过程控制系统与仪表期末模拟考题

过程控制系统与仪表期末模拟考题一、判断题：1.过程控制系统中，需要控制的工艺设备(塔、容器、贮糟等)、机器称为被控对象。（√）2.扰动量是作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。（×）答案：扰动量是除操纵变量外作用于生产过程对象并引起被控变量变化的随机因素。3.在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的动态。（×）答案：在一个定值控制系统中，被控变量不随时间变化的平衡状态，也即被控变量变化率等于零的状态，称为系统的静态，静态是一种相对静止状态。4.对一个系统总是希望能够做到余差小，最大偏差小，调节时间短，回复快。（√）5.时间常数越小，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。（×）答案：时间常数越大，被控变量的变化越慢，达到新的稳态值所需的时间也越长。6.时间常数指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量达到新稳态值的63.2%所需要的时间。（√）7.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。（×）答案：时间常数越大越好，这样干扰的影响和缓，控制就容易。8.放大倍数K取决于稳态下的数值，是反映静态特性的参数。（√）9.对于控制通道来说希望τ越大越好，而对扰动通道来说希望τ适度小点好。（×）答案：控制通道τ越小越好，而对扰动通道来说希望τ适度大点好10.对象特性放大系数Κm是动特性，时间常数Tm和滞后时间τm是测量元件和变送器的静态特性。（×）答案：对象特性放大系数Κm是静特性，时间常数Tm和滞后时间τm是测量元件和变送器的动特性。11.对纯滞后大的调节对象，为克服其影响，可引入微分调节作用来克服。（×）答案：微分作用能起到超前调节的作用，但不能克服纯滞后。答案：对象特性时间常数越长，则过程反应越慢，易引起较长的过渡时间。12.纯滞后时间长，将使系统超调量增加，干扰通道中纯滞后对调节品质没有影响。（√）13.测量滞后一般由测量元件特性引起，克服测量滞后的办法是在调节规律中增加积分环节。（×）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。14.目前国内生产调节阀主要有有线性、等百分比、快开3种流量特性。（√）15.积分作用可以消除余差，但要求用在对象时间常数较小，系统负荷变化较小的控制过程中。（√）二、填空题：16.调节阀的流量特性有（快开）、（等百分比）和（线性），流量特性的选择主要是与（广义对象特性）相匹配。17．被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的关系,称为调节阀的(流量)特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为(理想)特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为(工作)特性。18．直通双座调节阀的不平衡力较直通单座调节阀（小）,泄漏量（大）。19．控制系统引入积分作用是为了（消除余差）,但积分的引入会使系统（产生振荡现象）,引入微分作用是为了（克服容量滞后）。20．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，在加入积分作用的过程中，应（减小调节器的放大倍数）。21．自动调节系统常用参数整定方法(经验法)，(衰减曲线法)，(临界比例度法)，(反应曲线法)。22．执行器按其能源型式可分为（气动）,（电动）,（液动）三大类。23．气动执行器由（执行机构）和（调节机构）两个部分组成。24．选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）（增大），干扰通道的放大倍数（增益）（减小）。25．简单控制系统由（变送器）、（被调对象）、（调节器）和（执行器）四个环节组成。26.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（克服容量滞后）。27.选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于干扰28．某调节系统采用比例积分作用调节器，在加入微分作用的后，最大偏差A减小余差C不变调节时间ts缩短稳定性n提高。29．简单均匀控制系统与液位定值控制系统的区别是①调节目的不同；②调节器参数整定不同；③工艺过程不同。30、定值控制系统是按（偏差）进行控制的，而前馈控制是按（干扰）进行控制的；前者是（闭）环控制，后者是（开）环控制。前馈控制一般应用于扰动（可测）和扰动（显著）与扰动（频繁）的场合。三、选择题：31.（A）在阀芯行程比较小时，流量就比较大，随着行程的增加，流量很快地达到最大。A.快开流量特性B.线性流量特性C.抛物线流量特性D.等百分比流量特性32.电动调节器控制信号为（A或B），输出信号为（A）。A.4～20mADCB.1～5VDCC.0～5VD.0.2～1VDC33.AI-808调节器CF系统功能选择，外部给定，反作用调节时设（C）。A.CF＝0B.CF＝1C.CF＝8D.CF＝934.双容对象特性与单容对象特性相比增加了（D）。A.纯滞后B.传送滞后C.测量滞后D.容量滞后35.PID调节器变为纯比例作用，则（C）。A.积分时间置∞、微分时间置∞B.积分时间置0、微分时间置∞C.积分时间置∞，微分时间置0D.积分时间置0，微分时间置036.某控制系统采用比例积分作用调节器。某人用先比例后加积分的凑试法来整定调节器的参数。若比例带的数值已基本合适，再加入积分作用的过程中，则（B）A.应适当减少比例带B.适当增加比例带C.无需改变比例带D.与比例带无关37.控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫作（B）。A.负反馈B．正反馈C．前馈D．回馈38.过渡过程品质指标中，余差表示（A）。A.新稳态值与给定值之差B.测量值与给定值之差C.调节参数与被调参数之差D.超调量与给定值之差39.一般认为，经过（B）时间后，动态过程便结束了。A.2TB.3TC.6TD.10T40．引起被调参数偏离给定值的各种因素称（B）。A.调节B.扰动C.反馈D.给定四、简答题：41、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42、试述热电阻测温原理，常用热电阻的种类有哪些？0R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0R=10；另外一种是0R=100。工业上使用的铜电阻也有两种：一种是0R=50；另一种是0R=100。43、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。五计算题44、某化学反应器，工艺规定操作温度为200±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示，试求：该系统的过渡过程品质指标（最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间），并问该调节系统是否满足工艺要求。参考答案：最大偏差A=230-200=30℃余差C=205-200=5℃衰减比n=y1:y3=25:5=5:1振荡周期T=20–5=15（min）设被控变量进入稳态值的土2％，就认为过渡过程结束，则误差区域=205×（±2％）＝±4.1℃在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃画一区域（阴影线）。曲线进入时间点Ts=22min工艺规定操作温度为200±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃，而该调节系统A=30℃，不满足工艺要求。最大偏差A=230-200=30℃余差C=205-200=5℃衰减比n=y1:y3=25:5=5:145、如图所示，用差压变送器检测液位。已知ρ1＝1200kg／m3，ρ2＝950kg／m3，h1＝1.0m，h2＝5.0m，液位变化的范围为0～3.0m，如果当地重力加速度g＝9.8m／s，求差压变送器的量程和迁移量。当液位在0～3.0m变化时，差压的变化量为ρ1gHmax＝1200×9.8×3.0＝35280Pa根据差压变送器的量程系列，可选差变的量程为40kPa当H＝0时，有Δp＝－ρ2g（h2－h1）＝－950×9.8×（5.0－1.0）＝－37240Pa所以，差压变送器需要进行负迁移，负迁移量为37.24kPa迁移后该差变的测量范围为－37.24～2.76kPa若选用DDZ-Ⅲ型仪表，则当变送器输出I＝4mA时，表示H＝0；当I＝20mA时，H＝40×3.0／35.28＝3.4m，即实际可测液位范围为0～3.4m。如果要求H＝3.0m时差变输出满刻度（20mA），则可在负迁移后再进行量程调整，使得当Δp＝－37.24＋35.28＝－1.96kPa时，差变的输出达到20mA。46、有一台电动差压变送器，表量程为25000Pa，对应的最大流量为50t/h，工艺要求40t/h时报警。问：①不带开方器时，报警值设定在多少？②带开方器时，报警信号设定在多少？参考答案：①不带开方器时对应40t/h流量的差压ΔP1=25000(40/50)2=16000Pa对应40t/h流量的输出I出1=（16000/25000）16+4=12.24mA∴报警值S=12.24mA②带开方器时,∵ΔQ=KΔP对应40t/h流量的差压ΔP2=25000(40/50)=20000Pa对应40t/h流量的输出I出2=（20000/25000）16+4=16.8mA∴报警值S=16.8mA