《过程控制》试卷样卷

中国计量学院20学年～20学年第2学期《过程控制》课程试卷第1页共4页中国计量学院20～20学年第2学期《过程控制》课程考试试卷开课二级学院：机电工程学院，考试时间：年____月____日时考试形式：闭卷□、开卷□，允许带___入场考生姓名：学号：专业：班级：题序一二三四五六七八九总分得分评卷人一、填空题（每空1分，共10分）1、过程控制系统是以自动控制理论为依据，以表征生产过程主要参数如温度、压力、流量、液位、成分等为被控参数，通过测量变送器、显示调节器和操作控制器，调节控制参数，使被控参数按照预定的要求规律变化的自动控制系统。2、比例积分调节规律的显著特点是积分调节结束时无余差。3、建立过程对象数学模型的基本方法有机理分析法建模和试验法建模两种。4、被调参数为温度的对象，其时间常数和滞后时间都比较大。5、简单均匀控制系统中的调节器一般采用PI调节规律。二、单项选择题（每题1分，共10分）1、分程控制中，阀门A和阀门B的控制信号范围分段由（C）来完成。A、调节器B、电—气转换器C、阀门定位器D、变送器2、化工过程中，控制系统大部分是（D）。A、定值控制系统B、随动控制系统C、程序控制系统D、比值控制系统3、一种前馈作用一般能够克服（A）种干扰。A、一B、二C、三D、四4、通常，串级控制系统中主调节器的正反作用的选择取决于（D）。A、调节阀B、副调节器C、副对象D、主对象5、K是反映对象（C）的参数。A、控制能力B、动态特性C、静态特性D、抗干扰能力6、控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做（B）。A、负反馈B、正反馈C、前馈D、回馈7、下列表达式中，（B）表示比例积分调节规律。中国计量学院20学年～20学年第2学期《过程控制》课程试卷第2页共4页A、eKPpB、edtTKeKPIppC、edtTKeKPIppD、dtdeTeKPDp8、二阶对象可用（C）来近似描述。A、积分对象加一阶对象B、带滞后的一阶对象C、滞后时间为，时间常数为T的一阶对象D、微分对象9、下列哪些不是过程控制系统常用的参数整定方法（D）。A、衰减曲线法B、临界比例度法C、经验试凑法D、频率特性法10、选择性控制系统中，防止积分饱和的方法有（B）。A、限频法B、PI法C、内反馈法D、外反馈法三、简答题（每题10分，共20分）1、常用的调节器的调节规律有哪些？各有什么特点？比例控制规律（Ｐ）：较快克服扰动的影响，但有余差。适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、允许有余差的场合。比例积分控制规律（ＰＩ）：能消除余差的影响。适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、不允许有余差的场合。比例微分控制规律（ＰＤ）：具有超前控制作用。适合在控制通道的时间常数或容量滞后较大的场合使用，可以提高系统稳定性，减小动态偏差，；但不适合在纯滞后较大、扰动频繁的系统使用。比例积分微分控制规律（ＰＩＤ）：较理想的控制规律。在比例的基础上引入积分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系统的稳定性。适用于控制通道时间常数或容量滞后较大、控制要求较高的场合。2、与反馈控制系统相比，前馈控制系统有什么特点？为什么控制系统中不单纯采用前馈控制，而是采用前馈—反馈控制？特点：是开环控制；能“及时”抑制被控量由于扰动引起的动、静态偏差；只适合用来克服“可测不可控”的扰动，具有指定性补偿的局限性；控制器特性取决于被控对象；难以实现完全补偿。前馈-反馈控制：可及时克服主要扰动对被控量的影响，也能克服多个扰动的影响，降低系统对前馈补偿器的要求。中国计量学院20学年～20学年第2学期《过程控制》课程试卷第3页共4页四、计算题1、（12分）某温度控制系统的给定值为200℃，在单位阶跃干扰下的过渡过程曲线如下图，试求该过渡过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（按被控变量进入新稳态值的2%为准）。温度℃23021020520052022t/min图1温度控制系统过渡过程曲线最大偏差：230-200=30余差：205-200=5衰减比：（（230-205）-（210-205））/（230-205）*100%=80%过渡时间：22s2、（8分）液位对象的特性曲线如下图2所示，计算该对象的放大系数K、时间常数T及纯滞后时间τ。m3/hh/m30202010t/min24t/min图2液位对象的特性曲线K=(20-10)/(30-20)=1T=2minτ=2min以上并不是标准参考答案。五、分析题1、（10分）如图3所示为一加热炉出口温度控制系统的示意图，通过调节燃料气的流量来控制出口温度保持不变。试画出该控制系统的方框图，并指出被控参数、控制参数和可能引起被控参数变化的干扰各是什么。C中国计量学院20学年～20学年第2学期《过程控制》课程试卷第4页共4页图3加热炉出口温度调节2、（16分）如图4所示的锅炉汽包水位控制系统，通过调节给水流量来控制汽包液位保持稳定，要求：①说明该控制系统是什么类型的控制系统；②液位不允许过低，否则会发生事故，试确定调节阀的气开气关形式；③确定调节器的正反作用方式；④若给水流量突然增加，使汽包液位升高时，简述该系统的调节过程。图4锅炉汽包水位控制系统3、（14分）如图5所示的反应器峰值温度自动选择性控制系统，在触媒层的不同位置设置了检测点，将各检测点的测量信号都送到高值选择器。画出控制系统方框图，并说明该系统是哪种类型的选择性控制系统及其优点。燃料气LTLCFCFT中国计量学院20学年～20学年第2学期《过程控制》课程试卷第5页共4页图5反应器峰值温度自动选择性控制系统