過(guò)程控制試卷樣卷

1、中國(guó)計(jì)量學(xué)院20 20 學(xué)年第 2 學(xué)期 過(guò)程控制 課程考試試卷開(kāi)課二級(jí)學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 ，考試時(shí)間： 年_月_日 時(shí)考試形式：閉卷、開(kāi)卷，允許帶 _ 入場(chǎng)考生姓名： 學(xué)號(hào)： 專(zhuān)業(yè)： 班級(jí)： 題序一二三四五六七八九總分得分評(píng)卷人一、填空題 （每空1分，共10分）1、 過(guò)程控制系統(tǒng)是以自動(dòng)控制理論為依據(jù)，以表征生產(chǎn)過(guò)程主要參數(shù)如 溫度 、壓力 、 流量 、 液位、 成分 等為被控參數(shù)，通過(guò)測(cè)量變送器、顯示調(diào)節(jié)器和操作控制器，調(diào)節(jié)控制參數(shù)，使被控參數(shù)按照預(yù)定的要求規(guī)律變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。2、 比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律的顯著特點(diǎn)是 積分調(diào)節(jié) 結(jié)束時(shí)無(wú)余差。3、 建立過(guò)程對(duì)象數(shù)學(xué)模型的基本方法有 機(jī)理分析

2、法建模 和 試驗(yàn)法建模 兩種。4、 被調(diào)參數(shù)為溫度的對(duì)象，其時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間都比較 大 。5、 簡(jiǎn)單均勻控制系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)器一般采用 PI 調(diào)節(jié)規(guī)律。二、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共10分）1、 分程控制中，閥門(mén)A和閥門(mén)B的控制信號(hào)范圍分段由（ C ）來(lái)完成。A、調(diào)節(jié)器 B、電氣轉(zhuǎn)換器 C、閥門(mén)定位器 D、變送器2、 化工過(guò)程中，控制系統(tǒng)大部分是（ D ）。A、定值控制系統(tǒng) B、隨動(dòng)控制系統(tǒng) C、程序控制系統(tǒng) D、比值控制系統(tǒng)3、 一種前饋?zhàn)饔靡话隳軌蚩朔?A ）種干擾。A、一 B、二 C、三 D、四4、 通常，串級(jí)控制系統(tǒng)中主調(diào)節(jié)器的正反作用的選擇取決于（ D ）。A、調(diào)節(jié)閥 B、副調(diào)節(jié)器 C

3、、副對(duì)象 D、主對(duì)象5、是反映對(duì)象（ C ）的參數(shù)。A、控制能力 B、動(dòng)態(tài)特性 C、靜態(tài)特性 D、抗干擾能力6、控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)使得原來(lái)信號(hào)增強(qiáng)的叫做（ B ）。A、負(fù)反饋 B、正反饋 C、前饋 D、回饋7、下列表達(dá)式中，（ B ）表示比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律。A、 B、 C、 D、8、二階對(duì)象可用（ C ）來(lái)近似描述。A、積分對(duì)象加一階對(duì)象 B、帶滯后的一階對(duì)象C、滯后時(shí)間為，時(shí)間常數(shù)為的一階對(duì)象 D、微分對(duì)象9、下列哪些不是過(guò)程控制系統(tǒng)常用的參數(shù)整定方法（ D ）。A、衰減曲線(xiàn)法 B、臨界比例度法 C、經(jīng)驗(yàn)試湊法 D、頻率特性法10、選擇性控制系統(tǒng)中，防止積分飽和的方法有（ B ）。A、限頻法

4、B、PI法 C、內(nèi)反饋法 D、外反饋法三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1、 常用的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律有哪些？各有什么特點(diǎn)？比例控制規(guī)律（）：較快克服擾動(dòng)的影響，但有余差。適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、控制要求不高、允許有余差的場(chǎng)合。比例積分控制規(guī)律（）：能消除余差的影響。適用于控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、不允許有余差的場(chǎng)合。比例微分控制規(guī)律（）：具有超前控制作用。適合在控制通道的時(shí)間常數(shù)或容量滯后較大的場(chǎng)合使用，可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減小動(dòng)態(tài)偏差，；但不適合在純滯后較大、擾動(dòng)頻繁的系統(tǒng)使用。比例積分微分控制規(guī)律（）：較理想的控制規(guī)律。在比例的基礎(chǔ)上引入積分，可以消除余差，再加入微分作

5、用，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。適用于控制通道時(shí)間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場(chǎng)合。2、 與反饋控制系統(tǒng)相比，前饋控制系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？為什么控制系統(tǒng)中不單純采用前饋控制，而是采用前饋反饋控制？特點(diǎn)：是開(kāi)環(huán)控制；能“及時(shí)”抑制被控量由于擾動(dòng)引起的動(dòng)、靜態(tài)偏差；只適合用來(lái)克服“可測(cè)不可控”的擾動(dòng)，具有指定性補(bǔ)償?shù)木窒扌裕豢刂破魈匦匀Q于被控對(duì)象；難以實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償。前饋-反饋控制：可及時(shí)克服主要擾動(dòng)對(duì)被控量的影響，也能克服多個(gè)擾動(dòng)的影響，降低系統(tǒng)對(duì)前饋補(bǔ)償器的要求。四、計(jì)算題1、 （12分）某溫度控制系統(tǒng)的給定值為，在單位階躍干擾下的過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)如下圖，試求該過(guò)渡過(guò)程的最大偏差、余差、衰減比、過(guò)渡時(shí)

6、間（按被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的%為準(zhǔn)）。溫度 230 210 205 2005 20 22 t/min 圖1 溫度控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)最大偏差：230-200=30余差：205-200=5衰減比：（230-205）-（210-205）/（230-205）*100%=80%過(guò)渡時(shí)間：22s2、（8分）液位對(duì)象的特性曲線(xiàn)如下圖2所示，計(jì)算該對(duì)象的放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T及純滯后時(shí)間。m3/h h/m 30 20 20 10t/min 2 4 t/min 圖2 液位對(duì)象的特性曲線(xiàn)K=(20-10)/(30-20)=1T=2min=2min以上并不是標(biāo)準(zhǔn)參考答案。五、分析題C1、（10分）如圖3所示為一加熱爐出口溫度控制系統(tǒng)的示意圖，通過(guò)調(diào)節(jié)燃料氣的流量來(lái)控制出口溫度保持不變。試畫(huà)出該控制系統(tǒng)的方框圖，并指出被控參數(shù)、控制參數(shù)和可能引起被控參數(shù)變化的干擾各是什么。 燃料氣 圖3 加熱爐出口溫度調(diào)節(jié) 2、 （16分）如圖4所示的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)給水流量來(lái)控制汽包液位保持穩(wěn)定，要求：說(shuō)明該控制系統(tǒng)是什么類(lèi)型的控制系統(tǒng)； 液位不允許過(guò)低，否則會(huì)發(fā)生事故，試確定調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)氣關(guān)形式； 確定調(diào)節(jié)器的正反作用方式； 若給水流量突然增加，使汽包液位升高時(shí)，簡(jiǎn)述該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程。LTLCFCFT 圖4 鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)3、 （14分）如圖5所