过程控制系统试卷及答案.docx

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1、过程控制系统 试卷 C 卷一、填空题（每空 1.5分）（本题 33 分）1、过程控制系统一般由 控制器 、 执行器 、 被控过程 和测量变 送等环组成。2、过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。3、压力检测的类型有三种，分别为：弹性式压力检测、应变式压力检测、 压阻式压力检测。4、气动执行结构主要有 薄膜式和活塞式两大类。5、根据使用的能源不同，调节阀可分为 气动调节阀 、 电动调节阀 和 液动调节 阀 三大类。6、过程数学模型的求取方法一般有机理建模 、 试验建模 和混合建模。7、积分作用的优点是可消除 稳态误差 （余差 ），但引入积分作用会使系统 稳定性 下降。8、在工业生产中常见的

2、比值控制系统可分为单闭环比值控制 、 双闭环比值控制 和变比值控制 三种。9、造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长 期存在偏 差。、名词解释题（每小题 5 分）（本题 15 分）1、过程控制：指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算 机 等自动化工具，应用控制理 论， 设计工业生产过程控制系统，实现工 业生产过程自动化。2、串级控制系统： 值采用两个控制器串联工作， 主控制器的输出作为副控制 器的设定值， 由副控制器的输入去操纵调节阀， 从而对住被控变量具有更好的控 制效果。3、现场总线： 是指将现场设备与工业控制单元、 现场操作站等互联而成的计 算机网

3、络，具有全数字化、分散、双向传输和多分枝的特点，是工业控制网络向 现场级发展的产物。三、简答题（每小题 8 分）（本题 32 分）1、什么是PID，它有哪三个参数，各有什么作用？怎样控制？答： PID 是比例-积分-微分的简称。其三个参数及作用分别为： （1）比例 参数KC,作用是加快调节，减小稳态误差。（2）积分参数Ki，作用是减小稳态误差，提高无差度（3）微分参数Kd，作用是能遇见偏差变化趋势，产生超前控制作用，减少超调量，减少调节时间。2、前馈与反馈的区别有哪些？答：（ 1）控制依据： 反馈控制的本质是 “基于偏差来消除偏差 ”，前馈控制是 “基 于扰动消除扰动对被控量的影响 ”。(2)

4、 控制作用发生时间万面：反馈控制器的动作总是洛后于扰动作用的发 生，是一种 不及时”的控制；扰动发生后，前馈控制器及时动作。(3) 控制结构方面：反馈为闭环控制，存在稳定性问题，即使闭环环节中 每个系统都是稳定的，但闭环后稳定与否，还需要进一步分析；前馈属于开环控 制，各环节稳定，系统必然稳定。(4) 校正范围方面：反馈对各种扰动都有校核作用；前馈，只对被校核的 前馈扰动有校正作用，其他则没有。(5) 控制规律方面：反馈通常是 P PI PD PID等典型规律；前馈控制规律 较为复杂，不好掌握。3、控制器正反方向判断？答：所谓作用方向，就是指输入作用后，输出的变化方向。当输入增加时， 输出也增

5、加，则成该环节为 正环节”反之，当输入增加时，输出减少，则称反 作用”具体步骤(1) ，判断被控对象的正/反作用那个方向，主要由工艺机理确定。(2) 确定执行器的正/反作用方向由安全工艺条件决定。(3) 确定广义对象的正/反作用方向(4) 确定执行器的正/反作用方向4、如图所示的压力容器，采用改变气体排出量以维 持容器内压力恒定：(1) 调节阀应选择气开式还是气关式？请说明原 因。(2) 压力控制器(PC)应为正作用还是反作用？请说 明原因。答：(1)应选择气关式。因为在气源压力中断时，调节阀可以自动打开，以使 容器内压力不至于过高而出事故。 调节阀应选择气关式，则压力控制器(PC)应为反作用

6、。 当检测到压力 增加时，控制器应减小输出，则调节阀开大，使容器内压力稳定。或： 当检测到压力减小时，控制器应增大输出，则调节阀开小，使容器内压力稳定。四、分析与计算题(第1小题8分， 第2小题12分)(本题20分)1、(本小题8 分)如下图所示的隔焰 式隧道窑烧成带温度控制系统，烧成带 温度是被控变量，燃料流量为操纵变 量。试分析：(1)该系统是一个什么类型的 控制系统？画出其方框图；(2) 确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因答：(1)该系统是一个串级控制系统，其方框图为:为保证系统安全,应使阀门处于关闭(2)当调节阀气源出现故障失去气源时, 位置，故调节阀采用气开式。2、(本小题12分

7、)如下图所示 的液体储罐，设进水口和出水口 的体积流量分别是 qi和qo ， 输出变量为液位h，储罐的横截 面积为A 。试建立该液体储罐的动态数学 模型 H(S)/Qt(S)鲁液位粮化繭足动态捌料平衡关系：廠擢内蕃液重檢化率二单位时闾内憑体流入里-单闽寸间内液体流出里: AN - 9 ct以増重形式表示各变重漏离起始稳态值的程度即：- Aff. - Aff.(式口 A由重力场中无粘性不可压缩症体走當流动的彳鹦利方栓得：g J域J =八故 =Aj2gh =kfh只萌E线性I磁行泰鞠数展开，并取线性部分：将上式代入(式得:dxhAh整理并省路增里符号，得徽分方程:RA - -+ h = ? A经拉

8、氏变换可得传谨函教为：- R 2($厂M +】RA - -+ h = ? A经拉氏变换可得传谨函教为：- R 2($厂M +】左捋離系统中能准碓.快速、及时地跟踪设定值的变化的系统属亍（）AA、随动系统B.定值系统C程序系统2、左过程控制系统中系统的设定值保持不变的系统属于（） B3、A.隨动系统B.定值系统C程序系统左过程控制系统中系统的设定値有现律变化的系统厲于（）CA、随动系统B、定值系统 C程序系统4、 C在阶跃扰动作用下，过程控制系统的过渡过程出现的形式如下，（）是一种穗良控例系统5.6、A.发散扳荡过程 B、篆幅振荡过程 C.哀减扳荡过種D、非振淼滅过程用来表征生产设备或过程运行是

9、否正常而需要加以誉制的物淫莹是（）BA.被控对象 B.被控变量 C、操纵变童 D.测屋隹 受控離莠的操纵，更被控变童保持在设定值的物理童是（A.被控对象 B、操纵变址C、测童值D、设定值7、一阶环书的传递西数是（）A4 K/（Ts+l） B. KC、 K/TisD、Tds8. hi例环节的传递焉数是（A K/（Ts+l）B) C、K/TisC、K9. 在一阶系统的特征参数中.（）是系统的静态参数A.放大系数K B.时间営数T C、滯后时间*10、左一阶过程控制系统中时间常数T定义为系统的输出童y（t）到达稳态值的（）B、-sD.传递函数A. 80% B. 63.2% C、20% D、40%11

10、、左一阶过程控制系统中，（）决定了茶统在响应结束时的稳定性能DA、时间常数T B、输入值C、延迟时间D、放大系数K12、在过程控制仪表中，若采用量程为50100输出信号为4-20mADC的电动温度变送器.电动控制葬的比例度为20%则控制莽的放大系数是（）DA. 50B. 4C. 2.5D、 1.613. 在过程控制仪表中控制髯的放大系数Kc是通过改变（）来设里的CA.匡程B.辙出值号C、控制器的比例度D、输入信号14. 在过程控制系统过谨过程的质址指标中，（）是表示竝渡过程曲线姻出新稳定值的最大值 BA最大偏差AB超邇g B C袁减比n D提荡周期T15. 在过程控制系统过谨过程的质量指标中（

11、）是猎述被控变量偏离设定値最大程度的物理 童AA最大偏差 B衰减比 C过渡时间D扳荡周期16. 在过程控制系统过渡过程的质童指标中（）是衡童控制准确性的质屋指标DA最大偏差 B克减比C振荡周期D余差17. 在过程控制系统过渡担程的质量拾标中，（）反映控制系统兔走程庚的指标BA超调量 B衰减比 C最大偏差D扳荡周期18. 在过程控制系统过渡过程的质童指标中（）是衡走系统快速性的质屋指标CA最大偏差 B衰减比C振荡周期D余差19、一阶过程控制系统穗定的条件畏（）BA密征根为正，微分方程系数粗大于零B轩征根为负，微分方程系数都大于宰C特征根为正，微分方程系数都小于宰D特征根为负，微分方程系数都小于妄

12、20、二阶过程控制系统稳定的条件是（）D微分方程系數祁大于零 微分方程系数祁大于罕 微分方着 二枣 繳分方程系数萄大于零A轴征根实部为负，炭减系数小于零, B轩征根实部为正，衰减系数小于卑. C符征根实部为正，衰减系数大亍零, D特征根实部为负似减系数大于零,21. 二阶系统的袁城系数与系统的穗定性有很大关系，当麦域系数満足（）时，系统是稳定的DA衰減系数=0 B-l衰喊系数0C衰减系数-1D0衰减系数122、二阶系统的袁械系数与果统的稳定性有很大关系，当炭减系数满足（）时，系统是不稳A衰减系数-1B 0衰减系数1C衰减系数1 D衰减系数二123、在比例控制器中，在相同输入偏差下，放大倍数Kc

13、和输出r（t）之间的关系是（）CA Kc越大，输出p（l）越小B Kc越大舱出p（t）不变C Kc越大檢出p（t）也越大D Kc越小输出p（l）越大24、在比例控制器中，放大倍数Kc和控艇器的比例度6之闻的关系是（）BA 6越大.Kc也越大 B 6越大.Kc越小C 6变化与Kc无关D 6与Kc都是定債25、右过程控制系统中.若使控制变量最终不存左余差但系统的稳定性要下降应选用（）BA比例控制器B比例积分控制器C比例微分控制弄D比例积分微分控制帶26、在过程控舗系统中.既能使控制变量不存衣余差又使系统具有超前性控制应选用（）控 制規律 CA. PB、PIC、PIDD、PD27、左过程控制系统中，

14、系统在稳态时，不管放大系数Kc有多大最终仍泰余差可以选用（）控制規律 BA、 PB、 PTC、 PIDD. PD28、29、30.31、32.33.34、崔比例控艇规律中.袁减果數与系统的稳定桂之间的关系应满足（）八A衰减系数越大系统越稳定B衰减系数越大系统越不稳定C裒减系数与系统稳定无关下面对过程的控制质童没有影响的足（）DA控制通道故大倍数KoB扰动通逆放大倍数KfC扰动適适时间常数D扰动通道纯滞后时间左单回培控制中，控弑阀的结枸形式的选择很重要，在高压差时逸用AA角形控制阀B隔膜控制阀C三通控制阀D蝶阀左单回培控制中，控離阀的结柯形式的选择很重要，在坐制强腐蚀性介质时选用（）BA角形控制

15、阀B隔膜控制阀C三通控制阀D蝶阀在单回培控制中，控離闽的结枸形式的选择很重要，在分流或合流這制时选用（）CA角形控制阀 B隔膜控制阀 C三通控制阀D堞阀在单回路控剧中，控制阀的结构形弍的选择很重要，在大口径.大流童、低差压，而泄 漏童要求不茂时选用（DA角形控制阀 B隔喪控制阀C三適控制阀D煤阀为了使过程控制系统能够正常工作，则必匆使系统的各个环节的静态放大系數相乘必须满足（）CA等于0B大于0C小于035.在控養阀的正作用下，控制阀是气开式，则“满足（）BA等于0B大于0C小于0D不能确定36、37.3&39.40.41.42.43.44.45、46、47、48、49、50、51、52、53

16、、54、55、56、左控制阀的负作用下，控制阀是气关式.则Kv满足（）CA等于0控制券正作用时,A. Kc0 控制葬负作用时,A. Kc0D不能确定D、 Kc=0D、 Kc=0B大于0C小于0其放大寒数Kc满足（）CB. Kc0 其放大系数Kc滿足（）AB、 Kc0左控制界上对所求得的整定参數设置的顺序是（）AA P, I.D B P,D.IC LP,DD I,D,P在某温度控號系统中，采用4： 1衰减曲线法整定控制券的参数，得5 s=20%,当控制券为 比例作用时.其整良参数值为（）AA 20% B 40% C 60% D 80%过程控制设计申，系统设计的核心是（）AA、控制方案设计 B.工

17、程设计 C、工程安装D、仪表调校左控制器的参数整定中属于理论整定法得是（ DA经轻凑试法 B哀减曲线塗C响应曲线法D对数頻率特性法生控机跟的参数整戾中厲于工程整走法得是（cA对数據率特性法B根轨迹法C经验凑试法在某温度控弑系统中，采用4： 1衰减曲线法整定控制券的参瓠 得5 s=20%,当控制弄为 比例积分作用时.其整定參散值为（）AA 24% B 12% C 36% D 48%在某溫度控制系统中采用4： 1袁减曲线法整定控制葬的参数，得6 s=20%t当控制券为 比例积分微分作用时，其整走参数值为（）CA. 20%B、40% C. 16%串级控刨系统中控制基的作用正确的是（）CA主粗副粗 B

18、主粗副细 C主细副粗串级控刨系统系统中存在的一次抗动来源于它的（A主回培B副回路 C主副回賂都有串级控刨系统系统中存在的二次抗动来源于它的（ A主回路B副回賂串级控制系统系统中主环是一个（A定値系统 B濺动系统 串级控制系统系统中副环是一个（A走值系统B随动系统D. 32%D主细副细D不能确定串级控制系统中主回路的控館器包括A主控制异B副控制畧串级控制系统中主回路的对象是（B主对象CC主亂回路都有 系统AC程序系统 系统B C程序系统 （）CD不能确定D分时系统D分时系统C主、副控制辱AC甌对象AD不确定A主.副对象串级控制系统中主、副环要满足（A主走副随串级控制系统中主捋制器的正、反作用的逸

19、择順序（）AB主定副定D不诡定C主随副定D主随更随A先副后主B先主后副C主、副同祥 D不确定有2个阀门流遇能力分别为Cl = 100t C2=39其可调范围均为R=30用于分程控制 时，分程可调范围为（）BA 750B 1000C 900D 1250对于对象的纯滞后时间较大，时间常数特别大的应采用（）控制BA分程控制B前馈控制C均匀控制D串级控制过程控制系统试题一、填空题（20* ）1、典型的过程控制系统由控制器、执行机构、被控对象和测量变送装置等环节构成。2、对过程控制系统的基本性能耍求有三点，分别为稳定性、快速 性亠和准确性一。3、根据使用的能源不同，调节阀可分为气动调节阀、液动调节阀和电

20、动调节阀三大类。4、扰动通道静态放大系数藝，则系统的稳态误差塑S。控制通道 的静态放大系数越大，表示控制作用越盪數，克服扰动能力越理。5、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。6、常用的解耦控制设计方法有前馈补偻解耦亠反馈解耦法，角解 耦法、单位阵解耦法。二、单项选择题（10*）1、在过程控制系统过渡过程的质量指标中,（C ）是衡量系统快速性的 质量指标。A）最大偏差 B）衰减比C）振荡周期D）余差2、下列叙述中不是串级控制系统的特点的是（C）A.结构上由两个闭环组成 B.对二次扰动有很明显的克服作用C.系统中有两个调节阀D .提高了整个系统的响应速度3、串

21、级控制系统系统中存在的二次扰动来源于它的（B）A）主回路 B）副回路 C）主副回路都有 D）不能确定4、下面前馈控制系统中对过程的控制质最没有影响的是（D）A ）控制通道放大倍数KoB ）扰动通道放大倍数KfC）扰动通道时间常数D）扰动通道纯滞后时间5、用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择（A）特性的调节阀。A、快开特性B、等百分比特性C、线性 D、抛物线特性三、判断题（10*）1、串级控制系统中应使主要和更多的干扰落入副回路。（7）2、过程控制系统的偏差是指设定值与测童值之差。（7 ）3、扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变童变化的随机因素（x ）答案：扰动童是壓輕变整作用于生产过程对

22、象并引起被控变量变 化的随机因素。4、对干扰通道时间常数越小越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。（x ）答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易5、串级控制系统中主调节器以“先调“、“快调”、“粗调“克服干扰。（x ）答案：串级控制系统中主调节器以“慢调”、“细调”作用，使主参数稳定在设定值上，副调节器则以“先调、“快调、“粗调”克服干扰。6、测量滞后一般由测童元件特性引起，克服测童滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。（X）答案：微分作用能起到超前调节的作用，因此能克服纯滞后；积分作用能克服余差。7、前馈控制是按照干扰作用的大小进行控制的，如控制作用恰到好处，一般比反馈控制要

23、及时。（7）8、自动调节系统干扰通道放大倍数越大，则超调量越大；调节通道 放大倍数越大，则超调量越小。（7）9、某控制系统采用气动调节阀，要求气源中断时却断阀门以保证系 统安全，则应该选用气关阀。（x ）10、静态前馈控制器与时间无关，一般不需要专用的控制装置，不能 很好的补偿鼎泰误差。（7 ）四、问答题（24* ）1、什么叫积分饱和现象？目前防止积分饱和的方法有哪几种？答：一个具有积分作用的调节器，当其处于开环工作状态时，如果偏 差输入信号长期存在，那么由于积分作用的结果，将使调节器的输出 不断增加或不断减小，一直达到输出的极限值为止，这种现象称为积 分饱和。防止积分饱和的方法有：（1 ）限

24、幅法（2 ）积分切除法厶PID调节器的参数匚、匚、几对控制性能各有什么影响？答：（1）比例控制及时、反应灵敏，偏差越大，控制力越强；但结果在余差。（2）积分控制可以达到无余差；但动作迟缓，控制不及时，不能单独 使用。（3）微分控制能起到超前调节的作用，但输入偏差不变时，控制作用消失，不能单独使用。3、与反馈控制系统相比，前馈控制系统有哪些特点？答：（1）反馈控制的本质是基于偏差来消除偏差，而前馈控制是基于扰动来消除扰动对被控量的影响；反馈控制是“不及时”的，而前馈控制器可“及时”动作；(3) 反馈控制属闭环控制，而前馈控制属开环控制；(4) 反馈控制对闭环内扰动均有校正作用，而前馈控制具有制定

25、性补 偿的局限性；(5) 反馈控制规律通常有P、PI、PD、P1D等，而前馈控制规律比较复 杂。4、分层控制有哪些用途?如何解决两个分层控制信号链接处流量特性的折点现象？答：用途用于扩大控制阀的可调化，满足工艺操作上的特殊要求。克服折点现象办法：对于直流阀，最好选用两个流通能力近的控制 阀配合使用；若对数阀则限制可稍放松，若想进一步克服折点现象可 采用部分分层信号重叠，及小阀0.027).065Mpa,大阀0.055-0Mpa。 从而两阀衔接处于平滑过渡。五、分析题(18)1、如下图所示的隔焰式隧道窑烧成带温度控制系统，烧成带温度是 被控变量，燃料流量为操纵变量。试分析：(1)该系统是一个什么

26、类型的控制系统？画出其方框图；a 定 fftN 和tu,AFttb,（2）确定调节阀的气开、气关形式，并说明原因。答：（1）该系统是一个串级控制系统，其方框图为:（2）当调节阀气源出现故障失去气源时，为保证系统安全，应使阀门 处于关闭位置，故调节阀采用气开式。2、图示为某管式加热炉原油出口温度分程控制系统，两分程阀分别 设at在瓦斯气和燃料油管线上。工艺要求优先使用瓦斯气供热，只有 瓦斯气量不足以提供所需热量时，才打开燃料油控制阀作为补充。根 据上述要求确定：dacin com 1 ） A、B两控制阀的开闭形式及每个阀的工作信号段（假定分程点为 0.06MPa ）；2）确定控制器的正、反作用；

27、3）画出该系统的方块图，并简述该系统的工作原理。答：（1 ） A、B都为气开阀，其中A阀在0.02）.06Mpa范围内调节，B阀在0.06O.OMpa范围内调节。各阀的工作信号段如下图所示。(2 )按工艺要求，原油出口温度升高，热源量应该减小，由于阀A、B的同向，均为气开阀，所以控制器应该选择反作用。(3 )系统的方框图如下：当需要的热量很小时，A阀打瓦斯供热，达到供热要求；当需要热童 很大时，A、B阀同事打开，瓦斯、燃料油一同供热，达到供热要求。 3采用高位槽向用户供水时，为保证供水流量的平稳，要求对高位槽出口流量进行控制，如图所示。但是为了防止高位槽水位过高而造成 溢水事故，褥对液位采取保

28、护措施。根据上述工艺要求，设计一个连 续型选择性控制系统。要求：(1 )画出该系统的实施方案图和系统框图；(2 )选择调节阀的开闭形式，控制器的正反作用及选择器的类型；(3 )简述该系统工作情况。注：答案详见过程控制系统习题解答及课程设计刘晓玉P96-97六.设计题（18?如图所示的氨冷器，用液氨冷却铜液，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定的汽化空间，避免液氨带入冰机造成事故,采用温度-液位串级控制。4）确定主副调节器的正反作用。1）主被控变星为铜液出口温度，副被控变hi星为液位。2）串级控制系统的示意图如下所示:3）当气源中 定的汽化空n4）液位控制当X调节阀为气7温度申温度对象为“

29、一”作用方向，依据 使系统称为负反馈的原则，温度控制器应该 为正作用。过程控制试题库答案，填空题 1 一般一个简单控制系统由 （检测 /变送）装置、（被控对象）、（调 节）器和（执行）机构组成。 2 过程控制系统常用的参数整定方法有： （经 验法）、（衰减曲线法）、（稳定边界法 /临界比例度法）和（响应曲线法） 。 3 在 PID 调节器中，调节 器的Kc越大，表示调节作用（越强），Ti值越大，表示积分作用（减 弱）， Td 值越大表示微分作用（增强） 。 4 常见的过程计算机控制 系统分为下列几种典型形式： （操作指导控制系统） 、 直接数字控制系统、 （监督计算机控制系统） 、（集散控制系

30、统）和现 场总线控制系统。5 在闭环控制系统中，根据设定值的不同形式，又可分为定值控制 系统，随动控制系统和程序控制系统。 1） 定值控制系统 特点：设定值是（固定不变） ； 作用：保证在（扰动）作用下使被控变量始终保持在设定值上。 2）随 动控制系统特点：设定值是一个（变化量） ； 作用：保证在各种条件下系统的输出 （及时跟踪设定值变化） 。 3）程 序控制系统特点：设定值是一个（按一定时间程序变化的时间函数） ； 作用：保 证在各种条件下系统的输出（按规定的程序自动变化） 。 6 热电偶 温度计的基本组成部分部分是 （热电偶）、（测量仪表）、（连接热电偶） 和（测量仪表的导线） 。7 串级

31、控制系统能迅速克服进入（副）回路的扰动，改善（主）控 制器的广义 对象特性，容许（副）回路内各环节的特性在一定的范围内变动而不 影响整个系统的控制品质。8 定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（扰动）进行控制 的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。9.保证控制系统成为负反馈 10.干扰量的变化 11.正确，迅速，可靠 12.改 善动态性能 13.微分 二，选择题1. 由于微分调节规律有超前作用， 因此调节器加入微分作用主要是用 来（C） : A.克服调节对象的惯性滞后（时间常数 T）,容量滞后T和 纯滞后T 0B.克服调节对象的纯滞后T 0.C.克服调节对象的惯性滞后（时间

32、常数 T）,容量滞后TC3. 定值调节是一种能对（ A ）进行补偿的调节系统。 A 测量与给定 之间的偏差B.被调量的变化C.干扰量的变化D.设定值的变化4. 定值调节系统是（ X ）环调节，前馈系统是（ X ）环调节 （ B ）。A .开，闭B.闭，开C.开，开D .闭，闭5. 调节系统在纯比作用下已整定好， 加入积分作用后， 为保证原稳定 度，此时应将比例度（A ）。A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小6. 成分、温度调节系统的调节规律，通常选用（C）。A. PI B. PD C. PID7. . 流 量 、 压 力 调 节 系 统 的 调 节 规 律 ， 通 常 选 用（ A ）。

33、A. PI B. PD C. PID8. 液 位 调 节 系 统 的 调 节 规 律 ， 通 常 选 用（ D ）。 A. PI B. PD C. PID D. P9. A10. 调节系统中调节器正、反作用的确定是根据（B）: A .实现闭环回 路的正反馈。B.实现闭环回路的负反馈。C.系统放大倍数恰到好 处 D 生产的安全性。11. 单纯的前馈调节是一种能对（C）进行补偿的调节系统。A.测量与给定之间的偏差 B 被调量的变化 C 干扰量的变化12. 定值调节是一种能对（A ）进行补偿的调节系统。A .测量与给定之间的偏差 B 被调量的变化 C 干扰量的变化13. 热电偶温度计 （ C）A）

34、是利用 两个相互接触金属导体的 温差电动势特性进行测 温 的。 B） 是利用两个相互接触金属导体的接触电动势特性进行测温 的。C）是利用两个相互接触金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行测温的。D）是利用两个非接触金属导体的温差电动势和接触电动势特性进行测温的14. 下面的叙述中哪一个是最为合理的( D)A) 控制系统的时间滞后现象主要是由于被控对象的惯性特性引起 的。 B) 控制系统的时间滞后现象主要是由于检测装置的安装位置引 起 的。 C) 控制 系统 的时 间滞 后现象 对控 制系 统的稳 定性 无 影 响。 D) 以上三种叙述都不完整。 15. D16. DCS的中文含意是：(B)A

35、) 比例、积分、微分控制。 B) 分布式控制系统。 C) 可编程序控制 器。 D) 以上三个都不正确。三.判断1. X2.与DCS相比，Fieldbus的主要技术优点之一是实现了控制系统彻底 的分散“热电阻温度计需要进行冷端补偿才能正常工作。X4. PID的含义是比例、积分和微分。vj5. 前馈控制系统是一种定值控制，一般情况下前馈控制可以单独使用。X6.用Smith补偿器来处理大时延控制对象时，不必要提供精 确的对象数学模型。那7. 被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。v8. 串级控制系统中的副控制器给定值是由主控制器的输出决定的，所以副控制器相当于一个闭环定值控制系统。X9. 衰

36、减比n表示系统过渡过程曲线变化两个周期后的衰减快慢。x10. 热电阻温度计和热电偶温度计一样，测温时需要进行温度补偿。X11. 一个单回路控制系统由控制器、执行器、检测变送装置和被控对象组成。V2.在比值控制系统中，一般选择易调节的量为主变量, 易测量的量为副变量。不18. DDC的中文含义是直接数字控制。V19. 被控对象的动态特性是描述被控对象输入输出关系动态特征的。 V 20. 串级 控制系 统适用于 容量滞 后较小的 生产工 艺过程。x 21. 前馈控制系统一般可单独使用，因为其控制精度高，且不受外界 干扰影响。 x 22. 前馈控制与定值控制的原理相同， 都是以偏差进行调解的。 x

37、23. 被控对象的存滞后时间常数是由于其自身的惯性特性引起的。x 24. 在串级控制中，副控制器的输入值为主控制器的输出。V四简答题13. 什么是定值控制系统？ 答案：定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统。 定值控制系统 的作用是克服扰动对被控变量的影响， 使被控变量最终回到设定值或 其附近 .以后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言。14. 什么是随动控制系统？答案：随动控制系统的设定值是不断变化的， 随动控制系统的作用是 使被控变量能够尽快地 ,准确无误地跟踪设定值的变化而变化。15. 什么是程序控制系统？答案：程序控制系统的设定值也是变化的，但它是一个已知的时间 函数，即设定值按一

38、定的时间程序变化。16. 什么是调节 （被控 ）对象，给定值和偏差？ 答案：自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象， 而生产中 要求保持的工艺指标，称为给定值。对于自动调节系统中，习惯采用 给定值R减去测量值Y作为偏差e,即e=R-Y，给定值R大于测量 值丫时为正偏差，而给定值 R小于测量值Y时为负偏差。17. 简述建立对象的数学模型两种主要方法 （: 每写出 1 种方法的得 2 分）答案： 一是机理分析法：机理分析法是通过对对象内部运动机理 的分析,根据对象中物理或化学变化的规律 （比如三大守恒定律等 ）, 在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。 通过这种方法得到

39、的数学模型称之为机理模型, 它们的表现形式往往 是微分方程或代数方程。 二是实验测取法： 实验测取法是在所要研 究的对象上,人为施加一定的输入作用,然后,用仪器测取并记录表 征对象特性的物理量随时间变化的规律, 即得到一系列实验数据或实 验曲线。 然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理, 求取对象的特 性参数,进而得到对象的数学模型。18. 写出一个带有纯时间滞后的一阶惯性线性定常被控对象的传递函 数 表 达 式 , 说 明 个 参 数 含 义K 放 大 系 数 滞后时间 惯性时间常数 19.答：如果有一个输入量作用 于过程，通过过程后被放大 K 倍。 20.答：时间常数越大，系统反应 越慢，

40、T越小，系统反应越快。21.答：当输入量输入受控过程时，受控变量并没有马上动作，而是需要一定的时间才发生变化。 22. 答：机理分析法是通过对过程内部运行机理的分析， 根据其物理或化 学变化规律， 在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后得到过程特 性方程，其表现形式往往是微分方程或代数方程。 这种方法完全依赖 先验知识，所得到的模型称为 理模型。机理分析法一般限于简单过程的数学模型建立。23.简述用机理分析方法建立被控对象数学模型的步骤 机理建模 的一般步骤如下：1) 根据实际工作情况和生产过程要求， 确定过程的输入变量和输出 变量。2) 依据过程的内在机理，利用适当的定理定律，建立原始方程。

41、3) 确定原始方程式中的中间变量， 列写出中间变量与其他因素之间 的关系。4) 消除中间变量，即得到输入输出变量的微分方程。5) 若微分方程是非线性的，则需要进行线性处理。6) 标准化，将于输入有关的各项放在等号右边，与输出有关的各 项放在等号左边，并按降幂排序。24 简述建立被控对象数学模型的实验测试方法实验测取法是在所要研究的对象上，人为施加一定的输入作用， 然后，用仪 器测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的 规律，即得到一系列实验 数据或实验曲线。然后对这些数据或 曲线进行必要的数据处理，求取对象的 特性参数，进而得到对 象的数学模型。25 建立被控对象数学模型的常用实验测试方法有

42、哪些？ 主要有阶跃信号法和矩形脉冲法26.什么叫绝对压力、表压及真空度 ?它们的相互关系是怎样的 ? 答案： 绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压 为基准来表示的压力叫绝对压力。 表压力：当绝对压力大于大气 压力时，绝对压力高于大气压力的数值称为表压力， 简称表压。 真 空度：当绝对压力小于大气压力时，绝对压力低于大气压力的数值 称为真空度或负压。27. 简述PID调节器cK、iT和dT的作用是什么？答案：在 PID 调节器中， cK 越大，表示调节作用越强， iT 值越大， 表示积分作用减弱，dT值越大表示微分作用增强。28. 有一流量调节系统，信号传输管线很长，因此，系统产生

43、较大的 传送滞后。 有人设想给调节器后加微分器来改善系统特性， 试问这种 设想合理否？为什么？若不合理，应采取什么措施合理？ 答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用不 能克服纯滞后。 解决这一问题合理的措施是采用 1：1 继动器加在 信号传输线之间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。29. 利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与 正确？答案：这种设想不合理，因为信号传送滞后是纯滞后，而微分作用 不能克服纯滞后。合理的措施是采用 1：1 继动器加在信号传输线之 间，以增大信号流速，从而减小传输滞后，改善系统特性。30通常在什么场合下选用比例（P

44、）,比例积（PI）,比例积分微分（PID） 调节规律？答案：比例调节规律适用于负载变化较小，纯滞后不太大而工艺要 求不高又允许有余差的调节系统。 比例积分调节规律适用于对象调 节通道时间常数较小，系统负载变化不大（需要消除干扰引起的余 差），纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值 有偏差的调节系统。 比例积分调节规律适用于容量滞后较大， 纯滞 后不太大，不允许有余差的对象。31.试简述临界比例度法及其特点。答案：临界比例度法是在纯比例运行下通过试验，得到临界比例度 靠和临界周期 Tk ，然后根据经验总结出来的关系求出控制器各参数 值。 这种方法比较简单、 易于掌握和判断， 适用于一般的控制系统。 但是不适用于临界比例度小的系统和不允许产生等幅振荡的系统， 否 则易影响生产的正常进行或造成事故。32.试简述衰减曲线法及其特点。答案：衰减曲线法是在纯比例运行下通过使系统产生衰减震荡，得到衰减比例度$和衰减周期ST （或上升时间升T）,然后根据经验 总结出来的关系求出控制器各参数值。这种方法比较简便，整定质量高，整定过程安全可靠，应用广泛，但对于干扰频繁，记录曲线不 规则的系统难于应用。33什么是检测元件 能将被测的变量（参数）直接转换成适合于测量 形式的元件或器件。 例如，测量温度的检测元件热电偶，能将温度 转换成毫伏信号，用于显示和控制。34什么是变送器 传