合控制特性（耦合度）？（5分）.系统整定的含义和实质分别是什么？4:1和10：1衰减曲线法是常用的工程整定法，请问4:1和10：1的具体含义是什么，并描述4：1衰减曲线法的具体整定步骤？（10分）得 分三、计算分析题（10分）.具有纯迟延过程被公认为较难控制的过程，采用反馈控制和前馈控制等方案是无法克服的，且时延现象越突出，系统越不稳定。试说明大迟延系统的Smith预估补偿控制系统（见图3-1）特点，并推导确定Smith预估补偿器的传递函数模型。（10分）图3-1 Smith预估补偿控制系统方框图得 分四、分析讨论题（35分）.板带材是冶金工业重点优先发展主干品种, 我国正在大力建设或改造高精度宽带钢热、冷连轧机, 近十几年来热、冷连轧的工艺和生产发生了重大变化,且带钢冷、热连轧计算机控制系统是冶金企业计算机控制程度最高、经济效益最大的自动化系统，请简述该类流程工业大型机械设备、工艺及控制变化与特点？（10分）11.现代冷轧生产技术基本上以连续化、高速化、自动化和专业化为特征，带钢冷轧方式主要有可逆式轧制和连续式轧制两种形式。请结合图4-1所示带钢可逆式冷轧生产过程，谈谈流程工业生产过程常用的分布式或现场总线型控制系统的特点、组成与发展趋势。（10分）Speed down- Side guide- 3 Roll feeder- Pay off reel- Entry TRExit TR- Pressure board- Side guide- Entry X-Ray- Entry S/M- Exit S/M- Exit X-RayL/CEntry Pinch rollExit Pinch roll图4-1 单机架可逆式六辊冷轧机咬钢和轧制生产.按图示已知条件，推导出当有H0的干扰时，若想保持P不变，可以采取的控制方法以及相应的调节