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1、一、 填空题 （1空1分 ，共5 0分 ）1典型的过程控制系统由 检测元件、变送器、调节器、调节阀 和 被控过程 等环节构成。p62按过程控制系统结构特点来分类可分为 反馈控制系统 、 前馈控制系统 、 前馈-反馈控制系统。p73按过程控制系统给定值来分类可分为 定值控制系统 、 程序控制系统 、 随动控制系统 。p84 被控过程输入量与输出量的信号联系称为 过程通道 。控制作用与被控量之间的信号通道联系称为 控制通道 。 p114 系统在自动控制作用下，从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为 过渡过程 。4 研究建模过程的目的主要有 设计过程控制系统和整定调节器参数 、 指导设计生产
2、工艺设备 、进行仿真试验研究 、 培训运行操作人员 。p117 量程调节的目的是 使变送器的输出信号的上限值 ymax（DC 20mA）与测量范围的上限值 xmax 相对应 。p428 正迁移是指 测量起点由零迁至某一正值 。 p43负迁移是指 测量起点由零迁至某一负值 。9流量是指 单位时间内通过管道某一截面的物料数量，即瞬时流量 。p5010差压变送器主要用于测量 液体 、 气体 或蒸汽的压力、差压、流量、液位 等过程参量，并将其转换成标准统一信号 DC 420mA 电流输出，以便实现自动检测或控制。 p?11执行器由 执行机构 和 调节机构（阀） 两部分组成。p11212在过程控制系统中
3、，执行器接受 调节器 输出的控制信号，并转换成 直线位移或角位移 ，来改 变阀芯与阀座间的流通截面积以控制 流入或流出被控过程的流体介质的流量 ，从而实现对过程 参数的控制。 p11213根据使用能源不同，执行器可分为 气动 执行器、 电动 执行器、 液动 执行器。p11214扰动通道静态放大系数越大，则系统的稳态误差 越大 。控制通道的静态放大系数越大，表示控制作用越 灵敏 ，克服扰动能力 越强 。p14515 根据被控过程特性来选择调节阀的工作流量特性，其目的是使 系统的开环放大系数为定值 。 12216 静态放大倍数 K 为正的被控过程，为 正 作用被控过程；静态放大倍数 K 为负的被控
4、过程，为0 0p负 作用被控过程。p15417过程控制系统设计包括系统的 方案设计 、 工程设计 、 工程安装和仪表调校 和 调节器参数整定 等四个方面的内容。p14118串级控制系统主回路一般是一个 定值控制 系统，副回路一般是一个 随动控制 系统。 二、框图题（1 空 2 分，共 8 分）三、 判断题（1 控 2 分，共 12 分）1 在控制系统中，被控变量是被控制的物理装置或物理过程。（ ）2 设计串级控制系统时应该把所有干扰包括在副环中。（ ）1. 开环控制是一种没有反馈的简单控制。（ ）2. 等幅振荡是过渡过程基本形式之一，如果系统出现等幅振荡，则该系统是稳定的。（ ） 5. 对于干
5、扰通道，时间常数越大则越有利于调节。（） p1466. 串级控制系统的整定都是先整定主环再整定副环（）。 p186四、计算题（1 题 10 分，共 20 分）p1802 R(3)做拉氏变换1图所示液位过程的输入量为 q ，流出量为 q 、q ，液位 h 为被控参数， C 为容量系数，设 R 、R 、R1 2 3 1 2为线性液阻，求：3（1） 列出液位过程的微分方程组；（2） 画出液位过程的框图；（3） 求液位过程的传递函数 W (s)=H(s)/Q (s)0 1参考课本 p13 、p135 ，作业 2-6解： (1)R1q1Dq =Dh 2Dq =Dh3 R3q -q -q =C dh 1
6、2 3 dtq3R3Ch1R2q2(2)2用动态特性参数法整定单回路控制系统调节器参数时，测得过程的 8s ，T=80s ，自平衡率 1，当调节器分别采用 P、PI、PID 控制规律时，求，调节器整定的参数。参考课本 p168解：由于tT=880=0.1，故应用表中tT0.2时的公式计算。（1）比例调节比例度d=1 tr T=0.1(2)比例积分调节比例度d=1.11 tr T=0.11积分时间T =3.3tI=26.4 s（3）比例积分微分调节比例度d=0.851 tr T=0.085积分时间T =2tI=16 s微分时间T =0.5tD=4 s四、 设计题（共 10 分）1某热交换器图所示，用蒸汽将进入其中的冷水加热到一定的温度，生产工艺要求热水温度保持定值 （t1），试设计一个单回路控制系统，并说明该控制系统的基本工作原理，系统的被控变量、控制量 和主要扰动量是什么及选用的控制算法。解：课本 p176 作业 3-22热水基本工作原理：当冷水流量突然增大时，测量元件检测到热水出口温度降低，于是将测量值与给定值的差给调节 器，调节器控制调节阀使热蒸汽流量加大，从而使热水出口的温度上升，当热水出口的温度达到设定值时，系统 再次稳定。系统的被控量是热水的温度。控制量热蒸汽的流量。 主要扰动是冷水的流量。 选用 PI 控制算法。热蒸汽热交换器冷水