2026年热工自动试题库及答案

2026年热工自动试题库及答案一、单项选择题（本大题共40小题，每小题1分，共40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）1.在自动控制系统中，被控量是指（）。A.控制器的输出信号B.被控对象的输出变量C.给定值信号D.执行机构的位移2.比例积分微分控制器中，积分作用的主要功能是（）。A.消除稳态误差B.加快反应速度C.改善系统稳定性D.克服纯滞后3.热电偶测量温度时，其产生的热电势大小取决于（）。A.热电偶两端的温度差B.热电偶热端的温度C.热电偶材料和两端温度D.热电偶的长度4.在DCS系统中，现场控制站（FCS）的主要功能是（）。A.数据采集和处理B.过程控制C.工程师组态D.生产管理5.汽包锅炉给水自动控制系统中，通常采用（）控制方案。A.单回路控制B.串级控制C.前馈控制D.比值控制6.下列哪种调节规律能消除系统的静态偏差？（）A.比例调节B.积分调节C.微分调节D.比例微分调节7.标准孔板流量计测量流量时，差压信号与流量成（）关系。A.线性B.平方C.立方D.对数8.锅炉燃烧控制系统中，为了保持炉膛压力稳定，通常调节（）。A.给煤量B.送风量C.引风量D.蒸汽量9.在DEH（数字电液调节系统）中，OPC功能是指（）。A.超速保护控制B.紧急停机C.负荷限制D.一次调频10.精度等级为0.5级的仪表，其最大允许引用误差为（）。A.±0.5%B.±5%C.±1.0%D.±0.25%11.评价控制系统快速性的指标是（）。A.衰减率B.稳态误差C.上升时间D.余差12.串级控制系统中，副回路的主要作用是（）。A.克服主回路的干扰B.克服进入副回路的干扰C.消除主被控量的静态偏差D.实现精确的比值控制13.热电阻测温时，常采用三线制接法，目的是为了（）。A.提高测量灵敏度B.消除线路电阻随温度变化的影响C.减少电源消耗D.增加信号传输距离14.单元机组协调控制系统（CCS）中，锅炉跟随（BF）方式的主要特点是（）。A.负荷响应快，主汽压波动大B.负荷响应慢，主汽压稳定C.负荷响应快，主汽压稳定D.负荷响应慢，主汽压波动大15.自动控制系统的闭环传递函数为Φ(A.GB.1C.GD.1$16.下列关于微分作用的描述，正确的是（）。A.能够消除余差B.根据偏差的变化率进行调节C.常用于纯滞后较大的对象D.输出信号与偏差大小成正比17.现代大型火电机组分散控制系统（DCS）的通信网络通常采用（）拓扑结构。A.总线型B.环型C.星型D.树型18.汽包锅炉三冲量给水控制系统中，三个信号分别是（）。A.汽包水位、给水流量、蒸汽流量B.汽包水位、给水流量、燃料量C.汽包压力、给水流量、蒸汽流量D.汽包水位、蒸汽压力、燃料量19.在SAMA图设计中，符号Σ通常表示（）。A.比例运算B.积分运算C.加法运算D.切换开关20.顺序控制系统（SCS）中，步序逻辑的实现核心是（）。A.PID算法B.前馈控制C.脉冲发生器与记忆/复位功能D.史密斯预估器21.炉膛安全监控系统（FSSS）中，MFT动作的最主要原因是（）。A.负荷波动B.炉膛压力过高或过低C.汽温过高D.给粉机跳闸22.测量仪表的回差是指（）。A.正向行程和反向行程时，同一输入量对应的输出值之差B.测量值与真实值之差C.仪表量程与测量范围之比D.仪表死区的大小23.在自动选择控制系统中，通常用于（）。A.固定被控变量的测量值B.从多个控制器信号中选择一个输出C.实现多变量的解耦D.进行超驰保护24.汽轮机调速系统的迟缓率过大，会导致（）。A.甩负荷时转速飞升过高B.并网困难C.负荷摆动D.速度变动率增大25.信号在传输过程中受到工频干扰，通常采用（）来抑制。A.低通滤波B.高通滤波C.隔离变压器D.整流电路26.锅炉过热蒸汽温度控制中，通常引入（）作为导前信号。A.过热器出口汽温B.减温水流量C.减温器出口汽温D.蒸汽压力27.理想PID控制器的离散算式中，积分项容易出现（）。A.饱和现象B.截断误差C.振荡D.溢出28.大型机组的一次调频功能是通过（）实现的。A.协调控制系统B.顺序控制系统C.单独的DEH转速回路D.模拟量控制系统29.气动执行机构中，电/气转换器的作用是（）。A.将气压信号转换为电信号B.将电信号转换为气压信号C.放大电信号D.放大气压信号30.评价控制系统稳定性的代数判据是（）。A.劳斯判据B.奈奎斯特判据C.伯德图D.根轨迹法31.氧量传感器（氧化锆）的工作原理是基于（）。A.热电效应B.浓差电势C.压阻效应D.光电效应32.在前馈-反馈控制系统中，前馈控制的作用是（）。A.消除余差B.克服主要扰动C.改善对象特性D.增加系统阻尼33.某调节器的比例带设为100%，若输入偏差变化10%，则输出将变化（）。A.100%B.10%C.1%D.0%34.DCS系统中的“点”通常指（）。A.物理连接点B.输入/输出处理点或中间变量C.控制算法D.操作员站35.旁路控制系统的主要作用是在机组启动阶段或（）。A.正常运行时调节负荷B.甩负荷时保护汽轮机C.停机时回收工质D.事故时切断蒸汽36.比值控制系统中，主动量和从动量的流量关系应保持（）。A.线性比例B.恒定差值C.恒定积D.非线性关系37.下列哪种情况适合采用断续控制（位式控制）？（）A.控制精度要求高的场合B.滞后时间很小的对象C.负荷变化剧烈的场合D.时间常数大的温度对象38.模糊控制器的核心组成部分不包括（）。A.模糊化接口B.知识库C.推理机D.PID参数整定器39.现场总线控制系统（FCS）与传统DCS相比，其显著优势是（）。A.控制精度更高B.实现全数字化通信，节省电缆C.处理速度更快D.存储容量更大40.在热工保护系统中，为了防止误动，通常采用（）逻辑。A.单一信号B.二取一C.三取二D.四取三二、多项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对得2分，选对但不全得1分，有选错得0分）1.自动控制系统的基本组成环节包括（）。A.被控对象B.测量变送器C.控制器D.执行器2.下列关于PID调节器参数整定对系统影响的描述，正确的有（）。A.比例带（P）增大，系统稳定性增加，但稳态误差增大B.积分时间（Ti）减小，积分作用增强，消除偏差速度加快C.微分时间（Td）增大，微分作用增强，抑制超调能力增强D.积分时间（Ti）增大，系统容易产生低频振荡3.常用的热工参数测量传感器包括（）。A.热电偶B.热电阻C.弹簧管压力表D.孔板4.DCS系统的主要功能包括（）。A.连续控制B.顺序控制C.批量控制D.数据采集与监视5.汽包锅炉蒸汽温度控制对象的特点包括（）。A.滞后大B.惯性大C.扰动因素多D.具有自平衡能力6.引起测量误差的因素主要有（）。A.方法误差B.仪器误差C.环境误差D.人员误差7.下列哪些情况会触发锅炉主燃料跳闸（MFT）？（）A.炉膛压力过高B.全部引风机跳闸C.汽包水位过低（达极限值）D.失去所有火焰8.DEH控制系统的主要功能模式有（）。A.操作员自动B.遥控C.自动同期D.转速控制9.串级控制系统的投运步骤通常包括（）。A.主、副回路均置于手动B.副回路先投自动，主回路后投自动C.主回路先投自动，副回路后投自动D.进行参数整定10.现场总线仪表的数字通信特征包括（）。A.全数字传输B.双向通信C.多点通信D.只能传输测量值11.气动调节阀的气开、气关形式选择原则主要考虑（）。A.安全原则B.节能原则C.工艺介质特性D.执行机构类型12.下列属于大迟延控制策略的有（）。A.史密斯预估控制B.达林算法C.采样控制D.简单PID控制13.机组协调控制系统（CCS）的主要控制任务包括（）。A.快速响应电网负荷指令B.维持主蒸汽压力稳定C.维持锅炉燃烧稳定D.控制汽包水位14.热工信号报警系统通常分为（）。A.报警B.报警确认C.报警消除D.报警试验15.在自动控制系统中，扰动包括（）。A.给定值变化B.内部扰动C.外部扰动D.电源波动三、判断题（本大题共30小题，每小题1分，共30分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.比例调节器的输出与输入偏差的大小成正比，它能完全消除被控量的稳态误差。（）2.积分调节器的输出变化速度与偏差成正比，只要有偏差存在，积分作用就会一直进行，直到偏差消除。（）3.热电偶产生的热电势与热电偶两端温度差成正比。（）4.仪表的精度等级数值越小，表示仪表的测量精度越高。（）5.在反馈控制系统中，若被控量高于给定值，则系统称为正反馈系统。（）6.串级控制系统中，副控制器通常采用比例或比例微分控制规律，一般不引入积分。（）7.孔板流量计的流量系数是一个常数，不随雷诺数变化。（）8.气动执行机构具有本质防爆防火的特点，适用于易燃易爆的场合。（）9.锅炉跟随控制方式（BF）下，汽轮机调节汽门开度由负荷指令决定。（）10.氧化锆氧量分析仪只有在高温下（如600℃以上）才能正常工作。（）11.DCS系统的操作员站可以修改系统组态，工程师站只能进行监视操作。（）12.步进式顺序控制中，步的转换条件满足后，当前步自动复位，下一步自动激活。（）13.微分调节作用具有超前调节的能力，因此可以消除系统的稳态误差。（）14.热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度升高而增大的特性。（）15.比值控制系统的目的是使两种物料的流量保持一定的比例关系。（）16.前馈控制是开环控制，它不需要测量被控量。（）17.大型机组的一次调频通常由DEH系统单独完成，不涉及CCS。（）18.三取二逻辑是指三个信号中有两个及以上满足条件时，逻辑动作。（）19.调节器的正反作用是指当偏差增大时，调节器输出是增大还是减小。（）20.纯滞后环节的存在会降低系统的稳定性。（）21.均匀控制系统的目的是使两个被控量都保持严格的定值。（）22.现场总线控制系统（FCS）中，控制功能完全下放到现场仪表中。（）23.汽轮机危急遮断系统（ETS）的主要作用是防止汽轮机超速。（）24.智能变送器通常具有HART通信协议，可以进行远程组态和诊断。（）25.在给水控制系统中，蒸汽流量信号作为前馈信号引入。（）26.闭环控制系统的抗干扰能力比开环控制系统强。（）27.PID调节器中，微分时间Td越大，微分作用越弱。（）28.顺序控制系统（SCS）主要用于连续量的调节。（）29.测量仪表的量程是指仪表能测量的最大值减去最小值。（）30.系统的时间常数越大，系统响应速度越快。（）四、填空题（本大题共30空，每空1分，共30分）1.自动控制系统按给定值的形式不同，可分为定值控制系统、__________和程序控制系统。2.在PID控制算法中，P代表__________，I代表积分，D代表微分。3.热电偶冷端温度补偿的方法通常有补偿导线法和__________法。4.仪表的恒定度是指仪表在相同条件下，对同一被测量进行多次测量时，其__________的一致程度。5.典型的二阶系统，阻尼比ξ=1时，系统处于__________状态。6.串级控制系统包含两个闭合回路，其中__________回路是内回路。7.锅炉燃烧自动控制系统的三个子任务是__________控制、送风控制和引风控制。8.气动执行机构的输入信号标准范围通常是__________kPa。9.DCS系统中，__________是过程控制级的核心，负责数据的采集和控制运算。10.汽包锅炉给水控制中，为了克服虚假水位现象，引入了__________信号作为前馈。11.比例积分控制规律既具有比例控制的__________，又具有积分控制的无差控制特性。12.衰减率ψ=0.75表示系统过渡过程曲线的第二个波峰幅值是第一个波峰幅值的__________倍。13.现代大型火电机组的模拟量控制系统主要由CCS、__________和SCS组成。14.在DEH系统中，转速控制回路用于机组__________和并网前的转速保持。15.氧化锆氧量分析仪测量的是烟气中的__________含量。16.前馈控制是按__________进行控制的，而反馈控制是按偏差进行控制的。17.调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与相对__________之间的关系。18.常用的复杂控制系统除了串级、前馈外，还有比值、__________和均匀控制。19.选择性控制系统的核心部件是__________。20.顺序控制系统通常采用__________语言进行编程描述。21.仪表的灵敏度是指仪表输出变化量与引起此变化的__________之比。22.闭环传递函数的分母多项式等于零时，得到的方程称为__________。23.若控制系统的特征方程的所有根均位于S平面的__________，则系统稳定。24.300MW机组的主蒸汽温度通常控制在__________℃左右。25.信号报警时，为了引起操作员注意，通常采用声光报警，确认后__________消失。26.史密斯预估控制是专门用于克服__________对控制品质不利影响的预估补偿控制。27.执行机构的“风开”特性是指当气源中断时，调节阀处于__________位置。28.数据采集系统（DAS）的主要功能是__________和显示。29.在PID参数整定中，临界比例度法是利用系统出现__________时的数据来计算参数。30.电网一次调频要求机组具有快速的__________响应能力。五、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）1.简述比例积分微分（PID）调节器中，比例（P）、积分（I）、微分（D）三种调节规律各自的作用及其对系统性能的影响。2.什么是串级控制系统？相比单回路控制系统，它有哪些主要优点？3.简述汽包锅炉给水自动控制系统中“虚假水位”现象及其产生原因，以及在控制系统中如何克服。4.解释协调控制系统（CCS）中“锅炉跟随”（BF）和“汽轮机跟随”（TF）两种基本控制方式的工作原理及特点。5.什么是调节阀的“气开”和“气关”特性？选择气开/气关的原则是什么？6.简述DCS（分散控制系统）的“分散控制、集中管理”设计思想。六、综合分析题（本大题共4小题，共40分）1.（10分）某加热炉温度控制系统采用串级控制结构。主被控量为炉出口温度，副被控量为炉膛温度。(1)画出该串级控制系统的原理方框图。(2)说明当燃料压力波动（主要干扰）和被加热物料流量波动（次要干扰）时，系统是如何克服干扰的。(3)为什么副控制器通常选择比例（P）或比例微分（PD）调节规律，而不选择比例积分（PI）？2.（10分）已知一个单回路反馈控制系统，其广义对象（包括执行器、对象和变送器）的传递函数为(s)=(1)若取=1(2)简述纯比例控制为什么不能消除稳态偏差。(3)若为了消除稳态偏差，将控制器改为比例积分（PI）控制，请写出PI控制器的传递函数表达式，并说明积分时间常数对系统稳定性的影响。3.（10分）某300MW火电机组在运行中，因电网故障导致机组甩去50%负荷。(1)分析在汽轮机调节系统（DEH）和协调控制系统（CCS）作用下，机组的转速和负荷将如何变化？(2)此时，如果锅炉主燃料跳闸（MFT）未动作，说明哪些控制系统会参与动作以维持机组参数稳定？(3)为什么在甩负荷大工况下，需要特别注意汽包水位和主蒸汽温度的控制？4.（10分）针对一个具有较大纯滞后的温度控制对象，设计控制系统。(1)若采用常规PID控制，可能会出现什么问题？(2)简述史密斯（Smith）预估控制的基本原理。(3)画出史密斯预估控制系统的补偿原理方框图，并说明其如何改善控制质量。参考答案一、单项选择题1.B2.A3.C4.B5.B6.B7.B8.C9.A10.A11.C12.B13.B14.A15.B16.B17.A18.A19.C20.C21.B22.A23.B24.C25.C26.C27.A28.C29.B30.A31.B32.B33.1B34.B35.B36.A37.B38.D39.B40.C二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABD10.ABC11.AC12.ABC13.ABC14.ABCD15.ABCD三、判断题1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.√10.√11.×12.√13.×14.√15.√16.√17.×18.√19.√20.√21.×22.√23.√24.√25.√26.√27.×28.×29.√30.×四、填空题1.随动控制系统2.比例3.冷端温度补偿（计算）4.示值5.临界阻尼6.副7.燃料量（给煤）8.20~1009.过程控制站（或现场控制站）10.蒸汽流量11.及时性（或快速性）12.0.2513.DEH（或MEH）14.升速15.氧16.扰动17.位移（或开度）18.选择（或前馈）19.选择器（高选或低选器）20.功能块图（或梯形图、顺控）21.输入变化量22.特征方程23.左半平面24.540（或541）25.声音26.纯滞后27.全关（或关闭）28.数据采集29.等幅振荡（临界振荡）30.负荷五、简答题1.答：比例（P）：依据偏差大小进行调节，调节及时迅速。但存在稳态偏差，比例带越小，静差越小，但系统稳定性变差，易振荡。积分（I）：依据偏差的累积进行调节。能消除稳态偏差，提高控制精度。但积分作用使系统响应变慢，且过强的积分会导致系统振荡加剧，稳定性下降。微分（D）：依据偏差的变化速度进行调节。具有超前调节能力，能抑制偏差的变化，改善系统动态特性，减少超调，缩短调节时间。但对噪声敏感，且不能消除稳态偏差。2.答：串级控制系统是由两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的给定值，副控制器的输出去控制调节阀，系统有两个闭合回路（副回路和主回路）和一个被控对象。优点：(1)改善了对象特性，减小了对象的时间常数和滞后，加快了工作频率。(2)具有较强的抗干扰能力，特别是能克服进入副回路的干扰。(3)具有一定的自适应能力，对负荷和操作条件的变化具有一定的鲁棒性。3.答：虚假水位现象：在蒸汽流量突然增加（扰动）时，虽然给水量未变，但初期汽包水位反而上升，经过一段时间后才下降的现象。原因：蒸汽流量增加导致汽包压力下降，炉水饱和温度下降，锅水自行汽化产生气泡，体积膨胀，导致水位上升。克服方法：采用三冲量给水控制系统，引入蒸汽流量信号作为前馈信号。当蒸汽流量增加时，前馈信号强制增加给水流量，以补偿物质平衡的破坏，从而抵消虚假水位引起的反向调节作用。4.答：锅炉跟随（BF）：由汽轮机调节负荷（调节调门开度），锅炉调节主汽压。特点是负荷响应快，但主汽压波动大。汽轮机跟随（TF）：由锅炉调节负荷（调节燃料量），汽轮机调节主汽压。特点是主汽压稳定，但负荷响应慢。5.答：气开：当输入气信号增加时，阀门开度增大；气源中断时，阀门全关。气关：当输入气信号增加时，阀门开度减小；气源中断时，阀门全开。选择原则：主要从安全角度考虑。当气源中断或控制系统发生故障时，应保证阀门处于使设备和工艺系统处于安全状态的位置。例如，加热炉燃料入口阀通常选气开（故障时关断燃料），锅炉给水阀通常选气关（故障时全开保证供水）。6.答：分散控制：指系统在物理上和逻辑上分级，将控制功能下放到现场控制站，各控制站独立完成其辖区的数据采集和控制任务，实现了危险分散。集中管理：指通过高速数据通信网络，将各分散的控制站连接起来，在中央控制室的操作员站和工程师站进行集中监视、操作和管理，实现全系统的信息共享和综合协调。六、综合分析题1.答：(1)方框图结构：主对象（出口温度）->主变送->主控制器->副控制器->执行器->副对象（炉膛温度）->主对象。副变送送入副控制器，形成副回路。主变送送入主控制器。(2)克服干扰：燃料压力波动（进入副回路