2025 年大学过程装备与控制工程（设备控制技术）试题及答案

2025年大学过程装备与控制工程（设备控制技术）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.以下哪种控制算法常用于过程装备的温度控制，能有效克服对象的纯滞后（）A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.比例积分控制2.在过程装备控制中，被控变量选择的原则不包括（）A.反映过程的关键性能指标B.可直接测量C.与操作变量有强关联D.数值越大越好3.某过程装备的控制系统中，控制器的输出信号是4-20mA，这属于（）A.模拟信号B.数字信号C.开关信号D.脉冲信号4.过程装备中常用的传感器，用于测量压力的是（）A.热电偶B.热电阻C.应变片D.压力变送器5.对于一个具有较大时间常数的过程装备对象，采用哪种控制规律能更快地使系统稳定（）A.增加比例系数B.增加积分时间C.增加微分时间D.减小比例系数6.在过程装备控制系统设计中，调节阀的气开、气关形式选择主要依据（）A.工艺安全要求B.调节阀的尺寸C.控制器的类型D.被控变量的大小7.过程装备控制中，干扰作用是指（）A.对被控变量有影响的外界因素B.控制器发出的控制信号C.被控对象的固有特性D.测量元件的测量误差8.以下哪种控制系统结构适用于多变量、强耦合的过程装备控制（）A.简单控制系统B.串级控制系统C.前馈控制系统D.复杂控制系统9.在过程装备控制实验中，为保证实验数据的准确性，采样周期应（）A.越长越好B.越短越好C.根据对象特性合理选择D.固定不变10.过程装备的自动化控制系统中，执行器的作用是（）A.检测被控变量B.发出控制信号C.实现控制动作D.处理测量信号二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填入括号内，少选、多选、错选均不得分）1.过程装备控制中常用的控制策略有（）A.反馈控制B.前馈控制C.比值控制D.分程控制2.以下哪些属于过程装备控制中的被控对象特性参数（）A.放大倍数B.时间常数C.滞后时间D.控制精度3.过程装备控制系统中，测量变送环节的作用包括（）A.检测被控变量B.将检测信号转换为标准信号C.对信号进行滤波处理D.直接执行控制动作4.在选择过程装备的控制仪表时，需要考虑的因素有（）A.精度B.可靠性C.响应速度D.价格5.过程装备控制中，常见的干扰因素有（）A.环境温度变化B.物料流量波动C.电源电压波动D.操作人员误操作三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，在括号内打“√”或“×”）1.过程装备控制中，比例控制能消除系统的稳态误差。（）2.被控变量的设定值一旦确定就不能再改变。（）3.数字控制器比模拟控制器具有更高的控制精度。（）4.调节阀的流量系数越大，其控制流量的能力越强。（）5.前馈控制能够完全消除干扰对被控变量的影响。（）6.过程装备控制中，传感器的测量范围越大越好。（）7.串级控制系统中主控制器的输出作为副控制器的设定值。（）8.控制系统的稳定性与控制器的参数无关。（）9.过程装备控制实验中，实验数据越多越好，不需要考虑数据的有效性。（）10.执行器的气开、气关形式确定后不能更改。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答下列问题）1.简述过程装备控制中被控对象特性对控制质量的影响。2.说明比例积分微分（PID）控制算法的原理及各参数对控制效果的作用。3.在过程装备控制系统设计中，如何选择合适的传感器和变送器？五、综合分析题（总共2题，每题15分，请结合所学知识对以下问题进行综合分析解答）1.某化工过程装备的温度控制系统出现波动较大的问题，已知该过程装备具有一定的纯滞后和较大的时间常数。请分析可能导致系统波动的原因，并提出改进措施。2.对于一个新设计开发的过程装备，其工艺要求对压力和流量进行精确控制。请设计一个合理的控制系统方案，说明系统结构、控制策略及各组成部分的作用。答案一、选择题1.C2.D3.A4.D5.C6.A7.A8.D9.C10.C二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABCD三、判断题1.×2.×3.√4.√5.×6.×7.√8.×9.×10.×四、简答题1.被控对象特性如放大倍数影响控制作用的强弱，时间常数影响控制作用的快慢，滞后时间使控制不及时，这些特性综合影响控制质量，若不匹配会导致系统不稳定、控制精度低等问题。2.PID控制算法中，比例控制根据偏差大小成比例输出控制信号，快速响应但有稳态误差；积分控制消除稳态误差；微分控制根据偏差变化率提前作用，克服滞后。比例系数影响控制作用强度，积分时间影响消除稳态误差速度，微分时间影响对偏差变化的响应速度。3.选择传感器时要考虑测量精度、量程、响应速度匹配过程装备特性，还要考虑环境适应性等。选择变送器要与传感器配合，能将传感器信号转换为标准信号便于传输和处理，同时要保证可靠性和稳定性。五、综合分析题1.可能原因：控制器参数设置不合理，如比例系数过小、积分时间过长、微分时间不足；调节阀选型不合适；传感器测量不准确。改进措施：重新整定控制器参数；更换合适的调节阀；检查校准传感器。2.采用串级控制系统