南京工业大学 过程控制工程 试题 （ B ）卷（闭）.doc

南京工业大学 过程控制工程 试题 （ B ）卷（闭）20062007 学年第1学期 使用班级 自03 A方向班级 学号 姓名题号一二三四总分得分一、 选择题：（1-6题为单选题每题3分，7-9题为多选题每题4分） 1. The behavior of the controlled variable, CV, is important because.A It was selected to achieve one or more of the 7 control objectives.B The sensor measures this valueC Large fluctuations create messy trend plots. 2. The PID controller. A is non-linear.B is linear (obeys proportionality and superposition)C obeys proportionality only.D obeys superposition only. 3. Which of the following statement(s) does NOT appear in the cascade control design criteria? A The secondary variable must indicate the occurrence of an important disturbance. B Only one valve can influence the secondary and primary variables. C The secondary variable dynamics must be faster than the primary variable dynamicsD There must be a causal relationship between the manipulated and secondary variables. 4. Which of the following statements are true for a valve positioner?A It is a secondary in a cascade control system.B It uses no measured variable.C It can improve the control performance for a slow feedback control loop. 5. Cascade control involves two controlled variables, but only one valve. A The description is not correct; cascade involves two controlled variables and two valves.B The description is not correct; cascade involves one controlled variable and one valve.C Cascade control involves two controlled variables, but only the primary variable is controlled independently by the valve.D The degrees of freedom principle does not apply to a system with two controllers. 6. The non-isothermal stirred tank chemical reactor is shown in the figure below. We want to control AC-1. What is the best cascade design for the disturbances shown in the figure? A AC-1 - TC-1 - vcB AC-1 - AC-2 - vcC AC-1 - AC-2 - va 7. The three modes of the most common feedback controller are called the.A Persistent B Integral C Proportional D Derivative E Interacting F Disturbance 8. Which of these control loop elements are typically very fast and very accurateA Electrical Transmission B Signal ConversionC Process D Final Element, Valve 9. For the cascade controller in the figure the temperature controller can be referred to as: A Primary B Top level C secondary D Outer二、判断题：(每题3分共18分) 1. Feedback control can be implemented without the use of a sensor. 2. Control can be applied using several methods, including but not limited to feedback. 3. Cascade control requires more instrumentation than the equivalent single-loop control. 4. Feedback Control is always implemented using digital computers? 5. The secondary variable in a cascade can respond to more than one disturbance 6. All measured disturbances should be used for feedforward control原料加热剂气开(题1图)TTTCFCFT三、分析题：（32分）1. 画出图示系统的方框图，试确定控制器的正反作用。若加热变成冷却，且控制阀由气开变为气关，控制器的正反作用是否需要？（7分）2. 串级控制系统有哪些主要特点？为什么说串级控制系统能迅速克服进入副回路的扰动？（6分）3. 什么是前馈控制？它有何特点？为什么一般要与反馈控制相结合？（6分）4. (1)离心式压缩机为什么常设置防喘震控制系统？(2)防喘震控制系统有哪些类型？(6分)5. 锅炉汽包水位有哪三种控制方案，说明应用场合。(7分)四、设计题：（20分）1. 有附图所示反应器，反应器温度是用冷却水控制的。(1)如果主要扰动是冷却水阀前压力有波动，应组成怎样的串级控制系统回路？画出控制方案。(2)画出采用串级控制系统时的流程图。并设控制阀是气开式，那么，两个控制器分别应选正作用还是反作用，为什么？(3)如果控制阀为气关式，两个控制器的正反作用是否需要改变？冷却水进料出料TT过程控制工程试题B卷答二、 选择题：（1-5题为单选题每题3分，7-9题为多选题每题4分）1. A 2. B 3. B 4. A 5. C 6. C 7. CDE 8. AB 9.A D二、判断题：(每题3分共18分)1.F 2T 3.T 4.F 5.T 6.F三、分析题：（33分）1. 控制器反作用。若加热变成冷却，且控制阀由气开变为气关，控制器的正反作用不需要改变。（7分）2. 串级控制系统的结构特点：由两个或两个以上的控制器串联连接，一个控制器的输出是另一个控制器的设定。由两个或两个以上的控制器、相应数量的检测变送器和一个执行器组成。当扰动进入副回路后，首先，副被控变量检测到扰动的影响，并通过副回路的定值控制作用，及时调节操纵变量，使副被控变量回复到副设定值，从而使扰动对主被控变量的影响减少。即副环回路对扰动进行粗调，主环回路对扰动进行细调。因此，串级控制系统能迅速克服进入副回路扰动的影响。（6分）3. 前馈控制器是“基于扰动来消除扰动对被控量的影响”，故前馈控制又称为“扰动补偿”。扰动发生后，前馈控制器“及时”动作对抑制被控量由于扰动引起的动、静态偏差比较有效。但同时亦存在着很大的局限性主要有：(1)完全补偿难以实现 前惯控制只有在实现完全补偿的前提下，才能使系统得到良好的动态品质、但完全补偿几乎是难以作到的。（2）前馈控制属于开环控制，所以只要系统中各环节是稳定的。（3）只适合用来克服可调而不可控的扰动，而对系统中纳其它扰动无抑制作用。为了克服前馈控制的局限性，工程上将前馈、反馈两者结合起来。这样，即发挥了前馈作用及时克服主要扰动对被控量影响的优点，又保持了反馈控制能克服多个扰动影响的特点，同时也降低系统对前馈补偿器的要求，使其在工程上易于实现。（6分）4. 在工作转速下，若吸入流量小于喘振点流量，压缩机可能发生喘振现象，压缩机的气体流量出现脉动，时有时无，造成压缩机转子交变负荷，轴承强烈振动，甚至造成设备损坏。因此需设置防喘震控制系统。常用的控制系统：固定极限流量防喘振控制、可变极限流量防喘振控制、测量出口流量可变极限流量防喘振控制。6分)5. 1）单冲量水位控制系统（简单负反馈控制系统），适用于气泡容量较大，虚假液位不严重，负荷较平稳的场合；2）双冲量水位控制系统（前馈负反馈控制系统），已经考虑了蒸汽流量对汽包水位影响，适用于给水流量波动较少的场合；3）三冲量水位控制系统（前馈串级反馈