过程控制系统试卷及答案

过程控制系统纸c卷第一，每个空格1.5分(这个问题33分)1、过程控制系统一般由控制器、执行器、控制过程和测量传输等环组成。2、过程控制系统由工程设备和控制过程两部分组成。3、压力检测的类型有弹性压力检测、变形压力检测、压阻压力测试三种。4、气动执行器主要由薄膜和活塞两类组成。5、根据使用的能量，调节阀可分为气动调节阀、电动调节阀、手动调节阀三大类。6、过程数学模型计算方法一般为机构建模、实验建模和混合建模。7、积分作用的优点是可以消除稳态误差(剩余差)，但是引入积分效应会降低系统稳定性。8、工业生产中的典型比例控制系统可分为单闭环比例控制、双闭环比例控制和可变比例控制三种类型。9、积分饱和现象的内部原因是控制器包含积分控制效果，外部原因是控制器存在长期偏差。二、名词解释问题(每个问题5分) (这个问题15分)1、过程控制：根据工业生产过程的特点，使用测量仪器、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，工业生产过程控制系统设计，实现工业生产过程自动化。2，级联控制系统：值使用两个控制器串联运行，主控制器的输出是辅助控制器的设置，通过作为辅助控制器的输入操作控制阀，可以更好地控制控制变量。3、现场总线：工业控制设备、现场操作站等与现场设备互连，实现完全数字化、分布式、双向传输和多分支功能的计算机网络，是工业控制网络发展到现场水平的产物。第三，简单的回答(每个问题8分) (这个问题32分)1、什么是PID？三个参数分别起什么作用？如何控制？答：PID是比例-积分-微分的缩写。三个参数和角色如下：(1)比例参数KC具有加快调整、减少稳态误差的作用。(2)积分参数Ki减少了稳态误差，没有差异(3)增加了微分参数Kd，遇到偏差变化趋势，产生高级控制效果，减少过冲，减少调整时间。2、前馈和反馈之间有何区别？A: (1)控制标准：反馈控制的本质是“基于偏差消除偏差”，前馈控制是“基于扰动消除扰动对控制量的影响”。(2)控制效果发生时间方面：反馈控制器的行为总是落后于扰动作用的发生，是一种“及时”控制。扰动发生后前馈控制器及时移动。(3)控制结构的：反馈是闭环控制，存在稳定性问题，即使闭环环中的每个系统都稳定，也需要对闭环后是否稳定进行进一步分析。前馈开环控制，每个环节稳定，系统必须稳定。(4)校正范围方面：反馈对各种扰动有检查效果；前馈，仅检查的前馈扰动有修正效果，没有其他。(5)控制规则方面：反馈通常是典型的规则，例如P PI PD PID前馈控制规律更复杂，更难理解。3、控制器正反方向判断？答：所谓的作用方向是指输入作用时输出的变化方向。如果输入增加，则该链接为“正向链接”；反之，如果输入增加，则输出减少，则称为“负向链接”。具体步骤(1)，判断嫌疑人的正反作用方向主要由公正机制决定。(2)确定执行器的正/负方向由安全工艺条件确定。(3)确定广义对象的正/负方向(4)执行器正/负方向的确定4、图中所示的压力容器用于改变气体排放量以保持容器内的恒定压力：(1)调节阀应选择空气开口还是空气闭包？请说明原因。(2)压力控制器(PC)必须为正或反作用吗？请说明原因。答：(1)必须选择煤气管。因为如果煤气源压力中断，可以自动打开调节阀，防止容器的压力出事故。(2)调节阀应选择气闭包，压力控制器(PC)应起反作用。如果检测到压力增加，控制器必须减少输出，打开控制阀，稳定容器中的压力。或者，当检测到压力减少时，控制器必须增加输出，控制阀小，容器内的压力稳定。四、分析和计算问题(问题1 8分，问题2 12分) (问题20分)1，(8点)如下图所示，火焰隧道窑用温度控制系统燃烧，塑料带温度是控制变量，燃料流是控制变量。分析：(1)这是什么类型的控制系统？绘制方块图。(2)确定调节阀的气体开启、气体关闭形式，并说明原因。A: (1)这是以下方块图的串联控制系统：(2)调节阀煤气源发生故障，造成煤气源损失，为了系统安全，必须关闭阀门，调节阀使用气隙。2，(此问题12点)液体储油罐、进水口和出水口的体积流量分别为Q1和qo，输出变量为h级，水箱的横截面面积为a，如下图所示。请尝试建立液体储存槽的动态数学模型H(S)/Qt(S)流程控制测试数据库答案第一，填空1.典型的简单控制系统由(检测/传输)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)边界/临界比例方法)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.典型的流程计算机控制系统包括(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。5.在闭环控制系统中，可以根据设置分为值控制系统来跟随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)、(热电偶连接)和(仪表中的导线)。7.级联控制系统可以快速克服输入(辅助)电路的扰动，提高(主)控制器的大范围物件性质，可让性质在回路内的所有方面在一定范围内变更，而不影响整个系统的控制品质。八值控制系统按(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。9.确保控制系统为负反馈10。干扰量的变化11。准确、快速、可靠12。动态性能改善13。微分2，选择题1.由于微分调整定律起到了超前的作用，调节器主要是(C):A。用于克服调整对象的惯性延迟(时间常数t)，容量延迟c和纯滞后0。b .克服调整对象的纯滞后 0。C.克服调整对象的惯性延迟(时间常数t)，容量延迟c3.值调整是补偿(a)的调整系统。a .测量与给定之间的偏差b .调整后的变更c .干涉量的变更d .设定值的变更4.值调整系统为(x)调整环，前馈系统为(x)调整环(b)。A.打开，关闭b .关闭，打开c .打开，打开d .关闭，关闭5.调节系统在纯比作用下已经很好地调节了，添加了积分效果，为了确保原来的稳定性，此时必须输入比例度(a)。a .增加b。减少c。不会变更D.先增加，然后减少6.成分，温度调节系统的调节规律，一般选择(c)。A.PIB.PDC.PID7 .流量，压力调节系统调节规律，正常选择(a)。A.PIB.PDC.PID8.等级调节系统调节规则，一般选择(d)。A.PIB.PDC.PIDD.P9.a10.在调节系统中，确定调节器的正负效应，以实现(b): a .闭环回路的正反馈。b .实现闭环电路的负反馈。c .系统比例正好。生产安全。11.简单的前馈调节是补偿(c)的调节系统。a .测量与给定之间的偏差b .调整后的变更c .干扰量的变更12.值调整是补偿(a)的调整系统。a .测量与给定之间的偏差b .调整后的变更c .干扰量的变更热电偶温度计(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。14.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。15.dDcs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1。2.与DCS相比，Fieldbus的一个主要技术优势是它实现了控制系统的完全分布式3。热阻温度计工作需要冷端补偿。4.PID的含义是比例、积分和微分。5.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。6 .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。7.控制目标特性表示控制目标输入和输出之间的关系。8.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。9.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。10.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。11.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。12。在比率控制系统中，通常选择易于调整的量作为主变量，易于测量的量作为辅助变量。18.DDC的中文意思是直接数字控制。19.受控对象的动态特性描述了受控目标输入和输出关系的动态特性。20。串级控制系统适用于容量不延迟的小型生产工艺。21.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。22.前馈控制以与设置控制相同的方式调整为偏差。23.控制目标的滞后时间常数是由自身惯性特性引起的。24.在级联控制中，辅助控制器的输入值是主控制器的输出值。四。单答式13.什么是设置控制系统？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。14.什么是伺服控制系统？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。15.什么是程序控制系统？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。16.什么是大使(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。17.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)答案：一个是机构分析。机构分析是通过对象的内部运动机制分析，根据对象的物理或化学变化规律(如三大守恒定律等)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。18.通过编写具有纯时间延迟的一阶惯性线性常数控制对象的传递函数表达式，参数语义K放大系数3354延迟时间惯性时间常数19。答：如果流程的输入量存在，则通过流程后k倍放大。20.答：时间常数越大，系统响应越慢；t越小，系统响应越快。21.答：输入量进入受控流程时，受控变量不会立即起作用，需要一些时间才能更改。22.答：机构分析通过对过程内部工作机制的分析，根据物理或化学变化规律，忽略或近似一些二次因