江苏大学自动化专业过程控制试题库(杜译博士专业版)要点

流程控制最终测试组(江苏大学自动化专业(杜译博士)期末考试)第一，填空(这个问题共10分，包括3个小问题，10个填空，每个空白1分)1.典型的简单控制系统包括(检测/发送)设备、(控制目标)、(调整)设备和(执行)机构。2.过程控制系统中常用的参数调整方法有(经验方法)、(衰减曲线方法)、(稳定边界方法/临界缩放方法)和(响应曲线方法)。3.在PID控制器中，控制器的Kc越大，表示调节作用(越强)；Ti值越大，表示积分作用(减弱)；Td值越大，表示微分作用(增强)。4.典型的过程计算机控制系统分为(操作指令控制系统)、直接数字控制系统、(计算机控制系统监控)、(分布式控制系统)和现场总线控制系统几种典型形式。5.在闭环控制系统中，可以根据设定值分为值控制系统、后续控制系统和程序控制系统。1)值控制系统特征：设置为(固定不变)。活动：确保控制变量(扰动)在活动状态下始终保留在设置值中。2)伺服控制系统特征：设置是一个(变化量)；角色：在各种条件下确保系统的输出(及时跟踪设置更改)。3)程序控制系统特征：一个设置(随特定时间过程变化的时间函数)。角色：在各种条件下确保系统的输出(根据规定的程序自动更改)。6.热电偶温度计的基本组成部分是(热电偶)、(测量仪表)、(连接热电偶)和(测量仪表的电线)。7.级联控制系统快速克服输入(次)电路的扰动，改善(主)控制器的大对象特性，并允许(次)回路内每个链路的特性在一定范围内波动，而不影响整个系统的控制质量。8.值控制系统按(偏差)控制，前馈控制按(扰动)控制。前者是(封闭)环控制，后者是(开放)环控制。第二，选择题(这个问题共10分，包括5个问题，每个2分)1.因为微分调节法则在前面，所以调节器添加微分主要用于(C):A.调节对象的惯性延迟(时间常数t)、容量延迟c和纯延迟0。B.克服调整对象的纯滞后，0。C.调整对象的惯性延迟(时间常数t)，容量延迟 C .2.值调整是补偿(a)的调节系统。A.测量和给定偏差B.调整后的更改C.干扰量的变化D.变更设定值3.值调整系统为(x)调整环，前馈系统为(x)调整环(b)。A.开，关B.关闭，打开C.打开，打开D.关闭，关闭4.调整系统在纯比作用下已经调整，因此添加积分效果后，为了确保原始稳定性，此时比例也必须(a)。A.增加B.减少C.不变D.先增加，然后减少5.成分，温度调节系统的调节规律，一般选择(c)。A.PIB.PDC.PID6.流量，压力调节系统调节规则，一般选择(a)。A.PIB.PDC.PID等级调节系统调节规则，一般选择(d)。A.PIB.PDC.PIDD.p8.在调节系统中确定调节器的正负效应(b):A.闭环电路正反馈的实现。B.实现闭环电路的负反馈。C.系统比例适当D.生产安全。9.简单的前馈调节是补偿(c)的调节系统。A.测量和给定偏差B.调整后的更改C.干扰量的变化10.值调整是补偿(a)的调节系统。A.测量和给定偏差B.调整后的更改C.干扰量的变化热电偶温度计(c)a)利用两个相互接触的金属导体的温差电动势特性进行温度测量。b)利用互相接触的两个金属导体的接触电动势特性进行温度测量。c)利用两个相互接触的金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行温度测量。d)是利用两个非接触金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行的温度测量。12.以下叙述中哪个最恰当(d)a)控制系统的时间延迟现象主要是由于控制对象的惯性特性引起的。b)控制系统的时间延迟现象主要是由于检测装置的安装位置造成的。c)控制系统的时间延迟现象对控制系统的稳定性没有影响。d)以上三种叙述不完整。Dcs的中文含义如下：(b)a)比例、积分、微分控制。b)分布式控制系统。c)可编程逻辑控制器。d)以上三点是错误的。三、判断问题：确定以下陈述的对错。你认为是对的，在每个问题后面的括号里打，否则就打(本问题共20分，包括10个问题，每个问题2分)1.与DCS相比，Fieldbus的主要技术优势之一是实现了控制系统的完全分布式2.热阻温度计正常工作需要进行冷端校正。Pid的含义是比例、积分和微分。4.前馈控制系统是一种通常可以单独使用前馈控制的值控制。5.使用Smith补偿器处理大型延迟控制对象时，不需要提供精确的对象数学模型。6.控制目标特性表示控制目标输入和输出之间的关系。7.级联控制系统中的子控制器指定值由主控制器的输出确定，因此子控制器与闭环值控制系统相同。8.衰退百分比n指示系统转换过程曲线更改两个周期后衰退的速度。9.热电阻温度计和热电偶温度计一样，测量温度时需要进行温度修正。10.单回路控制系统由控制器、执行器、传感传输装置和控制对象组成。11.在缩放系统中，通常可以轻松调整的量是主变量，易于测量的量是次变量。Ddc的汉语意思是直接数字控制。13.受控对象的动态特性描述了受控对象的输入和输出关系的动态特性。14.级联控制系统适用于容量延迟低的生产工艺。15.前馈控制系统一般可以单独使用，因为控制精度高，不受外部干扰的影响。16.前馈控制以与设置控制相同的方式调整为偏差。17.控制目标的滞后时间常数是由自身惯性特性引起的。18.在级联控制中，辅助控制器的输入值是主控制器的输出值。第四，简单的回答(这个问题共15分，包括5个问题，每个问题3分)1.什么是设置控制系统？答案：值控制系统是具有一定设置的控制系统。值控制系统克服了扰动对控制变量的影响，使控制变量返回设置值或其附近。值控制系统稍后在没有特殊说明控制系统的情况下指定。什么是伺服控制系统？答：伺服控制系统的设定会持续变更，伺服控制系统的作用是让控制的变数尽快准确地追踪设定变更，没有错误。什么是程序控制系统？答案：程序控制系统中的设定也会变更，但设定会随时间变更的已知时间函数。4.什么是大使(起诉)对象，是否给出值和偏差？答案：自动调整系统中的生产设备称为调整对象或简单实体，生产中必须保持的流程指标称为指定值。对于自动调整系统，在指定值R处，测量值Y通常为偏差e，即e=R-Y，如果指定值R大于测量值Y，则为正偏差，如果指定值R小于测量值Y，则为负偏差。什么是绝对压力、表压力和真空度？他们的相互关系是什么？回答：绝对压力：绝对真空状态下的压力称为绝对零压力，基于绝对零压力的压力称为绝对压力。表压：当绝对压力大于大气压力时，绝对压力高于大气压力的值称为表压。真空度：如果绝对压力小于大气压力，则绝对压力低于大气压力的值称为真空度或负压。图中显示了绝对压力、大气压、表压力和真空度之间的相互关系。6.PID调节器的简要说明是什么？答案：PID控制器中的值越大，调整效果越强；值越大，积分效果越弱；值越大，未分类效果越好。8.由于信号传输管线长，系统具有导致更大传输延迟的流量调节系统。认为在调节器上添加差速器可以提高系统特性是合理的吗？怎么了？如果不合理，应该采取什么措施？回答：这个愿景不符合逻辑。因为信号传递延迟是纯粹的滞后，微分作用不能克服纯粹的滞后。解决此问题的合理方法是在信号传输线之间添加1: 1中继设备，以提高信号速度，减少传输延迟，提高系统特性。9.利用微分克服控制系统信号传递延迟的设想合理准确吗？回答：这个愿景不符合逻辑。因为信号传递延迟是纯粹的滞后，微分作用不能克服纯粹的滞后。在信号传输线之间添加1: 1中继设备，以提高信号速度，减少传输延迟，提高系统特性是合理的。10.通常在什么情况下选择比例(p)、比例乘积(PI)、比例积分微分(PID)调整法则？答：比例调节规律适用于负荷变化小、纯滞后不大、工艺要求不高、宽松的调节系统。比例积分调节法则适用于对象调节通道时间常数较小、系统负载不太大变化(应消除干涉引起的额外现象)、纯滞后不太大(时间常数不太大)、在调整参数指定的值中存在偏差的调节系统。比例积分调整定律适用于容量滞后较大，纯滞后不大，不允许存在残差的对象。11.想简述临界比例法及其特性。答：临界率方法是用纯比例进行实验，获得临界率(%)和临界周期Tk，然后根据经验总结的关系求出控制器的每个参数值。该方法比较简单，容易掌握和判断，适用于一般的控制系统。但是，这不适用于临界率较小的系统或不允许等向振动的系统，否则很容易影响生产的正常进行或引起事故。12.请简述衰减曲线方法及其特性。答案：衰减曲线方法是将系统作为纯比例运行，以获取衰减比例和衰减周期(或上升时间)，然后根据经验总结的关系获取控制器中每个参数的值。该方法比较简单，设置质量高，设置过程安全可靠，广泛使用，但频繁干涉时，不规则记录曲线的系统很难应用。13.热电偶温度计的组件和每个组件的功能的简要说明。(这个问题每次写一个组件得一分，每次写一个组件得一分)答：热电偶温度计的基本组成部分是连接热电偶、测力计、热电偶和测量仪的导线。如下图所示图问题4(2)热电偶是用于检测热电偶产生的热电势信号的系统的温度测量元件，可以使用动态环形仪表或电位差计连接热电偶和测量仪。为了提高测量精度，通常使用校正导线，并考虑冷端温度校正。14.级联控制系统的特点是什么？主要用于什么情况？回答：级联控制系统的主要特征包括：(每次编写一次应用程序时两点)a)双闭环控制系统，由在系统结构中运行两个线程的控制器组成。b)系统的目的是设置二次变量，提高一次变量的控制质量。c)由于二次回路的存在，对二次回路的干涉具有前导控制，从而减少了干涉对主变量的影响。d)系统对负荷变化具有一定的可变性。级联控制系统主要用于对象延迟和时间常数大、干扰频繁、负载大、对控制质量要求高的情况。15.简述对象构建数学模型的两种主要方法：(每使用一种方法就创建两点)回答：第一，机构分析：机构分析是通过对对象内部运动机制的分析，根据对象的物理或化学变化规律(例如三大保留规律等)忽略一些次元素或进行一些近似处理后派生的对象特性方程。通过这种方法得到的数学模型称为机构模型，它们的表达往往是微分或代数方程。二是实验测量方法：实验测量方法对要研究的对象起人工输入作用，然后测量并记录表示物品特性的物理量随时间的变化，这是获得一系列实验数据或实验曲线。然后，处理此数据或曲线所需的数据，评估对象的特性参数以获得对象的数学模型。16.复合前馈控制的两种常见形式是什么？(4)答案：前馈-反馈控制和前馈-级联控制。热电偶的冷端补偿方法是什么？(6)回答：a)冷端温度冰浴方法b)修改计算的方法c)补偿桥接方法18.编写三种常用控制器参数设置方法(6)回答：a)经验法b)稳定的边界方法c)衰减曲线法d)响应曲线方法e)衰减频率特性方法(3个中6个，每个2个)19.什么是级联控制，由哪些基本链接组成？答：串联连接两个控制器，以控制目标控制器的输出作为辅助控制控制器的给定值，用辅助控制器的输出控制一个控制阀的控制系统是级联控制系统。级联控制系统通常包括主控制目标、辅助控制目标、控制阀、主控制器、辅助控制器、主传输设备和辅助传输设备。20.简述了大滞后控制系统Smith预期补偿方案的特点。答：Smith的估计补偿方案的特点是，在主扰动下预测过程的动态特性，然后由预测器进行补充，在控制器上提前反映了延迟时间的调整操作，从而大大减少了过度调整和加速调整过程，提高了控制系统的质量。21.简述具有自我平衡能力的起诉对象是什么。答：如果对象受到干扰，平衡状态被破坏，就不需要控制作用，自己依赖新平衡状态的能力称为自我平衡能力，这种对象称为有自我平衡能力的对象。前馈控制适用于什么情况？答案：前馈控制由扰动控制，因此如果经常使用前馈控制：a)第一，扰动必须是可测量的，否则不能实施控制。b)第二，应该经常有更重要或更频繁的干扰。否则不必这样。c)第三，存在对控制参数影响很大、不易直接控制的扰动。23.分别介绍了倍率、积分、微分控制对控制系统的影响。答：比例控制影响系统的动态特性和系统的稳定性。积分控制的作用是消除系