过程控制系统试卷分解

1、过程控制系统试卷及答案分解过程控制系统试卷及答案分解24/24过程控制系统试卷及答案分解过程控制系统试卷C卷一、填空题（每空1.5分）（此题33分）1、过程控制系一致般由控制器、履行器、被控过程和丈量变送等环构成。2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分构成。3、压力检测的种类有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、压阻式压力检测。4、气动履行构造主要有薄膜式和活塞式两大类。5、依据使用的能源不一样，调理阀可分为气动调理阀、电动调理阀和液动调理阀三大类。6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模、试验建模和混淆建模。7、积分作用的长处是可除去稳态偏差(余差)，但引入积分作用会使系统稳固

2、性降落。8、在工业生产中常有的比值控制系统可分为单闭环比值控制、双闭环比值控制和变比值控制三种。9、造成积分饱和现象的内因是控制器包括积分控制作用，外因是控制器长远存在偏差。二、名词解说题（每题5分）（此题15分）1、过程控制：指依据工业生产过程的特色，采纳丈量仪表、履行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。2、串级控制系统：值采纳两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器的输入去操控调理阀，从而对住被控变量拥有更好的控制成效。3、现场总线：是指将现场设施与工业控制单元、现场操作站等互联而成的计算机网络，拥有全数字化、

3、分别、双向传输和多分枝的特色，是工业控制网络向现场级发展的产物。三、简答题（每题8分）（此题32分）1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用?如何控制？答：PID是比率-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为：（1）比率参数KC，作用是加速调理，减小稳态偏差。（2）积分参数Ki，作用是减小稳态偏差，提升无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇到偏差变化趋向，产生超前控制作用，减少超调量，减少调理时间。2、前馈与反应的差别有哪些？答：（1）控制依照：反应控制的实质是“鉴于偏差来除去偏差”，前馈控制是“鉴于扰动除去扰动对被控量的影响”。（2）控制作用发生时间方面：反应控制器的动作老是落伍于扰动

4、作用的发生，是一种“不及时”的控制；扰动发生后，前馈控制器及时动作。3）控制构造方面:反应为闭环控制，存在稳固性问题，即使闭环环节中每个系统都是稳固的，但闭环后稳固与否，还需要进一步分析；前馈属于开环控制，各环节稳固，系统必定稳固。（4）校订范围方面：反应对各样扰动都有校核作用；前馈，只对被校核的前馈扰动有校订作用，其余则没有。（5）控制规律方面：反应平常是PPIPDPID等典型规律；前馈控制规律较为复杂，不好掌握。3、控制器正反方向判断？答：所谓作用方向，就是指输入作用后，输出的变化方向。当输入增添时，输出也增添，则成该环节为“正环节”，反之，当输入增添时，输出减少，则称“反作用”。详细步骤

5、1），判断被控对象的正/反作用那个方向，主要由工艺机理确立。2）确立履行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。3）确立广义对象的正/反作用方向4）确立履行器的正/反作用方向4、以以下图的压力容器，采纳改变气体排出量以保持容器内压力恒定：(1)调理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？请说明原由。答：(1)应选择气关式。因为在气源压力中断时，调理阀能够自动翻开，以使容器内压力不至于过高而失事故。调理阀应选择气关式，则压力控制器(PC)应为反作用。当检测到压力增添时，控制器应减小输出，则调理阀开大，使容器内压力稳固。或：当检测到压力减小时，控制器应增大

6、输出，则调理阀开小，使容器内压力稳固。四、分析与计算题（第1小题8分，第2小题12分）（此题20分）1、（本小题8分）以以下图所示的隔焰式地道窑烧成带温度控制系统，烧成带温度是被控变量，燃料流量为操控变量。试分析：(1)该系统是一个什么种类的控制系统？画出其方框图；(2)确立调理阀的气开、气关形式，并说明原由。答：(1)该系统是一个串级控制系统，其方框图为：(2)当调理阀气源出现故障失掉气源时，为保证系统安全，应使阀门处于封闭地点，故调理阀采纳气开式。2、（本小题12分）以以下图所示的液体储罐，设进水口和出水口的体积流量分别是q1和qo，输出变量为液位h，储罐的横截面积为A。试成立该液体储罐的

7、动向数学模型H(S)/Qt(S)过程控制试题库答案一，填空题1一般一个简单控制系统由（检测/变送）装置、（被控对象）、（调节）器和（履行）机构构成。2过程控制系统常用的参数整定方法有：（经验法）、（衰减曲线法）、（稳固边界法/临界比率度法）和（响应曲线法）。3在PID调理器中，调理器的Kc越大，表示调理作用（越强），Ti值越大，表示积分作用（减弱），Td值越大表示微分作用（加强）。4常有的过程计算机控制系统分为以下几种典型形式：（操作指导控制系统）、直接数字控制系统、（督查计算机控制系统）、（集散控制系统）和现场总线控制系统。5在闭环控制系统中，依据设定值的不一样形式，又可分为定值控制系统，随

8、动控制系统和程序控制系统。1）定值控制系统特色：设定值是（固定不变）；作用：保证在（扰动）作用下使被控变量一直保持在设定值上。2）随动控制系统特色：设定值是一个（变化量）；作用：保证在各样条件下系统的输出（及时追踪设定值变化）。3）程序控制系统特色：设定值是一个（按一准时间程序变化的时间函数）；作用：保证在各样条件下系统的输出（按规定的程序自动变化）。6热电偶温度计的基本构成部分部分是（热电偶）、（丈量仪表）、（连结热电偶）和（丈量仪表的导线）。7串级控制系统能快速战胜进入（副）回路的扰动，改良（主）控制器的广义对象特征，允许（副）回路内各环节的特征在必定的范围内改动而不影响整个系统的控制质量

9、。定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（扰动）进行控制的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。9.保证控制系统成为负反应10.搅乱量的变化11.正确，快速，靠谱12.改善动向性能13.微分二，选择题因为微分调理规律有超前作用，所以调理器加入微分作用主假如用来（C）:A.战胜调理对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后c和纯滞后0B.战胜调理对象的纯滞后0.C.战胜调理对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后c定值调理是一种能对（A）进行赔偿的调理系统。A丈量与给定之间的偏差B被调量的变化C搅乱量的变化D.设定值的变化定值调理系统是（X）环调理，前馈系统是（X）环调理(B)。A开，

10、闭B闭，开C开，开D闭，闭调理系统在纯比作用下已整定好，加入积分作用后，为保证原稳固度，此时应将比率度（A）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小成分、温度调理系统的调理规律，平常采纳（C）。A.PIB.PDC.PID.流量、压力调理系统的调理规律，平常采纳（A）。A.PIB.PDC.PID液位调理系统的调理规律，平常采纳（D）。A.PIB.PDC.PIDD.PA调理系统中调理器正、反作用的确定是依据(B)：A实现闭环回路的正反应。B实现闭环回路的负反应。C系统放大倍数恰到利处D生产的安全性。纯真的前馈调理是一种能对（C）进行赔偿的调理系统。A丈量与给定之间的偏差B被调量的变化C搅乱量的变

11、化定值调理是一种能对（A）进行赔偿的调理系统。A丈量与给定之间的偏差B被调量的变化C搅乱量的变化热电偶温度计（C）是利用两个互相接触金属导体的温差电动势特征进行测温的。B)是利用两个互相接触金属导体的接触电动势特征进行测温的。是利用两个互相接触金属导体的温差电动势和接触电动势特征进行测温的。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征进行测温的。下边的表达中哪一个是最为合理的（D）控制系统的时间滞后现象主假如因为被控对象的惯性特征惹起的。B)控制系统的时间滞后现象主假如因为检测装置的安装地点引起的。C)控制系统的时间滞后现象对控制系统的稳固性无影响。D)以上三种表达都不完好。15.DD

12、CS的中文含意是：（B）比率、积分、微分控制。B)分布式控制系统。C)可编程序控制器。D)以上三个都不正确。三判断1.2.与DCS对比，Fieldbus的主要技术长处之一是实现了控制系统完全的分别3.热电阻温度计需要进行冷端赔偿才能正常工作。4.PID的含义是比率、积分和微分。5.前馈控制系统是一种定值控制，一般状况下前馈控制能够独自使用。6.用Smith赔偿器来办理大时延控制对象时，不用要供给精确的对象数学模型。7.被控对象特征是指被控对象输入与输出之间的关系。8.串级控制系统中的副控制器给定值是由主控制器的输出决定的，所以副控制器相当于一个闭环定值控制系统。9.衰减比n表示系统过渡过程曲线

13、变化两个周期后的衰减快慢。10.热电阻温度计和热电偶温度计相同，测温时需要进行温度补偿。11.一个单回路控制系统由控制器、履行器、检测变送装置和被控对象构成。12.在比值控制系统中，一般选择易调理的量为主变量，易丈量的量为副变量。18.DDC的中文含义是直接数字控制。19.被控对象的动向特征是描绘被控对象输入输出关系动向特色的。20.串级控制系统合用于容量滞后较小的生产工艺过程。21.前馈控制系一致般可独自使用，因为其控制精度高，且不受外界搅乱影响。22.前馈控制与定值控制的原理相同，都是以偏差进行调停的。23.被控对象的存滞后时间常数是因为其自己的惯性特征惹起的。24.在串级控制中，副控制器

14、的输入值为主控制器的输出。四简答题13.什么是定值控制系统？答案：定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统。定值控制系统的作用是战胜扰动对被控变量的影响，使被控变量最后回到设定值或其周边.此后无特别说明控制系统均指定值控制系统而言。14.什么是随动控制系统？答案：随动控制系统的设定值是不停变化的，随动控制系统的作用是使被控变量能够赶快地,正确无误地追踪设定值的变化而变化。15.什么是程序控制系统？答案：程序控制系统的设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即设定值按必定的时间程序变化。16.什么是调理(被控)对象，给定值和偏差？答案：自动调理系统的生产设施叫做调理对象或简称对象，而生产中要

15、求保持的工艺指标，称为给定值。关于自动调理系统中，习惯采纳给定值R减去丈量值Y作为偏差e，即e=R-Y，给定值R大于丈量值Y时为正偏差，而给定值R小于丈量值Y时为负偏差。17.简述成立对象的数学模型两种主要方法（:每写出1种方法的得2分）答案：一是机理分析法：机理分析法是经过对对象内部运动机理的分析，依据对象中物理或化学变化的规律(比方三大守恒定律等)，在忽视一些次要要素或做出一些近似办理后推导出的对象特征方程。经过这类方法获取的数学模型称之为机理模型，它们的表现形式常常是微分方程或代数方程。二是实验测取法：实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加必定的输入作用，而后，用仪器测取并记录表征对象

16、特征的物理量随时间变化的规律，即获取一系列实验数据或实验曲线。而后对这些数据或曲线进行必需的数据办理，求取对象的特征参数，从而获取对象的数学模型。写出一个带有纯时间滞后的一阶惯性线性定常被控对象的传达函数表达式,说明个参数含义K放大系数滞后时间惯性时间常数19.答：假如有一个输入量作用于过程，经过过程后被放大K倍。20.答：时间常数越大，系统反应越慢，T越小，系统反应越快。21.答：当输入量输入受控过程时，受控变量并无立刻动作，而是需要必定的时间才发生变化。22.答：机理分析法是经过对过程内部运转机理的分析，依据其物理或化学变化规律，在忽视一些次要要素或做出一些近似办理后获取过程特征方程，其表

17、现形式常常是微分方程或代数方程。这类方法完好依靠先验知识，所获取的模型称为理模型。机理分析法一般限于简单过程的数学模型成立。23.简述用机理分析方法成立被控对象数学模型的步骤机理建模的一般步骤以下：依据实质工作状况和生产过程要求，确立过程的输入变量和输出变量。依照过程的内在机理，利用合适的定理定律，成立原始方程。确立原始方程式中的中间变量，列写出中间变量与其余要素之间的关系。除去中间变量，即获取输入输出变量的微分方程。若微分方程是非线性的，则需要进行线性办理。标准化，将于输入相关的各项放在等号右侧，与输出相关的各项放在等号左侧，并按降幂排序。简述成立被控对象数学模型的实验测试方法实验测取法是在

18、所要研究的对象上，人为施加必定的输入作用，而后，用仪器测取并记录表征对象特征的物理量随时间变化的规律，即获取一系列实验数据或实验曲线。而后对这些数据或曲线进行必需的数据办理，求取对象的特征参数，从而获取对象的数学模型。成立被控对象数学模型的常用实验测试方法有哪些？主要有阶跃信号法和矩形脉冲法26.什么叫绝对压力、表压及真空度?它们的互相关系是如何的?答案：绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。表压力：当绝对压力大于大气压力时，绝对压力高于大气压力的数值称为表压力，简称表压。真空度：当绝对压力小于大气压力时，绝对压力低于大气压力的数值称为真空度或负压。2

19、7.简述PID调理器cK、iT和dT的作用是什么？答案：在PID调理器中，cK越大，表示调理作用越强，iT值越大，表示积分作用减弱，dT值越大表示微分作用加强。28.有一流量调理系统，信号传输管线很长，所以，系统产生较大的传递滞后。有人假想给调理器后加微分器来改良系统特征，试问这类假想合理否？为何？若不合理，应采纳什么措施合理？答案：这类假想不合理，因为信号传递滞后是纯滞后，而微分作用不能战胜纯滞后。解决这一问题合理的措施是采纳1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改良系统特性。29.利用微分作用来战胜控制系统的信号传达滞后的假想能否合理与正确？答案：这类假想不合理，因为信号传递滞后是纯滞后，而微分作用不可以战胜纯滞后。合理的措施是采纳1：1继动器加在信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改良系统特征。30.平常在什么场合下采纳比率（P），比率积（