过程控制试卷(二)

1、过程控制系统 课程试卷一、填空题：1、定值自动调节系统方块图中，给定值R，测量值Z和偏差e三者之间的关系是 e=R-z 。2、双闭环控制系统是由一个 定值控制 的主变量回路和一个跟随主变量变化的 随动控制 组成。3、过渡过程结束时，被控变量所达到的新的稳态值与原稳态值之差叫做 余差 。4、过程控制系统动态质量指标主要有 衰减比n、余差C、过渡时间t 、 震荡周期T 和 最大偏差A或超调量 ；静态质量指标有 稳态误差 。5、根据使用的能源不同，调节阀可分为 气动式 、 液压式 和 电动式 三大类。6、积分作用的优点是可消除 稳态误差 ，但引入积分作用会使系统的 稳态性或快速性 下降。7、当一个调

2、节器的输出信号同时送给两个调节阀，这两个调节阀工作在不同的信号区间，则构成的控制系统为 分程 控制系统。8、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为 稳态性 、 快速性 和 准确性 。9、在串级控制系统中确定控制器正、反作用的顺序是 先确定主控制器的正反作用，再副控制器的被控变量的正反作用 ，主控制器的正、反作用取决于 先主对象的正反作用 。10、一个对象的特性可以用微分方程来描述，则它是一个 一 阶被控对象。二、选择题1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,( C/B )是衡量系统快速性的质量指标 震荡周期越长，反应速度越慢；衰减比适合4：1/10;1 A）最大偏差 B）衰减比 C）振荡周

3、期 D）余差2、在控制器的参数整定中属于工程整定法的是（ C ）理论上是A/BA）对数频率特性法 B）根轨迹法 C）经验凑试法3、在控制器上对所求得的整定参数设置的顺序是（ A ） A）P,I,D B）P,D,I C）I,P,D D）I,D,P4、二阶过程控制系统稳定的条件是（D ）A）特征根实部为负，衰减系数小于零，微分方程系数都大于零B）特征根实部为正，衰减系数小于零，微分方程系数都大于零C）特征根实部为正，衰减系数大于零，微分方程系数都大于零D）特征根实部为负，衰减系数大于零，微分方程系数都大于零5、在过程控制系统中,系统的设定值有规律变化的系统属于（ C）A、随动系统 B、定值系统 C

4、程序控制系统 6、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是( C ) 串级控制系统有一个调节阀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7、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8、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KfC）扰动通道时间常数 D）扰动通道纯滞后时间 滞后时间速度小于控制速度三、问答题：1、什么叫积分饱和现象？目前防止积分饱和的方法有哪几种？一个具有积分作用的调节器，当其处于开环工作状态时，如

5、果偏差输入信号长期存在，那么由于积分作用的结果，将使调节器的输出不断增加或不断减小，一直达到输出的极限值为止，这种现象称为积分饱和。防止积分饱和的方法有：（1）限幅法（2）积分切除法2、PID调节器的参数、对控制性能各有什么影响？答：(1)比例增益反映比例作用的强弱，越大，比例作用越强，反之亦然。比例控制克服干扰能力较强、控制及时、过渡时间短，但在过渡过程终了时存在余差；(2)积分时间反映积分作用的强弱，越小，积分作用越强，反之亦然。积分作用会使系统稳定性降低，但在过渡过程结束时无余差；(3)微分时间反映微分作用的强弱，越大，微分作用越强，反之亦然。微分作用能产生超前的控制作用，可以减少超调，

6、减少调节时间；但对噪声干扰有放大作用。3、与反馈控制系统相比，前馈控制系统有哪些特点？答：(1)反馈控制的本质是基于偏差来消除偏差，而前馈控制是基于扰动来消除扰动对被控量的影响；(2)反馈控制是“不及时”的，而前馈控制器可“及时”动作；(3)反馈控制属闭环控制，而前馈控制属开环控制；(4)反馈控制对闭环内扰动均有校正作用，而前馈控制具有制定性补偿的局限性；(5)反馈控制规律通常有P、PI、PD、PID等，而前馈控制规律比较复杂。5、如图所示的压力容器，采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定：(1)调节阀应选择气开式还是气关式？请说明原因。(2)压力控制器(PC)应为正作用还是反作用？请说明原因

7、。答：(1)应选择气关式。因为在气源压力中断时，调节阀可以自动打开，以使容器内压力不至于过高而出事故。(2) 调节阀应选择气关式，则压力控制器(PC)应为反作用。当检测到压力增加时，控制器应减小输出，则调节阀开大，使容器内压力稳定。或：当检测到压力减小时，控制器应增大输出，则调节阀开小，使容器内压力稳定。学院名称 专业班级： 姓名： 学号： 我密 封 线 内 不 要 答 题 密 封 线 四、分析与计算题1、如下图所示的隔焰式隧道窑烧成带温度控制系统，烧成带温度是被控变量，燃料流量为操纵变量。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

8、因。答：(1)该系统是一个串级控制系统，其方框图为：(2)当调节阀气源出现故障失去气源时，为保证系统安全，应使阀门处于关闭位置，故调节阀采用气开式。2、如图所示的测温系统中，热电偶的分度号为K，当被测实际温度是600时，仪表指示为多少？（10分）25 50XWCK20600K铜导线温度2050550560570580590600610K(mV)0.7982.02222.77223.19823.62424.05024.47624.90225.3273、如图示为锅炉汽包液位调节系统，试回答以下问题：1)如果采用简单控制系统则会出现“虚假液位”现象，这是为什么？2）试设计双冲量控制系统实现控制，画出

9、流程图；3)确定阀门的气开气关形式；4)确定控制器的正反作用。答：(1)在锅炉汽包液位控制系统中，在燃料量不变的情况下，若蒸汽负荷突然有较大幅度的增加，由于汽包内蒸汽压力瞬时下降，汽包内的沸腾突然加剧，水中的汽泡迅速增多，将水位抬高，形成了虚假的水位上升现象，这种升高的液位并不代表汽包贮液量的真实情况，故称之为虚假液位。(2)采用双冲量控制系统，引入蒸汽流量的前馈控制，使蒸汽负荷变化时首先由前馈控制系统克服，从而减少液位的波动。流程图如下： (3)在气源中断时，从安全角度，应该开大阀门，使给水进入防止锅炉烧干，因此选择气关阀； (4)由于阀门为气关阀，对象特性为“”，所以控制器为正作用控制器。4、 左图中，设A1为理想运算放大器，（1） 试证明该电路的输出Vo1是Vs与Vi之差的两倍，即V01=2（VsVi）。（2） 说明该电路在DDZ-型全刻度指示调节器中的作用。5、如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故，采用温度液位串级控制。1) 此串级控制系统的主副被控变量各是什么？2) 试设计一温度液位串级控制系统完成该控制方案