过程控制章习题答案
过程控制章习题答案 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
第一章单回路控制系统
何谓控制通道何谓干扰通道它们的特性对控制系统质量有什么影响
控制通道——是指操纵变量与被控变量之间的信号联系；
干扰通道——是指干扰作用与被控变量之间的信号联系。
（1）控制通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面）
控制通道静态放大倍数越大，系统灵敏度越高，余差越小。但随着静态放大倍数的增大，系统的稳定性变差。
控制通道时间常数越大，经过的容量数越多，系统的工作频率越低，控制越不及时，过渡过程时间越长，系统的质量越低，但也不是越小越好，太小会使系统的稳定性下降，因此应该适当小一些。
控制通道纯滞后的存在不仅使系统控制不及时，使动态偏差增大，而且还还会使系统的稳定性降低。
（2）干扰通道特性对系统控制质量的影响：（从K、T、τ三方面）
干扰通道放大倍数越大，系统的余差也越大，即控制质量越差。
干扰通道时间常数越大，阶数越高，或者说干扰进入系统的位置越远离被控变量测量点而靠近控制阀，干扰对被控变量的影响越小，系统的质量则越高。
干扰通道有无纯滞后对质量无影响，不同的只是干扰对被控变量的影响向后推迟一个纯滞后时间τ0。
如何选择操纵变量？
1）考虑工艺的合理性和可实现性；
2）控制通道静态放大倍数大于干扰通道静态放大倍数；
3）控制通道时间常数应适当小些为好，但不易过小，一般要求小于干扰通道时间常数。干扰动通道
时间常数越大越好，阶数越高越好。
4）控制通道纯滞后越小越好。
控制器的比例度δ变化对控制系统的控制精度有何影响对控制系统的动态质量有何影响
比例度δ越小，系统灵敏度越高，余差越小。随着δ减小，系统的稳定性下降。
图1-42为一蒸汽加热设备，利用蒸汽将物料加热到所需温度后排出。试问：影响物料出口温度的主
要因素有哪些如果要设计一温度控制系统，你认为被控变量与操纵变量应选谁为什么如果物料在温度过低时会凝结，应如何选择控制阀的开闭形式及控制器的正反作用
答：影响物料出口温度的因素主要有蒸汽的流量和温度、搅拌器的搅拌速度、物料的流量和入口
温度。被控变量应选择物料的出口温度，操纵变量应选择蒸汽流量。物料的出口温度是工艺要求
的直接质量指标，测试技术成熟、成本低，应当选作被控变量。可选作操纵变量的因数有两个：
蒸汽流量、物料流量。后者工艺不合理，因而只能选蒸汽流量作为操纵变量。控制阀应选择气关
阀，控制器选择正作用。
图1-43为热交换器出口温度控制系统，要求确定在下面不同情况下控制阀的开闭形式及控制器
的正反作用：
被加热物料在温度过高时会发生分解、自聚；
被加热物料在温度过低时会发生凝结；
如果操纵变量为冷却水流量，该地区最低温度
在0℃以下，如何防止热交换器被冻坏。
答：控制阀选气开阀，选反作用控制器。
控制阀选气关阀，选正作用控制器。
控制阀选气关阀，选反作用控制器。
单回路系统方块图如图1-44所示。试问当系统中某组成环节的参数发生变化时，系统质量会有何变化为什么
（1）若T0增大；（2）若τ0增大；（3）若Tf增大；（4）若τf增大。
答：（1）T0 增大，控制通道时间常数增大，会使系统的工作频率降低，控制质量变差；
（2）τ0 增大，控制通道的纯滞后时间增大，会使系统控制不及时，动态偏差增大，过渡过程时间加长。
（3）Tf 增大，超调量缩小1/Tf倍，有利于提高控制系统质量；
（4）τf 增大对系统质量无影响，当有纯滞后时，干扰对被控变量的影响向后推迟了一个纯滞后时间τf 。
第二章串级控制系统
2．1 与单回路系统相比，串级控制系统有些什么特点？
(1) 串级系统由于副回路的存在, 使等效副对象时间常数减小，改善了对象的特性,使
系统工作频率提高。
(2) 串级控制系统有较强的抗干扰能力，特别是干扰作用于副环的情况下,系统的抗干
扰能力会更强。
(3) 串级系统具有一定的自适应能力。
2．2 为什么说串级控制系统主控制器的正、反作用方式只取决于主对象放大倍数的符
号，而与其他环节无关？
主环内包括有主控制器,副回路,主对象和主变送器.而副回路可视为一放大倍数为“1”的
环节,主变送器放大倍数一般为正,所以主控制器的正反作用只取决于主对象放大倍数的
符号。如果主对象放大倍数的符号为正,则主控制器为反作用,反之, 则主控制器为正作用。
2．5 试说明为什么整个副环可视为一放大倍数为正的环节来看？
副回路所起的作用是使副变量根据主调节器输出进行控制，是一随动系统。因此整个副回路可视为一放大倍数为正的环节来看。
2．6 试说明在整个串级控制系统中主、副控制器之一的正、反作用方式选错会造成怎样的危害？
当主、副控制器有一个正反作用方式选错时,就会造成系统的主回路或副回路按正反馈控制,当被控变量出现偏差时,系统不仅不向着消除偏差的方向校正,反而使被控变量远离给定值。
2．7 图2-20所示的反应釜内进行的是化学放热反应，，而釜内温度过高会发生事故，因此采用夹套通冷却水来进行冷却，以带走反应过程中所产生的热量。由于工艺对该反应温度控制精度要求很高，单回路满足不了要求，需用串级控制。
⑴当冷却水压力波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。
⑵当冷却水入口温度波动是主要干扰时，应怎样组成串级？画出系统结构图。
⑶对以上两种不同控制方案选择控制阀的气开、气关形式及主、副控制器的正、反作用方式。
(1)选冷水流量为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统. (2)夹套温度为副变量,釜内温度为主变量组成串级系统.
2．8 (右图)图2-21为一管式炉原油出口温度与炉膛温度串级控制系统。要求：
⑴选择阀的开闭形式？⑵确定主、副控制器的正、
反作用方式？
⑶在系统稳定的情况下，如果燃料压力突然升高，结
合控制阀的开闭形式及控制器的正、反作用方式，分
析串级系统的工作过程。
答：(1) 气开阀
(2)主控制器反作用,副控制器反作用。
(3)如果燃料气的P1突然升高，
副回路首先有一个“粗调”：
P1↑→F1↑→T2↑→u2↓→ F1↓
没有完全被副回路克服的部分干扰，通过主回路“细调”：
T2↑→T1↑→u1↓→ F1↓→T2↓→T1↓
2．9 某干燥器采用夹套加热和真空吸收并行的方式来干燥物料。干燥温度过高会使物料物性发生变化，这是不允许的，因此要求对干燥温度进行严格控制。夹套通入的是经列管式加热器加热的热水，而加热器采用的是饱和蒸汽，流程如图2-22（右图）所示。要求：
⑴如果冷却水流量波动是主要干扰，应采用何种控制方案为什么
⑵如果蒸汽压力波动是主要干扰，应采用何种控制方案为什么
⑶如果冷却水流量和蒸汽压力都经常波动，应采用何种控制方案为什么
(1)以热水温度为副变量,干燥器出口温度为主变量，蒸汽流量为操纵变量构成温度温度串级系统，冷水流量单独设计流量单回路系统
理由：当被控变量为干燥器出口温度时，不宜选冷水流量做操纵变量，故单独设计流量单回路系统抑制冷水流量波动。
以干燥器出口温度为被控量、蒸汽流量为操纵变量的控制系统中，控制通道太长，存在较大的时间常数和纯滞后，故选择换热器出口温度为副变量，构成串级系统，利用副回路减小等效时间常数。
(2) 以热水温度为为副变量,干燥器的温度为主变量串级系统。
理由：将蒸汽压力波动这一主要干扰包含在副回路中, 利用副回路的快速有效克服干扰作用抑制蒸汽压力波动对干燥器出口的温度的影响.
（3）采用与（1）相同方案。理由同（1）。
第三章比值控制系统
比值与比值系数的含义有什么不同它们之间有什么关系
答：比值指工艺流量之比，即：K=F2
F1
；比值系数指主、副流量变送器输出电流信号之比，即：K′=
I2?I min I1?I min ；二者之间的关系由下式决定：K′=K
F1max
F2max
（变送器输出与流量成线性关系时）K′=(K
F1max
F2max
)2
（变送器输出与流量成开平方关系时）
用除法器进行比值运算时，对输入信号的安排有什么要求为什么
答：应使除法器输出小于1。除法器输出值即仪表比值系数，需要通过副流量调节器的内给定设置，大于1无法设定、等于1无法现场整定。
什么是比值控制系统它有哪几种类型画出它们的结构原理图。
答：比值控制系统就是实现副流量F2与主流量F1成一定比值关系，满足关系式：K=F2
F1
的控制系统。
比值控制系统的类型：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双闭环比值控制系统、变比值控制系统。（结构原理图见下页）
用除法器组成比值系统与用乘法器组成比值系统有何不同之处？
答：①系统结构不同，实现比值控制的设备不同。②比值系数的设置方法不同，乘法方案通过在乘法器的一个输入端，输入一个外加电流信号I0设置；除法方案通过副流量调节器的内给定设置。
在用除法器构成的比值控制系统中，除法器的非线性对比值控制有什么影响？
答：除法器环节的静态放大倍数与负荷成反比。
为什么4：1整定方法不适用于比值控制系统的整定？
答：单闭环比值控制系统、双闭环的副流量回路、变比值回路均为随动控制系统，希望副流量跟随主流量变化，始终保持固定的配比关系。出现4：1振荡时，固定配比关系不能保证。 当比值控制系统通过计算求得比值系数K ′
>1时，能否仍用乘法器组成比值控制为什么能
否改变一下系统结构，仍用乘法器构成比值控制
答：①当比值控制系统通过计算求得比值系数大于1时，不能用乘法器组成比值控制。因为当
K ′>1时，计算所得的乘法器的一个外加输入电流信号I0大于20mA,超出乘法器的输入范围。②不用改变系统结构，只要调整F2max 保证K ′<1 即可。
一比值控制系统用DDZ-III 型乘法器来进行比值运算（乘法器输出I ′
=
(I 1?4)(I 0?4)
16
+
4 ，其中I1与I0分别为乘法器的两个输入信号），流量用孔板配差压变送器来测量，但没有
加开方器，如图所示。已知F 1max =3600kg/h ,F 2max =2000kg/h ，要求：① 画出该比值控制系统方块图。② 如果要求F 1:F 2=2:1，应如何设置乘法器的设置值 I 0
解：①方框图如下： ②K
=F
2F 1
=1
2; K ′=(K F
1max F 2max
)2=(1
2×3600
2000)2=0.81 ；I 0=16K ′
+4=16×0.81+4=16.96mA
某化学反应过程要求参与反应的A 、B 两物料保持F A :F B =
4:2.5 的比例，两
物料的最大流量F Amax =625m 3/h ，F Bmax =290m 3/h 。通过观察发现A 、B 两物料流量因管线压力波动而经常变化。根据上述情况，要求：
① 设计一个比较合适的比值控制系统。② 计算该比值系统的比值系数 。 ③ 在该比值系统中，比值系数应设置于何处？设置值应该是多少（假定采用DDZ-III 型仪表）。
④ 选择该比值控制系统控制阀的开闭形式及控制器的正、反作用。 解：①系统设计如右图： ② K ′=(K F
Amax F Bmax
)2=(2.5
4×625
290)2=1.81
③K ′
≤1 ，所以要将F Bmax 调大。所以F Bmax ≥KF Amax =
2.54
×625=390.625
取 F Bmax
=450 K ′=(K F
Amax F Bmax
)2=(2.5
4×625
450)2=0.75 ,比值系数K ＇通过I 0设置， I 0=
16K ′+4=16mA.
④选择A 阀为气开阀，主对象为正环节，测量变送为正环节，则主调节器为反作用。选取B 阀为气开阀，副对象为正环节，测量变送为正环节，则副调节器为反作用。
在硝酸生产过程中有一氧化工序，其任务是将氨氧化成一氧化氮。为了提高氧化率，要求维持氨与氧的比例为2：1。该比值控制系统采用如图所示的结构形式。已知F 氨max
=12000m 3/h,F 氧max =5000m 3/
h 。试求比值系数K ′=？如果上述比值控制用DDZ-II 型仪表来实现，比值系数的设置I 0 应该是多少？
解： K
′
=K F 氨max
F
氧max
=12×
120005000
=1.2≥1调整副流量的测量上限，使K ＜1,取K ′=0.8 ，则
F 氧max =7500 即可。
乘法器
控制器
调节阀 测量变送器
测量变送器
流量对象
对于DDZ-II，I0=10K′=10×0.8=8mA. 有一个比值控制系统如右图所示。图中k为一系数。若已知k=2，F Amax=300kg/h ,F Bmax=1000kg/h，试求K′=? K=
解：I B
I A
=1
k
=K′=1
2
K′=(K F Amax
F Bmax
)2=(K×300
1000
)2=1
2
K=
一双闭环比值控制系统如右图所示。
其比值用DDZ-III型乘法器来实现。
已知F1max=7000kg/h,F2max=4000kg/h。
要求：
①画出该系统方块图。
②若已知I0=18mA求该比值系统的比值K=比值系数K′=?
③待该比值系统稳定时，测I1=10mA，试计算此时I2=解：①
②∵I0=16K′+4,I0=18mA K′=14
16
=0.875,K′=K F1max
F
K=
K′F2max
F1max =0.875×4000
7000
=1
2
③∵K′=I2?4
I1?4
I2=K′(I1?4)+4=0.875×(10?4)+4=9.25mA
第五章前馈控制系统
5．1 前馈控制与反馈控制各有什么特点？
答：反馈控制的特点：
优点：能够克服各种干扰。只要干扰对被控变量造成影响，就有控制校正作用。
缺点：反馈控制不及时，是一个有差控制系统。反馈控制系统只有被控变量在干扰作
用下出现偏差时，才有校正作用，干扰总存在，偏差总存在。
前馈控制的特点：
（1）前馈控制根据干扰进行，控制及时。如果前馈控制规律恰当，理论上可完全消
除干扰的影响
（2）前馈控制是一种开环控制，被控变量并不经测量反馈到输入端。不能保证控制
效果。
（3）前馈控制需要对干扰进行测量，才能进行控制。通常只测量一种干扰，因而只能克服一种干扰。
（4）前馈控制器的控制规律是经过对干扰通道与控制通道的特性计算而得是一种专用的控制器，在工程上，精确的通道特性难以获取，精确的前馈控制规律难以实现。
5．2 纯前馈控制在生产过程中为什么很少采用？
答：单纯的前馈由于存在以下两三方面问题，其控制效果往往并不理想，因此在生产中很少使用。这主要表现在：
（1）单纯前馈是一种开环控制，不能保证控制效果。不存在被控变量的反馈，即对于补偿的效果没有检验的手段。这样，在前馈作用的控制结果并没有最后消除被控变量偏差时，系统无法得到这一信息而作进一步的校正。
（2）单纯前馈通常只能克服一种干扰。 由于实际工业对象存在着多个干扰，为了补偿它们对被控变量的影响，势必要设计多个前馈通道，因此单纯前馈就不能很好控制。 （3） 准确的的前馈控制规律工程上难以实现。 5．3 前馈---反馈控制具有哪些优点？
答：前馈--反馈系统的优点：前馈控制系统与反馈控制系统优势互补，主要表现在：
（1）过渡过程时间、超调量大大降低。 由于引入了前馈控制，当主要干扰一出现时，同步施加了一个前馈校正作用，消除或大大降低了对被控变量的影响，因而使反馈控制的超调量、过渡过程时间大大降低。前馈补偿了反馈的缺点。
（2）反馈回路的存在，为前馈控制的工程实现创造了条件。 前馈不能补偿的部分可由反馈校正，降低了前馈控制模型的精度要求，便于工程实现。
（3）具有一定的自适应性：负荷或工况变化时，模型特性也要变化，可由反馈控制加以补偿。 5．4为什么前馈控制器不能采用常规的控制器？
答：前馈控制器的控制规律为对象干扰通道特性与控制通道的特性之比，是一种专用控制器。常规的控制器的控制规律是对偏差进行P 、I 、D 运算，实现的控制规律完全不同。 5．6 如何用对象特性实验数据构成前馈控制器数学模型？
答：工程上通常按下式实现前馈控制规律，通过对象特性实验数据获取控制通道时间常数T1、K1、τ1，与干扰通道时间常数T2、K2、τ2代入下式后，便构成前馈控制器数学模型。 G ff
=K f
T 1S+1TS+1
e ?τ
f s
K f
=K
2K 1
τf =τ2?τ1
5．11某前馈—串级控制系统。已知： Gc1(s)=Gc2(s)=9 G01(s)=3/(2s+1)
Gv(s)=2
G02(s)=2/(2s+1)
Gm1(s)=Gm2(s)=1
GPD(s)=(2s+1)
要求：1）绘出该系统方块图2）计算前馈控制器的数学模型3）假定控制阀为气开式，试确定各控制器的正反作
用（图见教材110页） 解： （1）
（2） 前馈控制器的数学模型由下式确定： 系统的传递函数为Θ1(S)
F(S)=
G PD (S)+G ff (S)·G P2′(S)·G PC (S)
1+G C (S)·G P2′(S)·G PC (S) ,式中G P2′
为副回路等效对象的传递函数：
G P2
′
=
G C2(S)·G P2(S)
1+G C2(S)·G P2(S)
,应用不变性条件：F(S)≠0，Θ(S)≡0，G ff (S )=?
G PD (S)
G P2′(S)·G PC (S)
当
串级控制系统中副回路是一个很好的随动系统，其工作频率高于主回路的工作频率的10倍，则可把副回路近似处理为G P2′
(S )
≈1，则前馈控制器的传函简化为G ff (S )=?G
PD (S)
G 01
(S) =?
0.5/(2S+1)3/(2S+1)
=?1
6
（3）选择气开阀、流量控制器FC 反作用、温度调节器TC 反作用（蒸汽加热系统，操纵变量为蒸汽）。 5．12有时前馈-反馈控制系统从其系统结构上看与串级控制系统十分相似。试问如何区分它们？
试分析判断如下两个系统各属于什么系统？说明其理由
（a ） （b ）
（a ）为前馈—反馈控制系统，而不是串级控制系统。貌似原油、温度两个闭环，实际上貌似的原油、燃料环是一个开环系统，是检测原油流量的大小（作为干扰出现）而改变燃料阀门的，而改变燃料流量，并不能影响原油流量（即检测变量），这就是开环，即前馈控制。而外环的温度控制是反馈控制。所以为前馈－反馈控制系统。
（b）为串级控制系统。是由燃料、温度两个闭环组成的。内环是燃料控制系统，是根据燃料流量的大小而改变燃料阀门，而改变燃料阀门就是控制燃料流量的（即检测变量就是被控变量），这就是闭环。而外环的温度控制是反馈控制。所以为串级控制系统。
过程控制系统与仪表习题答案第二章(最新整理)
第 2 章思考题与习题 2-1某一标尺为0～1000℃的温度计出厂前经校验得到如下数据： 标准表读数/℃0 200 400 600 800 1000 被校表读数/℃0 201 402 604 806 1001 2）该表精度； 3）如果工艺允许最大测量误差为±5℃，该表是否能用？ 2-2一台压力表量程为0～10MPa，经校验有以下测量结果： 标准表读数/MPa 0 2 4 6 8 10 被校表读数/MPa 正行程0 1.98 3.96 5.94 7.97 9.99 反行程0 2.02 4.03 6.06 8.03 10.01 2）基本误差； 3）该表是否符合1.0 级精度？ 2-3某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1.0 级。试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为5MPa 时，标准压力计上读数为5.08MPa，试问被校压力表在这一点上是否符合1 级精度，为什么？ 解答： 1）基本误差= ?100% 最大绝对误差?max＝0.01×10＝0.1MPa 2）校验点为5 MPa 时的基本误差：=5.08 - 5 ?100% = 0.8% 10 0.8％<1％，所以符合1.0 级表。
2-4 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量大小来选取？选一台量程很大的仪表来测量很小的参数值有什么问题？ 解答： 1） 2） 2-5 有两块直流电流表，它们的精度和量程分别为 1) 1.0 级，0～250mA 2）2.5 级，0～75mA 现要测量 50mA 的直流电流，从准确性、经济性考虑哪块表更合适？ 解答： 分析它们的最大误差： 1）?max ＝250×1％＝2.5mA ；= ± 2.5 ?100% = ±5% 50 2）?max ＝75×2.5％＝1.875mA ；= ± 1.875 ?100% = ±3.75% 50 选择 2.5 级，0～75mA 的表。 2-11 某 DDZ-Ⅲ型温度变送器输入量程为 200～1000℃，输出为 4～20mA 。当变送器输出电流为 10mA 时，对应的被测温度是多少？ 解答： 1000 - 200 = 20 - 4 T ； T=500 ?C 。 10 2-12 试简述弹簧管压力计的工作原理。现有某工艺要求压力范围为 1.2 ±0.05MPa ，可选用的弹簧管压力计精度有 1.0、1.5、 2.0、2.5 和 4.0 五个等级， 可选用的量程规格有 0～1.6MPa 、0～2.5MPa 和 0～4MPa 。请说明选用何种精度和量程（见附录 E ）的弹簧管压力计最合适？ 解答： 1） 工作原理： 2） 根据题意：压力范围为 1.2＋0.5 MPa ，即允许的最大绝对误差?max ＝0.05
(完整版)过程控制复习简答题
1、过程控制系统按其基本结构形式可分为几类?其中闭环系统中按设定值的不同形式又可分为几种? 答：过程控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。 在闭环控制系统中，按照设定值的不同形式又可分为： (1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)程序控制 系统2、试述热电阻测温原理，常用热电阻的种类有 哪些？r0各为多少？ 答：热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变 化而变化的特性来进行温度测量的，只要设法测出电 阻值的变化，就可达到温度测量的目的。工业上常用 的热电阻有：铂电阻，铜电阻。目前工业上使用的铂 电阻有两种：一种是10；另外一种是100。工业上使 用的铜电阻也有两种：一种是50；另一种是100。 3、试述过程控制系统中常用的控制规律及其特点。 答：控制系统中常用的控制规律有比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律。 比例控制规律是控制器的输出信号与它的输入信号 (给定值与测量值的偏差)成比例。它的特点是控制及 时，克服干扰能力强，但在系统负荷变化后，控制结 果有余差。 比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信 号成比例，而且与输入信号对时间的积分成比例。它 的特点是能够消除余差，但是积分控制作用比较缓慢、 控制不及时。 比例积分微分控制规律是在比例积分的基础上再加上 微分作用，微分作用是控制器的输出与输入的变化速 度成比例，它对克服对象的容量滞后有显著的效果。 4、何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性？常用 的调节阀理想流量特性有哪些？ 答：阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量 特性；在实际使用过程中，阀前后的压差会随阀的开 度的变化而变化，此时的流量特性称为工作流量特性。 常用的调节阀理想流量特性有：直线流量特性、等百分比(对数)流量特性、快开特性。 5、控制器参数整定的任务是什么?工程上常用的控制 器参数整定有哪几种方法?答：控制器参数整定的任务 是：根据已定的控制方案，来确定控制器的最佳参数 值，以便使系统能获得好的控制质量。 控制器参数的工程整定法主要有临界比例度法、衰减曲线法和经验凑试法等。 6、什么是调节器的控制规律？基本控制规律有哪几种？各有什么特点？ 答：调节器的输出信号随着它的输入偏差信号变化的规律叫控制规律。 基本控制规律有：①双位控制：输出不是最大，就是 最小，只有两个位置。②比例控制：控制作用及时，有余差。 ③积分控制：具有消除余差的作用④微分控制：具有 超前调节的作用。 1、某测量范围是0---500℃的温度计出厂前校验结果 如下表： 被0 123 标0 123求：该表的基本误差并确定它的精度等级。 解：基本误差：δ= 500 300 306 - - *100﹪=1.2﹪<1.5﹪ 所以它的精度等级为1.5级. 2、某一标尺为0～1000℃的温度计出厂前经校验得到 如下数据： 标准表0 200 400 600 800 1000 被校表0 201 402 604 806 1001 求：1）该表最大绝对误差；2）该表精度； 3）如果工艺允许最大测量误差为土5℃，该表 是否能用？ 解：1）6℃2）δ=6/1000=0.6%，1.0级3） 不能用 3、甲的正常流量为240kg/h，仪表量程为0-360kg/h； 乙的正常流量为120NM3/h，仪表量程为0-240NM3/h。 采用控制乙的单闭环比值控制系统，计算引入开方运 算与不引入开方运算所分别设置的比值系数。 答：F1为甲流量，F2为乙流量 1.引入开方器时： 2.不引入开方器时： 4、用带隔离罐的差压变送器测某储罐的液位，差压 变送器的安装位置如图所示。请导出变送器所测差压 Δp与液位H之关系。变送器零点需不需要迁移？若要 迁移，是正迁移还是负迁移？ P+=Hρ 1g+ h1ρ2g+P0 P-= h2ρ2g+P0 ΔP= P+- P-= Hρ 1g-( h2- h1)ρ2g H=0时，ΔP<0，需迁移负迁移 5、用差压变送器测某储罐的液位，差压变送器的安 装位置如图所示。请导出变送器所测差压与液位之关 系。讨论变送器零点在什么条件下不需要迁移？在什 么条件下需要正迁移？在什么条件下需要负迁移？ P+=Hρ 1g+ h1ρ1g+P0 P-= h2ρ2g+P0 ΔP= P+- P-= Hρ 1g+ h1ρ1g- h2ρ2g - 1 -
过程控制题库全
填空 1 前馈控制一般有四种结构形式，分别为：（），（），（），（）。 2 工业上PID控制器一般可以分为四类，分别为：（），（），（），（）。 （1）Smith预估补偿控制对给定值的跟随效果比对干扰量的抑制效果要好（） (2) 在PID控制中，若系统震荡剧烈，则应加大积分信号（） （3）在PID控制中，为了提高系统的响应速度，则应加大比例信号（） （4）在控制系统中，控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱（） （5）增量型PID算式仅仅是计算方法上的改进，并没有改变位置型PID算式的本质（） ）（6）串级控制系统的主回路可以看成是一个定值控制系统（）（7）在模糊控制中，隶属度函数值一般不会大于1 （??在解耦控制中，若矩阵的元素越接近1，表示相关通道受 耦合的影响越小（）（8） ）（（9）在选择性控制中，总有一个控制器（调节器）处于开环状态 ）（(10) 分程控制本质上是一个单回路控制系统 ）（(10) 均匀控制结构上与单回路控制系统完全相同 K?s?e?(s)G) ）自衡的非振荡过程传递函数一般可写为：11 ( （)?1s(Ts?) ）不论前馈还是反馈控制系统（12扰动滞后都不会影响控制系统的品质( f) （13）任何串级控制系统副对象的动态滞后总是比整个对象的动态滞后大( ) 14（）前馈控制系统属于开环控制系统( ?) 为负值，表示严重关联（15）在解耦控制中，相对增益( ) 的控制方式中没有计算机控制( （16）实验室控制AE2000A) 中，JX-300的所有卡件均为热插拔卡件( （17）在实验室DCS) 18）鲁棒控制是基于含有不确定性的非精确数学模型来设计系统控制器。( （) 19）鲁棒控制中，小增益定理给出了多变量系统稳定的充要条件( （）（20）微分作用在高频下有大的振幅比，所以存在高频噪声的地方可以采用微分（ (21) 均匀控制的控制器参数整定目标和方法与单回路控制系统完全相同（）(22) 在PID ）控制中，若系统的超调量过大，则可以通过减小比例系数的大小修正（）（23）在PID控制中，通过加入积分控制实现系统的无静差控制（在控制系统中，控制通道时间常数的大小反映了控制作用的强弱（（24））在控制系统中，扰动通道滞后时间常数的大小反映了扰动作用的强弱（）（25）串级控制系统的副回路可以看成是一个定值控制系统（）26 ）（Smith）（27 预估补偿控制效果的好坏依赖于系统的数学模型的精度（） Smith）内模控制本质上时一种特殊的（28）预估补偿控制（
化工仪表及自动化课后答案
1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自 动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。 ?? 实现化工生产过程自动化的意义： （1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。 （2）减轻劳动强度，改善劳动条件。 （3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 2、化工自动化主要包括哪些内容？ 一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 1-3自动控制系统主要由哪些环节组成？ 解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 4、自动控制系统主要由哪些环节组成？ 自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 1-5题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。 题1-5图加热器控制流程图 解PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03； FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。 6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-30 7、TRC-303、FRC-305所代表的意义。 PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03； FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。 1-7 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 解测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器； 控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去 执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。 7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。 1-8．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质？ 解：被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。 被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。 给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。 操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。或实现控制作用的变量。 操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。 8.测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保 持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。执行器：能自动地根据控制器送来 的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。 Ex9.被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。被控变量：被控对象
过程控制题库
题库 一填空 1、一般过程控制系统是由[<被控对象>] 和[<自动装置>]两部分组成。 2、一般过程控制系统中自动装置是由[<测量变送器>]、控制器、[〈控制阀〉]三个环节组成。 3、过程控制系统按设定植的形式不同分为定植控制系统、[〈随动控制系统〉]和[〈程序控制系统〉]。 4、定植控制系统是指过程控制系统的[〈设定植〉]恒定不变，工艺生产中要求控制系统的[〈被控变量〉]保持在一个标准 值上不变。 5、过程控制系统按控制系统的结构特点分为[〈反馈控制系统〉]，前馈控制系统和[〈前馈-反馈控制系统〉]。 6、过程控制系统按控制系统的任务分为比例控制、[〈均匀控制〉]、[前馈控制〉]。 7、过程控制系统按自动化装置的不同分类分为[〈常规控制系统〉]和[〈计算机控制系统〉]。 8、过程控制系统按是否形成闭合回路分为[〈开环控制系统〉]和[〈闭环控制系统〉]。 9、过程控制系统按控制系统的功能分为比值、[〈均匀〉]、分程和[〈选择性控制系统〉]。 10、表征生产设备是否正常运行而需要加以控制的物理量是[〈被控变量〉]；受控制装置操纵，并使被控变量保持在设定植 的物理量是[〈操纵变量〉]。 11、把系统的输出信号对控制作用有直接影响的控制系统称为[〈闭环控制系统〉]；把把系统的输出信号对控制作用没有影 响的控制系统称为[〈开环控制系统〉]。 12、过程控制系统按调节器的控制规律分为比例、[〈比例积分〉]、比例微分、[〈比例积分微分〉]控制系统。 13、过程控制系统性能的好坏，不仅取决于系统[〈稳态时的控制精度〉]，还取决于[〈瞬态时的工作状况〉]。 14、对过程控制系统的基本性能要求有三点，分别为[〈稳定性〉]，准确性和[〈快速性〉]。 15、过程控制系统是由6种基本典型环节组成，它们分别为一阶环节、[〈二阶环节〉]、比例环节、积分环节、微分环节和 [〈纯滞后环节〉]。 16、被控对象的特性就是[〈被控对象〉]的输出变量与[〈输入变量〉]之间的关系。 17、过程控制系统的传递函数就是在[〈零初始条件下〉]，系统或环节[〈输出变量的拉氏变换〉]与输入变量的拉氏变换之 比。 18、一阶环节微分方程为5dy/dt+y（t）=4x（t），则其传递函数为[<4/(5s+1)>];比例环节的微分方程为y(t)=Kx,(其传递 函数为t)[
过程控制模拟试题
过程控制模拟试题（一） 1、什么是过程控制系统? 其基本分类方法有哪几种? （5分） 2、什么是机理分析法建模? 该方法有何特点? （5分） 3、何谓调节阀的流通能力？对数流量特性有何特点？（5分） 4、何谓单回路系统？说明组成单回路系统各部分的作用。（10分） 5、选择调节器控制规律的依据是什么? 若已知过程的数学模型，怎样来选择PID控制规 律? （10分） 6、什么叫比值控制系统? 常用比值控制方案有哪些? 并比较其优缺点。（10分） 7、试推导单容过程数学模型（输入量为q1，被控量为h1）。（15分） 8、某生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热。热物料温度必须满足生产工艺要求， 故设计下图所示温度控制系统流程图。试画出其框图，并确定调节阀的气开、气关形式和调节器的正、反作用。（20分） 加热炉 9、对于下图所示的加热炉串级控制系统，试画出系统的结构框图，并分析其工作过程。 与单回路系统相比，串级控制系统有哪些主要特点?（20分）
过程控制模拟试题（一）答案 1、答案 过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表和电子计算机等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动检测、自动监督和自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两部分组成的。 按过程控制系统的结构特点可进行如下分类： 1）反馈控制系统：反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差的目的。 2）前馈控制系统：前馈控制系统直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。由于它没有被控量的反馈，所以也称为开环控制系统。 3）前馈—反馈控制系统(复合控制系统)：开环前馈控制的最主要的优点是能针对主要扰动及时迅速地克服其对被控参数的影响；对于其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服，使控制系统在稳态时能准确地使被控量控制在给定值上。 按给定值信号的特点可进行如下分类： 1）定值控制系统：就是系统被控量的给定值保持在规定值不变，或在小范围附近不变。 2) 程序控制系统：它是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作的。控制的目的就是使系统被控量按工艺要求规定的程序自动变化。 3) 随动控制系统：它是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。其主要作用是克服一切扰动，使被控量快速跟随给定值而变化。 2、答案 机理建模： 是根据过程的内部机理(运动规律)，运用一些已知的定律、原理，如生物学定律、化学动力学原理、物料平衡方程、能量平衡方程、传热传质原理等，建立过程的数学模型。特点： 机理分析法建模的最大特点是当生产设备还处于设计阶段就能建立其数学模型。由于该模型的参数直接与设备的结构、性能参数有关，因此对新设备的研究和设计具有重要意义。另外，对于不允许进行试验的场合，该方法是唯一可取的。机理分析法建模主要是基于分析过程的结构及其内部的物理化学过程，因此要求建模者应有相应学科的知识。通常此法只能用于简单过程的建模。对于较复杂的实际生产过程来说，机理建模有很大的局限性，这是因为实际过程的机理并非完全了解，同时过程的某些因素如受热面的积垢、催化剂的老化等可能在不断变化，难以精确描述。另外，一般来说机理建模得到的模型还需通过试验验证。 3、答案 流通能力C表示执行器的容量，其定义为：调节阀全开，阀前后压差为0.1MPa，流体密度为1g／cm3时，每小时流过阀门的流体流量(体积(m3)或质量(kg))。 对数(等百分比)流量特性：
控制仪表课后答案第1-2-3章部分
思考与练习题参考答案 第1章 模拟式控制器 思考与练习题 (1)工业上常用控制器的控制规律有哪几种？ 答：工程上常用的控制器的控制规律有比例（P ）、比例积分（PI ）、比例微分（PD ）以及比例积分微分（PID ）四种，由此产生相应的四种常用控制器。 (2)在模拟控制器中，一般采用什方式实现各种控制规律？ 答：可以用负反馈放大器来实现。其原理组成如图3.1所示。 εK U ε=0 FU U f =O 根据上述三个关系式可求得输出与输入的关系为： FK K U U i +=10 当放大器的放大倍数足够大时， FK>>1, 则上式分母中的1可忽略不计，上式可近似表示为：
' 01K F U U i =≈ 这就是说，只要放大器的放大倍数足够大，那么在引入负反馈构成闭环后，其闭环放大倍数K ′就只与反馈系数F 有关。而反馈系数就是前面分析的分压系数，这样就实现了比例控制规律。由于闭环放大倍数K ′与反馈系数F 成倒数关系，即后者衰减，前者放大，或者是，后者为除的关系，则前者就是乘的关系。换句话说，两者之间互成逆运算关系。由此得到了启发，若要闭环放大器起积分运算作用，它的反馈电路应是微分运算电路。反之，要得到微分运算关系的放大电路，其反馈电路应该用积分电路。 (3) 试述DDZ —Ⅲ型控制器的功能。 答： DDZ —Ⅲ型控制器的作用是将变器送来的1～5VDC 测量信号与1～5VDC 给定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号进行PI D 运算，输出4～20mADC 信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。 一台DDZ —Ⅲ型工业控制器除能实现PID 运算外，还具有如下功能，以适应生产过程自动控制的需要。 ①获得偏差并显示其大小 ②显示控制器的输出 ③提供内给定信号并能进行内外给定选择 ④进行正/反作用选择 ⑤进行手动操作，并具有良好的手动/自动双向切换性能 (4)基型控制器由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？ 答：基型控制器由控制单元和指示单元两大部分组成。控制单元包括输入电路、比例微分（PD ）电路与比例积分（PI ）电路、软手动与硬手动操作电路和输出电路等，指示电路包括测量信号指示电路和给定信号指示电路。 输入电路的主要作用是将测量信号与给定信号相减，获得偏差信号。并将两个以零伏为基准的输入电压转换成了以电平V B =10V 为基准的偏差电压输出，从 而实现了信号的电平移动，使运算放大器的输入端电压进入其共模电压范围内。 比例微分运算电路的作用是接受由输入电路送来的以10V 电平为基准的输出信号对它进行比例微分运算，再经比例放大的后输出，送给比例积分电路。 比例积分运算电路主要是给控制器的控制规律引入积分作用。
过程控制试题库
过程控制期末试题库 一、填空题（本题共计10分，包括3小题，10个填空，每空1分） 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．串级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。 7．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。 二、选择题（本题共计10分，包括5小题，每题2分） 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τc和纯滞后τ0. B.克服调节对象的纯滞后τ0. C.克服调节对象的惯性滞后（时间常数T），容量滞后τc. 2.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 3.定值调节系统是（X）环调节，前馈系统是（X）环调节( B )。
过程控制系统简答题
1．闭环控制系统分为几种类型？每种代表什么含义？ 答：（1）定值控制系统，就是系统被控量的给定值保持在规定值不变或在小范围附近不变。 （2）程序控制系统，是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作。 （3）随动控制系统，是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。 2.一个单回路控制系统主要由哪几个环节组成？作出简单控制系统的方框图。 答：一个单回路控制系统主要由测量元件、变送器、调节器、调节阀、和被控过程等环节组成。 3.什么是气开式调节阀？什么是气关式调节阀？其选择的原则是什么？ 答：气开式：执行器输入压力p>0.02mpa时，阀开始打开，也就是说有信号压力时阀打开，无信号压力时阀关。 气关式则反之，有信号压力时阀关，无信号压力时阀开。 原则：主要是考虑在不同工艺条件下安全生产的需要。a、考虑事故状态时人身、工艺设备安全。b、考虑事故状态下减少经济损失，保证产品质量。c、考虑介质的性质。 4.根据流量特性曲线，分别写出其对应的流量特性。 答：流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开四种 直线特性是指阀门的相对流量与相对开度成直线关系，即单位开度变化引起的流量变化时常数。 对数特性是指单位开度变化引起相对流量变化与该点的相对流量成正比，即调节阀的放大系数是变化的，它随相对流量的增大而增大。 抛物线特性是指单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量值的平方根成正比关系。 快开流量特性是指在开度较小时就有较大的流量，随开度的增大，流量很快就达到最大，此后再增加开度，流量变化很小，故称快开特性。 隔膜阀的流量特性接近快开特性，蝶阀的流量特性接近等百分比特性，闸阀的流量特性为直线特性，球阀的流量特性在中启闭阶段为直线，在中间开度的时候为等百分比特性。
控制仪表课后答案第1,2,3章部分
思考与练习题参考答案 第1章模拟式控制器 思考与练习题 (1)工业上常用控制器的控制规律有哪几种？ 答：工程上常用的控制器的控制规律有比例（P）、比例积分（PI）、比例微分（PD）以及比例积分微分（PID）四种，由此产生相应的四种常用控制器。 (2)在模拟控制器中，一般采用什方式实现各种控制规律？ 答：可以用负反馈放大器来实现。其原理组成如图3.1所示。 根据上述三个关系式可求得输出与输入的关系为： 当放大器的放大倍数足够大时， FK>>1, 则上式分母中的1可忽略不计，上式可近似表示为： 这就是说，只要放大器的放大倍数足够大，那么在引入负反馈构成闭环后，其闭环放大倍数K′就只与反馈系数F有关。而反馈系数就是前面分析的分压系数，这样就实现了比例控制规律。由于闭环放大倍数K′与反馈系数F成倒数关系，即后者衰减，前者放大，或者是，后者为除的关系，则前者就是乘的关系。换句话说，两者之间互成逆运算关系。由此得到了启发，若要闭环放大器起积分运算作用，它的反馈电路应是微分运算电路。反之，要得到微分运算关系的放大电路，其反馈电路应该用积分电路。 (3) 试述DDZ—Ⅲ型控制器的功能。
答： DDZ—Ⅲ型控制器的作用是将变器送来的1～5VDC测量信号与1～5VDC 给定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号进行PI D运算，输出4～20mADC信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。 一台DDZ—Ⅲ型工业控制器除能实现PID运算外，还具有如下功能，以适应生产过程自动控制的需要。 ①获得偏差并显示其大小 ②显示控制器的输出 ③提供内给定信号并能进行内外给定选择 ④进行正/反作用选择 ⑤进行手动操作，并具有良好的手动/自动双向切换性能 (4)基型控制器由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么？ 答：基型控制器由控制单元和指示单元两大部分组成。控制单元包括输入电路、比例微分（PD）电路与比例积分（PI）电路、软手动与硬手动操作电路和输出电路等，指示电路包括测量信号指示电路和给定信号指示电路。 输入电路的主要作用是将测量信号与给定信号相减，获得偏差信号。并将两个以零伏为基准的输入电压转换成了以电平V B =10V为基准的偏差电压输出，从而实现了信号的电平移动，使运算放大器的输入端电压进入其共模电压范围内。 比例微分运算电路的作用是接受由输入电路送来的以10V电平为基准的输出信号对它进行比例微分运算，再经比例放大的后输出，送给比例积分电路。 比例积分运算电路主要是给控制器的控制规律引入积分作用。 手动操作是由手动操作电路实现的。 输出电路其作用是将比例积分电路送来的以10V为基准的1～5VDC电压信号转换成以0V为基准的4～20mADC输出电流送给执行机构。 指示电路的作用是将以零伏为基准的4～20mADC转换成以V B =10V为基准的1～5mADC的输出电流信号，用电流表加以指示 （5）DDZ—Ⅲ型控制器的输入电路为什么要采用差动输入方式？为什么要进行电平移动？ 答：采用差动输入方式，使引线电阻R CN 上的压降V CM 以共模电压形式加入输 入电路，由于输入电路对共模电压信号有很强的抑制作用，使VCM不致引起误
最新过程控制系统考试试题汇总
精品文档过程控制系统考试试题汇总(预测) 编辑：郭长龙河南工业大学 一：填空题28分 1?过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2.过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3?过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4.过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制 5?工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6?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 7?调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀&电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9 ?气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12?PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13?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。 14?自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15?DCS的基本组成结构形式是三点一线”。 二：名词解释20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?积分饱和：在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。 3?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。 4?比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。6?超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。 7?分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8?阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。 9?集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10?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 精品文档
【过控期末复习题】过程控制工程经典简答题集锦
1、串级控制系统的设计原则有哪些？ 答：（1）在单回路控制不能满足要求的情况下可以考虑采用串级控制；（2）具有能够检测的副回路，且主要干扰应该包括在副回路中； （3）副对象的滞后不能太大，以保持副回路的快速响应性能； （4）将对象中具有显著非线性或时变特性的部分归于副对象中。 2、什么是选择性控制系统？选择性控制的基本用途是什么？ 答：凡是在控制回路中引入选择器的系统都可称为选择性控制系统。 选择性控制的基本用途是： 1）用于控制系统的软保护； 2）用于被控变量测量值的选择； 用于“变结构控制”。 3、积分饱和产生的原因是什么，常用的防积分饱和方法有哪些？ 答：积分饱和是指对于有积分功能的控制器，若偏差长时间存在，控制器的输出将不断增大。如果这时阀门已经达到饱和（已全开或全关），而无法继续进行调节，那么偏差将无法消除，而控制器仍试图校正该偏差，若时间足够长，控制器的输出将达到某个限值并停留在该限值，形成积分饱和。 防积分饱和的主要方法： 1）限幅法 2）外反馈法 3）积分切除法 4、前馈控制系统具有哪些特点？ 答：前馈控制系统的特点有： （1）前馈控制对于干扰的克服要比反馈控制及时； （2）前馈控制属于开环控制系统； （3）前馈控制采用的是由对象特性确定的“专用”控制器。 5、自动控制系统主要由哪些环节组成？各环节起什么作用？ 答：自动控制系统的组成环节及各部分的主要作用如下： 1）被控对象：指被控制的生产设备或装置； 2）测量变送器：用于测量被控变量，并转换成标准信号输出； 3）执行器：接受来自控制器的命令信号，自动改变控制阀的开度； 4）控制器（也称调节器）：将被控变量的测量值与设定值进行比较，得出偏差信号，并按一定的规律给出控制信号。 6、被控变量的选择原则有哪些？
过程控制系统试题一
一：填空题 28分 1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程、测量变送等环节组成。 2．过程控制系统由工程仪表和被控过程两部分组成。 3．过程控制仪表的测量变送环节由传感器和变送器两部分组成。 4．过程检测仪表的接线方式有两种：电流二线制四线制、电阻三线制 5．工程中，常用引用误差作为判断进度等级的尺度。 6．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 7．调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀 8．电动执行机构本质上是一个位置伺服系统。 9．气动执行结构主要有薄膜式和活塞式两大类。 10. 理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。 11. 过程数学模型的求取方法有三种，分别是机理建模、试验建模、混合建模。 12．PID调节器分为模拟式和数字式两种。 13．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。 14．自动控制系统稳定运行的必要条件是：闭环回路形成负反馈。 15． DCS的基本组成结构形式是“三点一线”。 二：名词解释 20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．积分饱和: 在积分控制范围内，积分控制输出与偏差的时间积分成正比，当控制输出达到一定限制后就不在继续上升或下降，这就是积分饱和现象。 3.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。 4.比例控制系统：凡是两个或多个参数自动维持一定比例关系的过程控制系统，称为比例控制系统。 5均匀控制系统：控制量和被控量在一定范围内都缓慢而均匀的变化的系统，称为均匀控制系统。 6.超驰控制系统：指在一个控制系统中，设有两个控制器，通过高低值选择器选出能适应安全生产状态的控制信号，实现对生产过程的自动化控制。 7.分程控制系统：一个控制器的输出信号分段分别去控制两个或两个以上调节阀动作的系统称为分程控制系统。 8.阀位控制系统：是综合考虑快速性、有效性、经济性和合理性的一种控制系统。 9.集散控制系统：是把控制技术、计算机技术、图像显示技术及通信技术结合起来，实现对生产过程的监视控制和管理的系统。 10.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 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．正反方向判断气开气关,如何选择？ P84 答：所谓起开式，是指当气体的压力信号增大时，阀门开大；气关式则相反，压力增大时，阀门关小。气动调节阀气开气关形式的选择，主要从工艺生产的安全来考虑的。详见例题3-5 气开气关调节阀的选择主要是从生产安全角度和工艺要求考虑的，当信号压力中断时应避免损坏设备和伤害操作人员。如阀门处于开的位置时危害性小，则应选气关式反之选用气开式。 3.控制器正反方向判断 P133
过程控制试题库
过程控制试题库． 《过程控制》试题库 第1-2章试题 单选题 1.生产过程中引起被控量偏离其给定值的各种
因素称为（）。答案 B A．被控量 B．扰动 C．控制量 D．给定值 当被控量受到扰动偏离给定值后，使被控量恢 2. 复为给定值所需改变的物理量称为 （）。答案 C A．被控量 B．扰动 C．控制量 D．给定值 自动控制系统按照给定值进行分类，可以分
成：3. （）、程序控制系统和随动控制系统。B ．闭环控制系统A ．定值控制系统B C．开环控制系统D．简单控制系统自动控制系 统按照给定值进行分类，可以分成：4. 定值控制系统、（）和随动控制系统。B A．闭环控制系统．程序控制系统B C．开环控制系统D．简单控制系统自动控制系统按照给定值进行分类，可以分 5.成：定值 控制系统、程序控制系统和（）。B ．闭环控制系统A． B．随动控制系统 C．开环控制系统 D．简单控制系统 6.给定值在系统工作过程中保持不变，从而使被控量保持恒定，这样的系统称为 （）。D
A ．开环控制系统 B ．程序控制系统 C ．随动控制系统 定值控制系统 ．D 控制系统的给定值是时间的确定函数，这样的7.系统称为（ ）。 B A ．开环控制系统 B ．程序控制系统 ．随动控制系统 C 定值控制系统 D ． 控制系统的给定值按事先不确定的随机因素8.改变，这样的系统称为（ ）。C ．开环控制系统A ．程序控制系统B ．随动控制系统C 定值控制系统 ．D 自动控制系统按照结构进行分类，可以分成：9.（ ）、开环控制系统和复合控制系统。
B A．开环控制系统B．闭环控制系统．复合控制系统C D．随动控制系统自动控制系统按照结构进行分类，可以分成：10.闭环控制系统、（）和复合控制系统。A A．开环控制系统．闭环控制系统B． C．复合控制系统 D．随动控制系统 自动控制系统按照结构进行分类，可以分成：11.闭环控制系统、开环控制系统和（）。C A．开环控制系统．闭环控制系统B ．复合控制系统C ．随动控制系统D（）
2机械控制工程基础第二章答案
习 题 2.1 什么是线性系统?其最重要的特性是什么?下列用微分方程表示的系统中,x o 表示系统输出,x i 表示系统输入,哪些是线性系统? (1) x x x x x i o o o o 222=++ (2) x tx x x i o o o 222=++ (3) x x x x i o 222o o =++ (4) x tx x x x i o o o 222o =++ 解: 凡是能用线性微分方程描述的系统就是线性系统。线性系统的一个最重要特性就是它满足叠加原理。该题中（2）和（3）是线性系统。 2.2 图（题2.2）中三同分别表示了三个机械系统。求出它们各自的微分方程，图中x i 表示输入位移，x o 表示输出位移，假设输出端无负载效应。 图(题2.2) 解: (1)对图(a)所示系统，由牛顿定律有
x m x c x x c i o o 2 o 1 )(=-- 即 x c x c c x m i 1 2 1 o o )(=++ (2)对图(b)所示系统，引入一中间变量x,并由牛顿定律有 )1()()(1 x x c k x x o i -=- )2()(2 x k x x c o o =- 消除中间变量有 x ck x k k x k k c i o 1 2 1 o 2 1 )(=-- (3)对图(c)所示系统，由牛顿定律有 x k x x k x x c o o i o i 2 1 )()(=-+- 即 x k x c x k k x c i i o o 1 2 1 )(+=++ 2.3求出图(题2.3)所示电系统的微分方程。 图（题2.3） 解:(1)对图(a)所示系统,设i 1为流过R 1的电流,i 为总电流,则有 ?+=idt C i R u o 12 2 i R u u o i 1 1=-
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