2025 年大学化学工程与工艺（化工自动化）单元测试卷

2025年大学化学工程与工艺（化工自动化）单元测试卷

（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，请将正确答案填在括号内）1.化工自动化的核心任务是（）A.实现生产过程的优化控制B.提高生产效率C.降低生产成本D.保证产品质量2.以下哪种控制系统不属于反馈控制系统（）A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.前馈控制系统3.比例控制作用的特点是（）A.反应快，控制及时B.能消除余差C.控制作用缓慢D.控制作用超前4.积分时间Ti越小，积分作用（）A.越强B.越弱C.不变D.先强后弱5.微分控制作用的特点是（）A.反映偏差变化的速度B.能消除余差C.控制作用缓慢D.控制作用滞后6.某控制系统采用比例积分控制规律，当比例度为50%时，系统输出振荡激烈，若要消除振荡，可采取的措施是（）A.增大比例度B.减小比例度C.增大积分时间D.减小积分时间7.前馈控制系统的主要特点是（）A.能对干扰进行及时补偿B.能消除余差C.控制作用缓慢D.控制作用滞后8.以下哪种自动化仪表不属于过程检测仪表（）A.温度传感器B.压力变送器C.调节阀D.流量测量仪表9.调节阀的流量系数Kv值越大，表明调节阀的（）A.流量调节能力越强B.流量调节能力越弱C.耐压能力越强D.耐压能力越弱10.以下哪种控制算法不属于智能控制算法（）A.模糊控制B.神经网络控制C.专家控制D.比例积分微分控制二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内，多选、少选、错选均不得分）1.化工自动化的主要内容包括（）A.自动检测B.自动控制C.自动保护D.自动操纵E.自动调节2.反馈控制系统的组成部分包括（）A.被控对象B.测量元件与变送器C.控制器D.执行器E.比较机构3.以下哪些是控制器的控制规律（）A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.比例积分控制E.比例微分控制4.过程检测仪表的基本组成部分包括（）A.传感器B.变换器C.显示装置D.执行器E.控制器5.调节阀的流量特性有（）A.直线流量特性B.等百分比流量特性C.抛物线流量特性D.快开流量特性E.慢开流量特性三、判断题（总共10题，每题2分，请在括号内打“√”或“×”）1.化工自动化可以提高生产的安全性和可靠性。（）2.反馈控制系统中，被控变量与给定值的偏差是控制的依据。（）3.比例控制能消除系统的余差。（）4.积分时间越长，积分作用越强。（）5.微分控制作用能反映偏差变化的速度。（）6.前馈控制系统可以单独使用，不需要与反馈控制系统配合。（）7.温度传感器是过程检测仪表的一种。（）8.调节阀的气开、气关形式是由执行机构的正反作用决定的。（）9.智能控制算法适用于复杂的、难以建立精确数学模型的系统。（）10.化工自动化水平的提高可以降低生产成本，但不能提高产品质量。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述化工自动化的意义。2.说明比例积分微分控制规律的特点及适用场合。3.简述调节阀的工作原理。五、综合题（总共2题，每题15分）1.某温度控制系统采用比例积分控制规律，已知比例度为40%，积分时间为0.5min。当系统受到阶跃干扰后，被控变量的变化曲线如下，请分析该控制系统的控制效果，并计算比例系数和积分系数。2.某化工生产过程中，需要对流量进行精确控制。已知流量测量范围为0-100m³/h，调节阀的流量系数Kv=50，工艺要求流量设定值为50m³/h。请设计一个简单的流量控制系统，包括控制系统的组成、控制方案及调节阀的选型。答案：一、选择题1.A2.D3.A4.A5.A6.A7.A8.C9.A10.D二、多项选择题1.ABCDE2.ABCD3.ABCDE4.ABC5.ABCD三、判断题1.√2.√3.×4.×5.√6.×7.√8.×9.√10.×四、简答题1.化工自动化的意义在于提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本、提高生产安全性和可靠性、减轻劳动强度等。2.比例积分微分控制规律的特点：比例控制反应快，能迅速克服干扰影响；积分控制能消除余差；微分控制能反映偏差变化速度，具有超前控制作用。适用场合：适用于控制通道时间常数较大、容量滞后较大、干扰变化剧烈且频繁的系统。3.调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成。执行机构接受调节器输出的控制信号，产生推力或位移；阀体部件与管道相连，在执行机构作用下，改变阀芯与阀座间的流通面积，从而调节流体流量。五、综合题1.从被控变量变化曲线看，系统能较快响应干扰，超调量较小，但存在一定余差。比例系数：Kp=1/δ=1/0.4=2.5；积分系数：Ki=1/(Ti×Kp)=1/(0.5×2.5)=0.8。2.控制系统组成：流量传感器、变