過程控制期末考試

1、 期末復(fù)習(xí)題1對象（過程）的數(shù)學(xué)模型建立方法主要有機理演繹法和試驗辨識法兩種。2 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有單項指標(biāo)和綜合指標(biāo)兩種。3熱電偶主要用于測較高溫度，而熱電阻用于測中低溫度，熱電阻與測量橋路連接時，往往采用三線制線圈的連接方式。4用于測流量的節(jié)流裝置之一是孔板，利用流體流經(jīng)此節(jié)流設(shè)置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量，它與流速成定量的關(guān)系。5被測介質(zhì)為導(dǎo)電液體時，電容式物控計的內(nèi)電阻（金屬棒）要用絕緣物覆蓋。6調(diào)節(jié)閥的理想測量特性有直線、對數(shù)和快開三種。7在工程上，簡單控制系統(tǒng)的參數(shù)整定方法有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗試湊法三種。8DDZ-III型儀表的供電電源為24V DC，DDZ-II型

2、儀表的供電電源為220 V AC，DDZ-III型儀表的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一電信號為420 mA DC或15 V DC，而DDZ-II型的則是010 mA DC9應(yīng)變器或壓力傳感器是基于應(yīng)變效應(yīng)進行測量的，即將物理變量轉(zhuǎn)換成電阻值。10控制系統(tǒng)的單項性能指標(biāo)有衰減比、超調(diào)量、殘余偏差和調(diào)節(jié)時間。11電動調(diào)節(jié)閥由調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機構(gòu)兩部分組成，它有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種工作方式。12用于測流量的節(jié)流裝置有孔板、噴嘴和文丘里管三種標(biāo)準(zhǔn)形式。13溫度變送器有三個品種，它們分別是：接觸式變送器、非接觸式溫度變送器和智能式溫度變送器。14基型控制器由量程單元和放大單元兩大部分組成。15控制系統(tǒng)對偏差的定義是e =r（t）-y（

3、t），而儀表對偏差的定義則是e = y（t）-r（t）。16.簡單控制系統(tǒng)主要由控制器、執(zhí)行器、被控對象和測量變送四個基本環(huán)節(jié)組成。17.電氣閥門定位器具有電氣轉(zhuǎn)換、改善閥門性能雙重作用。18.在確定系統(tǒng)的控制方案時，應(yīng)使對象控制通道的放大系數(shù) 增大 ，時間常數(shù) 減小 ，純滯后 減小 ；對象干擾通道的放大系數(shù) 減小 ，時間常數(shù) 增大。19.電動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的正作用是指輸入信號壓力增加時，推桿上移，控制閥的正裝是指閥桿下移時，閥門開度減小，所構(gòu)成的執(zhí)行器為型式氣關(guān)。20為了擴大控制閥的可調(diào)范圍可采用分程控制系統(tǒng)。21控制器的積分時間減小，則積分作用增大，使控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。1. 子流量計的流

4、體流動方向自下而上 2. DDZ-III型電動溫度變送器與熱偶配合使用，其輸入回路連接時，要注意使冷端溫度補償電阻置于溫度恒定性。3. 某加熱爐的爐溫約為1100C，要求測量信號遠(yuǎn)傳輸至控制室的DDZ-III型控制器，應(yīng)選用熱電偶的溫度檢測元件和熱電偶變送器4. 隨動控制系統(tǒng)的給定值隨機變化。5. 設(shè)計一個分程控制系統(tǒng)，使其控制器的輸出信號分成兩段分別控制兩個調(diào)節(jié)閥，為了提高系統(tǒng)的可調(diào)比，這兩個調(diào)節(jié)器應(yīng)采用同向分程6. 某控制系統(tǒng)有兩個控制閥，控制器的輸出送到這兩個控制閥，這兩個控制閥將工作在不同的信號段，這個控制系統(tǒng)是一個分程控制系統(tǒng)7. 在串級控制系統(tǒng)中，主回路屬于定值控制系統(tǒng)，副回路屬于

5、隨動控制系統(tǒng)，副調(diào)節(jié)器工作在外給定狀態(tài)。8. 熱磁式氧氣分析儀是利用氧的磁化率 其他氣體的磁化率特性來測定混合氣體中的含氧量。 A 遠(yuǎn)大于 B 等于 C 遠(yuǎn)小于9. 電磁流量計是測量 介質(zhì)體積流量的儀表A非導(dǎo)電液體 B導(dǎo)電液體 C非導(dǎo)磁氣體 D導(dǎo)磁氣體10. 采用DDZ-III型差壓變送器來貯槽測量液位時，若差壓變送器的安裝位置低于貯槽底部，則在最低液位時，差壓變送器輸出X值 X值>4mA DC 11. 此時差壓變送器應(yīng)作正遷移12在單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)中，從動量閉環(huán)控制系統(tǒng)屬于隨動和定值控制系統(tǒng)13.轉(zhuǎn)子流量器是采用節(jié)流_A_原理來測量流量，液體流動方向_ E _A.恒壓降變面積 B.

6、_ C.恒面積變壓降 D.必須至上而下 E。必須至下而上14.選擇(超馳)控制是為了實現(xiàn)_B_而設(shè)計的控制系統(tǒng)，它屬于極限控制的一種A.分程控制 B.軟保護 C.硬保護15.模擬控制器若采用PI算法，請問其輸出u=Kc(e(t)+),是在_A_工作狀態(tài)下實現(xiàn)A.自動 B.軟手動 C.硬手動 D.保持16.若控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差時，可_B_PID控制器的比例度數(shù)值?；騙A_積分時間常數(shù)T,使系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。A增加 B減小 C.不變1.前饋控制系統(tǒng)是根據(jù)被控變量與設(shè)定值的偏差大小來進行控制的，此說法是否正確？為什么？錯誤。前饋控制系統(tǒng)是根據(jù)干擾量的大小來進行控制的2.比值控制系統(tǒng)中的流量比值Fu/

7、F =K與所需設(shè)置的儀表比值系數(shù)K是不相同的。此說法是否正確？為什么？答：正確，當(dāng)流量與檢測信號呈非線性關(guān)系，當(dāng)物料流量的比值K一定，流量與其檢測信號呈平方關(guān)系時，比值器的參數(shù)與物料流量的實際比值和最大值之比的乘積也呈平方關(guān)系。 流量與檢測信號呈線性關(guān)系，當(dāng)物料流量的比值K一定、流量與其檢測信號呈線性關(guān)系時，比值器的參數(shù)與物料流量的實際比值和最大值之比的乘積也呈線性關(guān)系3.判斷下列系統(tǒng)圖的控制方案是否合理？若不合理，請說明指正。改正目的控制系統(tǒng)為何種控制系統(tǒng)？a 原料作為被控參數(shù) 反饋控制系統(tǒng)b 同一管道上安裝兩個控制閥，同時調(diào)節(jié)前后兩個相互矛盾的工藝參數(shù) 分程控制系統(tǒng)C 調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝于從動量

8、通道上即FsC下 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)D 副控制器的測量變送應(yīng)是測量鍋爐溫度而不是燃料流量，故FT應(yīng)安裝在鍋爐上 串級控制系統(tǒng)4.試判斷圖屬于何種控制系統(tǒng)？說明其理由，并畫出相應(yīng)的系統(tǒng)方框圖。前饋反饋控制系統(tǒng)：分程控制系統(tǒng)：系統(tǒng)有兩個控制閥，控制器的輸出送到這兩個控制閥，這兩個控制閥將工作在不同的信號段對象VBVAPTTPC5.當(dāng)調(diào)節(jié)器的設(shè)定值不變時，請判斷以下兩種說法哪個正確？為什么？（1）若流量值增加，調(diào)節(jié)器的輸出也增加，則該調(diào)節(jié)器為正作用；（2）若流量值增加，調(diào)節(jié)器的輸出減少，則該調(diào)節(jié)器為正作用。（1）正確。輸入量增加（或減?。?，輸出量隨之增加（或減?。r，調(diào)節(jié)器為正作用。6.系統(tǒng)在受到擾

9、動而進行控制時，若其過濾過程不穩(wěn)定，可通過增大積分時間Ti或加大比例度使其盡快穩(wěn)定，這種說法是否正確？為什么？錯誤。增大積分時間 ，Ti積分越弱，不利于消去余差。加大比例度會使比例作用消弱，不利于系統(tǒng)快速達到穩(wěn)定。1. 控制系統(tǒng)由哪幾個部分組成？它們的輸入輸出分別是什么？（用常規(guī)符號表示）控制器：輸入e（t），輸出u（t）；執(zhí)行器：輸入u（t），輸出q（t）；被控過程：輸入q（t），輸出y（t）；測量變送：輸入y（t0，輸出z（t）。2. 什么是控制通道和干擾通道？對不同通道的特性參數(shù)（K,T, ）要求有什么不同？答：控制通道：q(t) 對c(t) 的作用途徑，要求KP適當(dāng)大些，TP適當(dāng)，P盡

10、量小擾動通道：f(t)對c（t）的作用途徑，要求KF小，TF大，對F無要求。3. 若被響應(yīng)曲線來分，對象（過程）特性可分為哪幾種？（響應(yīng)曲線有四種）4. 在電偶的參比端溫度補償方法有幾種？答：補償導(dǎo)線法，冰浴法，查表法，補償電橋法，機械調(diào)零法5. 工程上常用的控制規(guī)律有哪幾種？它們主要用于何種工況？（請寫出控制P、PI、PD和PID控制算法的數(shù)學(xué)表達式，并說明它們的使用場合。）答：1.比例控制器P 控制質(zhì)量要求不高，允許有余差的場合2.比例積分控制PI 不允許有余差的場合3比例微分控制PD 用于過程容量滯后較大的場合4比列積分微分控制PID 控制質(zhì)量要求較高6簡單控制系統(tǒng)的投運主要步驟及控制器

11、參數(shù)工程整定方法？投運主要步驟：1、熟悉系統(tǒng)的技術(shù)要求或性能指標(biāo)2、建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3、確定控制方案4、根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性進行分析與綜合5、系統(tǒng)仿真與實驗研究6、工程設(shè)計7、工程安裝8、控制器的參數(shù)整定控制器參數(shù)工程整定方法：理論計算整定法、工程整定法、自整定法。7 采用選擇性控制系統(tǒng)的目的是什么？常用的選擇性控制系統(tǒng)類型有哪些？目的：當(dāng)操作條件到達安全極限時，實行保護兩種：選擇調(diào)節(jié)器的輸出信號 選擇變送器的輸出信號8 在工程應(yīng)用中，設(shè)計分程控制系統(tǒng)主要解決那兩個方面的問題？根據(jù)調(diào)解閥的氣開，氣關(guān)形式分程控制系統(tǒng)可分為哪兩種類型？答：解決擴大執(zhí)行器得可調(diào)范圍和改善控制系統(tǒng)品質(zhì)的問題

12、分為同向分程和異向分程在某工業(yè)生產(chǎn)過程中，根據(jù)現(xiàn)場的生產(chǎn)特點和工藝要求，為了提高控制質(zhì)量，設(shè)計一個前饋-反饋控制系統(tǒng)，已知過程？控制通道和擾動通道的傳遞函數(shù)分別為請簡述前饋控制的特點，試寫出前饋調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)UFF9試分別說明什么是調(diào)節(jié)閥的流量特性、理想流量特性和工作流量特性？答：調(diào)節(jié)閥流量特性：流過閥門的調(diào)解介質(zhì)相對流量q/qmax與閥桿相對行程l/lmax之間的關(guān)系；理想流量特性：控制閥的前后壓差保持不變時得到的流量特性，既F=常數(shù)， q/qmaxl/lmax工作流量特性：控制閥的前后壓差不能恒定時得到的流量特性，既p常數(shù)， q/qmaxl/lmax10被控變量選擇的原則答：1。盡量選擇

13、能反映產(chǎn)品質(zhì)量的變量作為被控變量；2所選的被控變量能滿足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，安全，高效所選的被控變量能滿足生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，安全，高效的要求3必須考慮自動化儀表及裝置的現(xiàn)狀操縱變量的選擇應(yīng)遵循的原則1 工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。2 被控對象所有的輸入變量中對被控變量影響最大的一個，即Kr盡量大些,Tr適當(dāng)小些, r盡量小些；3 不宜選擇生產(chǎn)主要物料量作為操作量五、計算題1. 有一臺DDZ三型比例調(diào)器，其輸入電流是420mA，其輸入電壓范圍是15V，計算當(dāng)比例度為40%時輸入電流變化為4mA所引起的輸出電壓變化變化量并計算比例調(diào)節(jié)器的增益Kc。 2、如何根據(jù)*工藝變量的要求來選擇儀表的量程和精度？現(xiàn)檢測出出口

14、壓力約（1.5Mpa工藝要求0.05Mpa，就地指示，可供選擇的彈簧管壓力的精度為：1.0，1.5，2.5，4.0級，量程為01.5，02.5，04.0Mpa，試選擇壓力表的量程和精度。解：1.6X3/2=2.4MPa 量程：02.5MPa 0.05/2.5*100%=2% 1.5級1.6X2=3.2MPa 量程：04MPa 0.05/4*100%=1.25% 1.0級3用分度值Pt50的熱電阻測量，卻錯查了Cu50分度表，得到的溫度是143°C問實際溫度是多少？要求一位小數(shù) Cu50熱電阻143度下為80.63歐Pt=80.634、在生產(chǎn)過程中，要求參與反應(yīng)的A、B兩種物料保持一定

15、比值，若已知正常操作時，A物料流量q1=8.5 m3/h，采用孔板測量并配用差壓變送器，其測量范圍為010m3/h，B物料流量q2=0.25m3/h，相應(yīng)的測量范圍為0-300m3/h，根據(jù)要求設(shè)計*k=q1/q2比值的控制系統(tǒng)，要求在流量和測量信號分別成線性和非線性關(guān)系時，采用DDZ-III型儀表組成系統(tǒng)時的比值系數(shù)k。解：6、某臺DDZ-III型比例積分控制器，比例度100%，積分時間為2分，穩(wěn)態(tài)時輸出為5mA，輸入突然增加了0.2Ma,試問經(jīng)過5min后，輸出變化為多少？解：比值控制基本概念目的：在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，常需要將兩種或兩種以上的物料按一定的比例關(guān)系進行混合。比值控制的目的是為

16、了實現(xiàn)幾種物料按一定比例混合，使生產(chǎn)安全、正常地進行。（如在鍋爐燃燒過程中，需要燃料量與空氣按一定的比例進入爐膛。）定義：實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。均勻控制的目的 從控制方案出發(fā)，解決前后工序供求矛盾，達到前后兼顧協(xié)調(diào)工作（如使液位和流量均勻變化）。分程控制系統(tǒng)定義： 一個控制器的輸出去操作兩個或兩個以上的執(zhí)行器，分別按控制器的輸出的不同范圍工作的控制系統(tǒng)稱為分程控制系統(tǒng)。目的： 擴大執(zhí)行器可調(diào)范圍，改善控制系統(tǒng)品質(zhì)； 滿足工藝上操作的特殊要求。特點： 多個執(zhí)行器；分程工作。六、綜合題下圖是鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)，工藝要求該控制系統(tǒng)的被控變量恒定，而且無余差。1、 根據(jù)給定值的情況，說明該系統(tǒng)為何種類型的控制系統(tǒng)2、 畫出該控制系統(tǒng)的方框圖3、 指出被控變量、操縱變量和系統(tǒng)的輸入信號4、 從安全考慮，確定控制閥的氣開，氣關(guān)型式5、 確定控制