2025年大学大四（过程装备与控制工程）过程装备控制技术阶段测试试题及答案

2025年大学大四（过程装备与控制工程）过程装备控制技术阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.过程装备控制技术中，反馈控制系统的核心是（）A.被控对象B.测量元件与变送器C.控制器D.执行器2.对于一阶系统，其时间常数T越小，则系统的响应速度（）A.越快B.越慢C.不变D.不确定3.比例控制规律的特点是（）A.有滞后B.有超前C.无余差D.有余差4.积分控制规律的作用是（）A.消除余差B.加快响应速度C.提高稳定性D.增大比例系数5.微分控制规律主要用于（）A.克服容量滞后B.克服纯滞后C.提高系统增益D.消除余差6.当控制系统的控制通道时间常数T0增大时，系统的稳定性（）A.变好B.变差C.不变D.不确定7.干扰通道的时间常数Td增大时，对控制系统的影响是（）A.控制质量变好B.控制质量变差C.无影响D.不确定8.若系统的传递函数为G(s)=1/(Ts+1)，则该系统为（）A.比例环节B.积分环节C.一阶惯性环节D.二阶振荡环节9.二阶振荡环节的阻尼比ζ取值范围是（）A.ζ<0B.0<ζ<1C.ζ=1D.ζ>110.临界比例度法整定控制器参数时，首先要使系统处于（）A.稳定状态B.临界振荡状态C.发散状态D.不振荡状态11.过程装备控制中，被控变量的选择原则不包括（）A.反映过程的主要特性B.可测量C.与操作变量有直接关系D.取值越大越好12.执行器的气开和气关形式的选择主要取决于（）A.工艺安全B.控制器类型C.被控变量D.测量元件13.气动调节阀的输入信号范围一般是（）A.0-10mAB.4-20mAC.0.02-0.1MPaD.0.04-0.2MPa14.电动调节阀的输入信号范围通常是（）A.0-10mAB.4-20mAC.0-5VD.1-5V15.测量误差按其性质可分为（）A.绝对误差和相对误差B.系统误差和随机误差C.粗大误差和平均误差D.动态误差和静态误差16.仪表的精度等级是根据仪表的（）来划分的。A.绝对误差B.相对误差C.引用误差D.最大误差17.热电偶温度计利用的是（）效应。A.热电B.光电C.压电D.磁电18.热电阻温度计的测温原理是基于（）变化。A.电阻值B.电压值C.电流值D.电容值19.工业上常用的温度检测仪表不包括（）A.热电偶温度计B.热电阻温度计C.压力式温度计D.万用表20.流量测量中，节流装置测量流量是基于流体的（）原理。A.节流B.动量守恒C.能量守恒D.连续性方程第II卷（非选择题，共60分）二、填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。1.过程装备控制技术是研究各种过程装备的______、______、______及优化控制的技术。2.控制系统按其结构可分为______控制系统和______控制系统。3.比例积分微分控制规律的表达式为______。4.测量变送环节的作用是将被控变量的______转换为______信号。5.调节阀的流量系数C值越大，说明调节阀的______能力越强。三、简答题（共两题，每题10分，共20分）答题要求：简要回答问题，要求条理清晰，语言简洁。1.简述反馈控制系统的工作原理。2.简述控制器参数整定的目的和方法。四、分析题（共15分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某化学反应过程中，需要控制反应温度稳定在某一设定值。采用了温度控制系统，其被控对象为反应釜，测量元件为热电偶温度计将温度信号转换为电信号后传输给控制器，控制器根据测量值与设定值的偏差进行控制运算，输出控制信号给电动调节阀，调节阀通过调节进入反应釜的冷却剂流量来控制反应温度。问题：1.请指出该控制系统中的被控变量、操纵变量、被控对象、测量元件、控制器和执行器分别是什么？（8分）2.若反应釜内温度突然升高，分析该控制系统是如何进行调节的。（7分）五、设计题（共15分）答题要求：根据给定的工艺要求，设计一个简单的液位控制系统。工艺要求：某容器内的液位需要保持在一定高度范围内。当液位低于下限值时，启动进料泵向容器内进料；当液位高于上限值时，停止进料泵。请画出该液位控制系统的原理图，并说明各组成部分的作用。答案：1.C2.A3.D4.A5.A6.B7.A8.C9.B10.B11.D12.A13.D14.B15.B16.C17.A18.A19.D20.A二、1.运行特性、控制方法、自动化装置2.开环、闭环3.u(t)=Kp[e(t)+1/Ti∫e(t)dt+Tdde(t)/dt]4.非电量、标准的电5.流通三、1.反馈控制系统的工作原理是：检测被控变量，并将其反馈到输入端与给定值进行比较，产生偏差信号。控制器根据偏差信号进行控制运算，输出控制信号，驱动执行器动作，以改变被控变量，使其趋于给定值，从而实现对被控对象的控制。2.控制器参数整定的目的是使控制系统获得最佳的控制性能。方法有经验试凑法、临界比例度法、衰减曲线法等。经验试凑法是根据经验直接调整控制器参数；临界比例度法是先使系统处于临界振荡状态，然后根据临界比例度和振荡周期来计算控制器参数；衰减曲线法是使系统产生一定衰减比的振荡，根据衰减比和振荡周期整定参数。四、1.被控变量：反应釜内的温度；操纵变量：进入反应釜的冷却剂流量；被控对象：反应釜；测量元件：热电偶温度计；控制器：根据测量值与设定值偏差进行控制运算的装置；执行器：电动调节阀。2.反应釜内温度突然升高，热电偶温度计检测到温度变化并将信号传至控制器，控制器将测量值与设定值比较，偏差增大，控制器根据控制规律运算后输出控制信号使电动调节阀开度增大，增加冷却剂流量，带走更多热量，从而降低反应釜内